[发明专利]基于稳态热路模型的架空导线允许电流的确定方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及高压架空输电技术领域，特别涉及一种基于稳态热路模型的架空导线允许电流的确定方法与装置。

背景技术

导线中没有通过电流时，其温度与周围介质温度相等；通过电流时，电阻将电能转化为热能，导线温度高于环境温度，再加上对流换热、热辐射以及日照等的影响，处于动态变化过程中。当输电线路负荷持续增加时，线路将出现过热故障，为了防止这种现象发生，出现了最大允许电流的概念。

我国《110-500kV架空送电线路设计技术规程》中规定钢芯铝绞线的允许温度是+70℃(大跨越可采用+90℃)。因此，最大允许电流即指架空导线或者说输电线路运行在气象环境中，导线温度达到+70℃时的电流。

了解架空导线的最大允许电流，有利于充分挖掘现有输电线路的输电能力，为调度部门的调度、线路检修、新建线路规划等提供依据。但现有的最大允许电流的确定方法需要测量的参数、考虑的因素太多，如风速、空气密度、导线直径、太阳光有效入射角等，使得测量投入成本高、运算复杂、结果可靠性不高。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种基于稳态热路模型的架空导线允许电流的确定方法与装置，以减少监测量，简化运算过程。

本发明基于稳态热路模型的架空导线允许电流的确定方法，包括步骤：

向架空导线加载电流I；

导线温度稳定后，测量导线温度T₁及导线周围特定距离处的环境温度T₂，计算此时的交流电阻R_c，根据所述I、T₁、T₂、R_c，采用下式计算当前环境热阻R_x：

Rx=T1-T2I2Rc]]>

根据所述T₁、T₂、R_c、R_x，采用下式，计算当前外界环境下架空导线的最大允许电流I_max：

Imax=70-T2RxRc]]>

优选地，采用下式计算所述交流电阻：

R_c＝ζI^τR₂₀[1+α(T₁-20)]

式中，ζ和τ表示与导线标准截面有关的常量，α为温度系数，R₂₀表示导线温度20℃时的直流电阻。

优选地，所述导线周围特定距离具体为距导线表面30cm的任意位置。

优选地，所述导线温度为导线表面温度。

本发明基于稳态热路模型的架空导线允许电流的确定装置，包括：

电流加载模块，用于向架空导线加载电流I；

环境热阻确定模块，用于在导线温度稳定后，测量导线温度T₁及导线周围特定距离处的环境温度T₂，计算此时的交流电阻R_c，根据所述I、T₁、T₂、R_c，采用下式计算当前环境热阻R_x：