【摘 要】
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输电线路覆冰是影响电网安全运行的重要问题之一,现有监测手段虽一定程度上实现了对输电线路覆冰的有效测量,但仍缺乏一种能够在恶劣环境下实现输电线路覆冰长期稳定监测的方法,因此覆冰精确监测对电网冰灾防治工作具有重要意义。弧垂作为导线覆冰后一明显变化量,可用于远程在线覆冰监测,因此,本文以现有弧垂-温度输电线路覆冰监测方法为基础,考虑了风荷载、不同覆冰形貌及覆冰分布特征对导线构型的影响,建立了不同冰形均匀
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输电线路覆冰是影响电网安全运行的重要问题之一,现有监测手段虽一定程度上实现了对输电线路覆冰的有效测量,但仍缺乏一种能够在恶劣环境下实现输电线路覆冰长期稳定监测的方法,因此覆冰精确监测对电网冰灾防治工作具有重要意义。弧垂作为导线覆冰后一明显变化量,可用于远程在线覆冰监测,因此,本文以现有弧垂-温度输电线路覆冰监测方法为基础,考虑了风荷载、不同覆冰形貌及覆冰分布特征对导线构型的影响,建立了不同冰形均匀分布覆冰下基于弧垂和温度的导线等值覆冰厚度数值模型,同时针对模型应用于输电线路覆冰监测时所需面临的问题予以分析解决,以此构建出基于弧垂和温度的输电线路覆冰监测系统。为验证所建立模型对导线等值覆冰厚度的计算精度,本文开展了试验线路自然覆冰验证试验。论文主要工作及结论如下:（1）圆形覆冰下,分裂导线构型及弧垂的计算可等效为单导线,当导线中点弧垂及表面温度已知时,便可由抛物线模型及状态方程计算得到等值覆冰厚度;异形覆冰下,偏心覆冰扭矩不会改变单导线构型,但分裂导线会在偏心扭矩作用下发生扭转,当冰形参数已知时,根据扭转后导线构型约束关系,结合圆形覆冰模型便可对异形覆冰等值厚度求解。（2）分析计算了不同塔线连接方式对模型求解的影响、不同档距高差下导线弧垂及温度的监测精度需求及监测方案、以及非均匀分布覆冰下导线覆冰监测方案设计。不同塔线连接方式只会影响导线出线点空间坐标的确定;随着档距的增大,监测方法对于导线最大弧垂及表面温度的监测精度需求逐渐降低,档距小于100m时,需满足±1cm、±0.3℃的弧垂及温度监测需求,大于100m时则只需满足±1dm、±1℃便可实现1mm的覆冰增长监测。当线路出现非均匀分布覆冰时,需根据分布特征分段测量计算,非均布测量段计算结果会出现极值,可剔除以增大求解精度。（3）自然覆冰下,试验单导线及四分裂导线满足抛物线构型,中点弧垂与最大弧垂试验测量值相对误差小于0.5%,满足中点弧垂近似代替导线最大弧垂的假设;均匀分布覆冰下基于弧垂测量的输电线路等值覆冰厚度模型在导线构型计算上具有良好的精度,最大弧垂相对误差小于1%;均匀分布覆冰下的数值模型对导线等值覆冰厚度与悬挂点拉力的计算结果均与实测结果相近,最大误差为11.1%。
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