[发明专利]一种实时检测架空线路金具接头发热的方法

摘要

本发明公开了一种实时检测架空线路金具接头发热的方法，属于电力系统自动化技术领域。本发明基于输电线等效阻抗原理，通过交流电阻测试仪获取线路测量交流电阻值，基于热平衡原理，通过环境参数和线路电流实时获取导线温度数据，通过区分三相电流平衡情况，在导线温度‑线路交流电阻平面上直接比较或先进行直线拟合再比较交流电阻值的方式获取各相金具在运行中的接触电阻，依据接触电阻与接头处温升关系，定位发热接头所在相线，并确定接头发热程度。本发明能够在线判断三相架空输电线路的金具接头发热情况，快速准确定位热缺陷故障，分析并反馈热缺陷程度信息，增加了线路运行的可靠性，对于线路在线载流量提升起到辅助决策的作用。

主权项

一种实时检测架空线路金具接头发热的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)进行架空线路电气量和环境参数的采集，根据所采集的电气量实时计算线路各相的测量交流电阻值R_ac，作为线路各相的总交流电阻值，该总交流电阻值包括线路自身的交流电阻和金具的接触电阻；2)根据所采集的环境参数和电气量实时计算线路各相的导线温度和当前温度下正常金具接触电阻R_j，设A、B和C相的导线温度分别为T_A、T_B和T_C；计算正常金具接触电阻的公式为：$R_j=R_{j0}(1+\frac{2}{3}\mathrm{\α}t)$上述式中，R_j0为0℃时的金具接触电阻，α为金属的电阻温度系数，t为金具工作时的环境温度；然后，判断线路各相的导线温度是否相同，如相同则采用直接比较法计算各相各自金具的接触电阻，否则则采用拟合比较法计算各相各自金具的接触电阻；所述直接比较法为：认为A、B和C相三相中测量交流电阻值R_ac最小的相线中金具未发热，其金具的接触电阻等于R_j，然后分别将其余两相的测量交流电阻值R_ac与金具未发热的那相的测量交流电阻值R_ac作差；再将差值与R_j作和，得到其余两相的金具的接触电阻值；所属拟合比较法为：取A、B和C相三相当前时刻的导线温度T_1x(x＝A,B,C)和对应线路的测量交流电阻值R_ac1x(x＝A,B,C)作为T‑R平面上的一组坐标，另取T_1x(x＝A,B,C)中的最小温度值，在该温度值左侧1℃处作为另一组坐标的导线温度值T₂，通过历史数据查询得到三相在该温度下的交流电阻测量值R_ac2x(x＝A,B,C)，则R_ac2x(x＝A,B,C)中的最小值R_{ac2x_min}(x＝A或B或C)为正常相的测量交流电阻值；将该坐标(T₂，R_{ac2x_min})分别与三点坐标(T_1x(x＝A,B,C)，R_ac1x(x＝A,B,C))进行基于T‑R平面两点的线性拟合，并分别求得各拟合直线斜率，其中斜率最小值的拟合直线对应的相在任意时刻均认为是正常相，在该拟合直线上可得到在T_1x(x＝A,B,C)处对应的拟合交流电阻值R′_ac1x(x＝A,B,C)；将A、B和C相三相的测量交流电阻值R_ac1x(x＝A,B,C)与拟合值拟合交流电阻值R′_ac1x(x＝A,B,C)的偏差加上对应温度下正常金具接触电阻，得到各相的金具的接触电阻值；3)根据各相的金具的接触电阻值代入以下公式计算各相的金具接头温升和金具的实际温度：$\mathrm{\τ}=\frac{I^2{R}^2}{8LT}$T_f＝τ+T‑273.15上述式中，τ为金具接头温升，I为各相的线路电流，R为金具的接触电阻值，L为洛伦兹常数，值为2.44×10^‑8，T为环境温度的绝对温度值，单位为K，T_f为金具的实际温度；4)根据下式计算各相的金具接头温升幅度：$\mathrm{\Δ}t=\frac{I^2{R}_r^2}{8LT}-\frac{I^2{R}_j^2}{8LT}$上述式中，R_r为步骤2)得到的各相的金具的接触电阻值；根据各相的金具接头温升幅度所处区间不同，将金具接头热缺陷等级分为：一般热缺陷、重大热缺陷、危急热缺陷，对于危急热缺陷以及金具的实际温度大于架空线温度运行极限的情况，立即采取措施处理。