沙尘环境下架空线路污闪跳闸概率计算方法_2

文档序号:9274802阅读:来源:国知局
计算出来,得到空气相对湿度的变化对绝缘子污闪电压的影响的计算公式,将污闪电压被 修正为:
[0060]
[0061] 当空气相对湿度小于70%时,空气湿度的变化对绝缘子污闪电压的影响忽略不 计,大于70%时,则要计及空气湿度对污闪电压的影响系数Ku;
[0062] 计算出空气相对湿度为70% -100%时,考虑空气相对湿度对污闪电压影响系数心 后的切断盐密:
[0063]
[0064] (2. 4)读取架空线路各档距处绝缘子表面污秽度信息,包括绝缘子表面灰密、盐 密;
[0065](2. 5)根据各档距处的沙尘沉积量由式(5)、式(6)计算绝缘子表面盐密、灰密;
[0066] (2. 6)结合沙尘天气特点,将绝缘子表面污秽参数带入式(11)、式(12)计算各绝 缘子的污闪概率。
[0067] 本发明所提出的沙尘环境下架空线路污闪跳闸概率计算方法,可以对沙尘环境下 电网中的高风险跳闸故障架空线路进行预警,缩小预警范围,预防可能出现的架空线路跳 闸故障,提高电网中各架空线路在沙尘环境下的可靠性水平,基于本专利提出的计算方法 的结果,可以高危线路的绝缘子及时进行清扫,提高沙尘环境下电网的安全稳定运行水平。
【附图说明】
[0068]图1为单位档距线路构成的串联可靠性系统示意图;
[0069]图2为输电线路污闪跳闸概率计算流程图;
[0070] 图3为潮湿天气下架空线路污闪跳闸概率计算流程图;
[0071] 图4为综合考虑盐密、灰密和仅考虑盐密单串绝缘子污闪概率对比图;
[0072] 图5为大雾天气时空气湿度变化图;
[0073] 图6为不同湿度下绝缘子串污闪概率图。
【具体实施方式】
[0074] 下面根据说明书附图对本发明做进一步说明:
[0075] 实施例1
[0076] 沙尘颗粒在绝缘表面吸附的判据:当出射速度Vy3无实数解时,沙尘颗粒沉降,出 射速度如式(1):
[0077]
[0078] 式中,e为恢复系数;Vy(l为污秽颗粒入射绝缘子表面的法向速度;Wa为污秽颗粒克 服吸附力所做的功;m为污秽颗粒质量。
[0079] 将沙尘颗粒等效为球体,可计算出直径为dD的沙尘颗粒质量如式(2):
[0080]
[0081] 式中,P5为沙尘颗粒密度。当出射速度Vy3无实数解时,沙尘颗粒沉降在绝缘子表 面,这时:
[0082]
[0083] 沙尘暴环境下可以吸附到绝缘子表面的沙尘颗粒直径满足:
[0084]
[0085] 由于沙尘是不溶性污秽颗粒,沙尘暴天气时绝缘子表面单位面积上沉积的沙尘即 为灰密,沙尘颗粒直径满足式上式沉降条件的沙尘颗粒在经过输电线路绝缘子表面的时间 t内,绝缘子表面等值灰密如下式计算:
[0086]
[0087] 式中:VyCI(dp)为沙尘粒径为dp的粒子在垂直绝缘表面的沉降终点速度;C(t,dp)粒 径小于\的颗粒在t时刻的污秽浓度。C(t,dp)的值可以在沙尘环境下,根据能见度、风速 和空气相对湿度的气象参数,通过线性插值的方法计算。
[0088] 沙尘暴环境下绝缘子表面盐密PESDD可通过灰密PNSDD折算得到如下:
[0089]
[0090] 式中,Ke为灰/盐密比,上述绝缘子表面盐密、灰密计算模型用于第3节绝缘子表 面污闪概率计算。
[0091] 架空线路的污染源因所在地区不同而异,不同种类的污染源会造成不同的绝缘子 表面灰/盐比。我国沿海地区经济相对发达,污染源多为工业企业、化工厂等,我国沙尘暴 多发地区多处于内陆,灰盐比心较高。
[0092] 实验表明,绝缘子在低于某一电压%时放电概率为零,U。所对应的盐密称为切断 盐密PeQ。因此,单串绝缘子污闪概率?:^)可被修正为与f3、k、UQ相关的3参数Weibull 分布:
[0093;
[0094] 式中,|3 =nc/(l-nc) (ln2)1/k;k= 1. 38/ln[n/(n-l)];n为切断参数,取值为 2. 5 ;c为绝缘子的标准方差与其50%的耐受电压的比值,计算0时,c取值为0. 2。
