[发明专利]220～500kV线路增容运行的实现方法

摘要

本发明涉及一种220～500kV线路增容运行的实现方法，能在充分利用现有电网资源的情况下，通过提高导线最高允许运行温度至80℃增加线路输送容量，同时通过监测线路所处不同环境温度、导线的实时运行温度等情况来控制线路的输送容量，可以使运行调度人员实时掌握线路运行情况。在增加投资较低的情况下来提高各单位线路的输送能力，对于增加已建线路输送容量和降低新建线路投资，解决线路走廊紧张情况、电力建设与地方规划的矛盾及一些地区或某些断面出现N-1故障时剩余断面经常出现重载、超载的问题具有很好的参考意义。

主权项

1.一种220～500kV 线路增容运行的实现方法，其特征在于：在对预增容的线路上设置线路气象监测仪和导线温度监测装置，用以采集气象数据和导线温度数据；并根据下列公式，计算出导线在不同温度时的载流量大小，校验出线路对地和交叉跨越物的距离能否满足规程要求的安全距离：导线电阻损耗的热量及吸收太阳热量之和应等于导线辐射散热和空气对流散热之和，其导线的热量平衡方程式为:Q_R+Q_S=Q_f+Q_d其中：Q_R表示单位长度导线电阻的发热功率      Q_S表示单位长度导线日照的吸热功率Q_f表示单位长度导线的辐射散热功率Q_d表示单位长度导线的对流散热功率①、导线辐射散热Q_f＝πDεν[(Tm+273)⁴-(t₀+273)⁴]                                   (1)                               式中:Q_f－单位长度导线的辐射散热量(W/m)        D－导线直径(m)        π－圆周率，π＝3.14        ε－导线表面辐射的黑度系数,ε=0.5                                   ν－斯蒂芬一波尔兹曼常数，ν＝5.67×10^-8 (W/m²)        T_m－导线工作时的发热温度(℃)        t₀－环境温度(℃)②、空气对流散热对于室外风速大于0.2m/s时，对流散热的条件较好，称为强迫对流散热；对于屋内自然通风或屋外风速小于0.2m/s时，属于自然对流散热；⑴、对于有风情况下导体强迫对流散热可按下面公式求解：Q_d=πλ_f(T_m-t₀)[A+B(sinΦ)ⁿ]·C()^P                             (2)               式中:Q_d－单位长度导线的对流散热量(W/m)                Φ－风袭角                n.A.B－常数，当Φ∈(0°，24°)时，                A＝0.42, B＝0.68，n＝1.08;                当Φ∈[24°,90°]时，A＝0.24，B＝0.58,                n＝0.9；                λ_f－导线表面空气膜的热传导率(W/m.℃)按λ_f=2.42×10^－2＋7×10^－5[t₀+(T_m－t₀)]计算                V_f－导线表面空气膜的动态粘度(m²/s)按V_f=1.32×10^－5+9.6×10^－8[t₀+(T_m－t₀)]计算                V－风速(m/s),C.P－常数=Re＝雷诺数计算时设Φ＝90⁰，A＝0.42，B＝0.58，n＝0.9，则取C=0.57,P=0.485,因此有：Q_d＝0.57πλ_f(T_m-t₀)()^0.485        (2A)⑵、对于无风情况下导体自然对流散热可按下面公式求解：Q_d=1.5πD(T_m-t₀)^1.35                   (2B)③、日照时导线吸收的热量   日照时导线吸收的热量为：           Qs＝a_s·D·q_s                      (3)式中：Qs－日照时导线吸收的热量(W/m)     a_s-导线表面吸热系数，一般取值与辐射系数相等,a_s＝0.5     q_s－日照强度，我国的日照功率取q_s＝1000w/m²④、导线的交流电阻R＝(1＋k)R₂₀[1+α₂₀(Tm-20)]                (4)式中：k－集肤效应系数，导线截面≤400mm²，K＝0.0025；导线截面>400mm²,k＝0.01        R－导线在T_m时的交流电阻(Ω/m)     D－导线外径(m)     I－不同温度时导线长期允许的载流量     R₂₀－导线在20℃时的直流电阻α₂₀－导线在20℃时的电阻温度系数，α₂₀＝0.0042(℃^－1)⑤、导线允许载流量整理上述方程组，有Q_f＝D×8.9×10^－8[(Tm+273)⁴-(t₀+273)⁴]Q_d＝1.79()^0.485(Tm-t₀)或Q_d=1.5πD(Tm-t₀)^1.35Q_s＝500·DR＝(1＋k)R₂₀[1+0.0042(Tm-20)]根据热量的平衡方程：   I²R+Q_S=Q_f+Q_d       得：I＝(5)  不计及日照的影响I＝(6)    计及日照的影响⑥、导线弧垂F=KL₁L₂                     (7)式中：F-档距内的导线弧垂L₁-交叉跨越点与小号悬挂点的水平距离L₂-交叉跨越点与大号悬挂点的水平距离K－导线的定位模板K值其中：K＝(8)g－导线的自重比载σ－导线的应力⑦、导线的状态方程σ_m－=σ--αE(Tm-t)                        (9)式中：  g_m, g-已知和待求情况下的导线自重比载(本次计算取Vm＝V)σ_m ，σ-已知和待求情况下的导线应力T_m,t-已知和待求情况下的导线温度α-导线的温度伸长系数E-导线的弹性模量-导线所在耐张段的代表档距。