[0095] 单纯考虑绝缘子表面盐密PESDD对绝缘子污闪电压Uf影响时,单串绝缘子污闪电 压叫与绝缘子表面的盐密PESDD*系可表不为:
[0096] Uf=NAp_EaSDD (25)
[0097] 式中,N为单串绝缘子的绝缘子片数;A是与绝缘子型号和表面污秽程度相关的系 数;a为表征对污闪电压影响的特征指数。
[0098] 计及绝缘子表面盐密、灰密对污闪电压的影响时,污闪电压可表示为:
[0099]Uj-=NKpESDDpjJSDD(26)
[0100] 式中,N为单串绝缘子的绝缘子片数;K是与绝缘子型号和表面污秽程度相关的系 数;i为表征盐密PESDD对污闪电压影响的特征指数;j为表征灰密PNSDD对污闪电压影响的 特征指数。
[0101] 当绝缘子表面盐密PESDD、灰密。^。与单串绝缘子的污闪概率之间的关系,如下 式:
[0102]
[0103] 上式,切断盐密Pe(l=Pe5(l(l_nc)1/CI ;n取值为2. 5 ;P65(|为50%污闪概率所对 应的绝缘子表面盐密,Pe5(l= (NA/U)1/Cl;计算Pe(l值时,c取值为0. 08。Pn(l为切断灰密; Pn5。为 50 % 污闪概率所对应的灰密,PnQ =Pn5Q (1 -nc)vj,a5〇=(厥/C//4 )1/7。
[0104] 沙尘暴天气出现时,架空线路绝缘子表面沙尘微粒在短时间内大量沉积,是线路 的主要污染源,而沙尘微粒为一种不溶性污秽颗粒,因此沙尘短时间的大量沉积会直接提 高绝缘子表面的灰密,加之我国沙尘暴多发地区处于内陆,灰盐比&较高,因此沙尘天气会 进一步增加绝缘子表面灰/盐比,降低绝缘子闪络电压,从而增加绝缘子污闪概率。
[0105] 考虑到上述特点,在沙尘环境下绝缘子污闪概率计算时,同时计及绝缘子表面盐 密PESDD、灰密PNSDD的影响,更准确的评估沙尘暴环境下架空线路可靠性。
[0106] 在实际电网运行中,绝缘子往往并列运行,m串绝缘子并列运行时污闪概率 Pm(PESDD,PNSDD)为:
[0107]
[0108] 整条输电线路视为由若干档距组成的串联可靠性系统,如图1所示。因此,具有N 个档距且每档距内m串绝缘子并列运行的整条输电线路在沙尘暴环境下污闪概率如下 式计算:
[0109]
[0110] 式中Pm(n)是输电线路第n号档距处m串绝缘子并列运行时的污闪概率。
[0111] 综上,如图2所示,沙尘天气过境时架空线路污闪概率故障的计算步骤如下:
[0112] (1)读取输电线路所在区域各气象站记录的沙尘天气气象监测数据、气象站经炜 度、所计算架空输电线路起始点经炜度、电压等级和档距信息;
[0113] (2)根据输电线路起始点经炜度信息和档距,计算架空线路各档距处绝缘子的经 炜度;
[0114] (3)基于二维插值的方法,计算架空输电线路各档距绝缘子处的能见度;
[0115] (4)由式(1)-式⑷计算满足沉降条件的绝缘子沙尘颗粒最大直径,根据沙尘天 气等级的国家标准规定,利用线性插值方法计算各档距处满足沉降条件的沙尘颗粒浓度;
[0116] (5)根据绝缘子处满足沉降条件的沙尘颗粒浓度由式(10)计算输电线路各档距 处的沙尘沉积量;
[0117](6)根据各档距处的沙尘沉积量由式(5)、式(6)计算绝缘子表面盐密、灰密;
[0118] (7)结合沙尘天气特点,将绝缘子表面污秽参数带入式(10)计算各绝缘子的污闪 概率;
[0119] (8)由架空线路串联系统特性,根据式(11)、式(12)计算整条架空线路的污闪跳 闸概率。
[0120] 沙尘暴影响下的输电线路绝缘子污闪由两个因素决定,一是大气中漫布的沙尘颗 粒造成的绝缘子表面污秽沉积;二是能使积聚污秽物质充分受潮的气象条件。下面考虑输 电线路在沙尘暴过境后伴随潮湿天气的污闪概率。
[0121] 雾、毛毛雨等潮湿天气水汽分布广且
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1