CN111366812A - 高压输电线路动态增容方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压输电线路动态增容方法及检测装置，其中高压输电线路动态增容方法为：首先将高压输电线路分为若干高压输电线段，每一所述高压输电线段附近对应安装一参考载流体；然后向每一所述参考载流体中输入参考电流，并动态调整所述参考电流的大小，使得所述参考载流体的温度稳定在某一标准温度，并记录在该标准温度下所述参考载流体上的电流值I₀，从而得到该参考载流体的散热指数，取高压输电线路与参考载流体的散热指数近似相等，根据公式算出高压输电线路的最大载流值；根据上述方法对高压输电线路进行增容无须改变原有的高压输电线路的结构和数量，实施方便，节省成本。

Description

高压输电线路动态增容方法及检测装置

技术领域

本发明涉及电力传输技术领域，尤其涉及一种高压输电线路动态增容方法及检测装置。

背景技术

随着用电负荷的增长，对高压输电功率的要求越来越高，部分电网重载线路已成为明显的输电瓶颈，一些地方采用扩充线路的办法来达到扩容的目的，但是线路扩充不仅需要扩充传输线，对与之配套的塔架都要进行相应的更换，这就需要大量的财力和物力。基于此，通过动态增容来挖掘现有线路的输电潜力，对缓解城市供电压力有重要意义。

目前高压线最大允许载流量普遍采用稳态计算的，不适合计算动态负荷。而且高压线载流量是在设计阶段确定的，由于高压线传热环境的复杂性和不确定性，设计人员通常作最不利散热假设，以得到一个足够安全的电流值。在高压线寿命周期内调度部门都将使用该值。这就造成了高压线载流量普遍存在取值过于保守、误差较大的问题，不能充分发挥高压线的输电能力，尤其是在一些对于高压线来说散热条件比较好的线路，可根据环境条件适当扩充高压线的载流量，以提高输电能力。

关于高压线的动态增容，现有技术是通过测量环境温度、日照、风速、湿度等较多参数间接计算推测高压线的实时动态载流量，涉及传感器多，存在测量及预测偏差较大的不足。也有部分技术是测量高压线的温度，或测量高压线的张力等参数来推测高压线的动态增容能力，涉及在高压线上安装传感器，现场安装实施难度较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种便于实施而又经济实惠的高压输电线路动态增容方法。

本发明的另一目的是提供一种高压输电线路动态增容检测装置，可用于不同规格的高压输电线路上，便于实施，而且经济实惠。

为了实现上述目的，本发明公开了一种高压输电线路动态增容方法，其包括：

A：根据高压输电线路沿线外界环境条件的不同，将高压输电线路分为若干高压输电线段，每一所述高压输电线段内各处环境条件基本相同，每一所述高压输电线段附近对应安装一参考载流体；

B：向每一所述参考载流体中输入参考电流，并动态调整所述参考电流的大小，使得所述参考载流体的温度稳定在某一标准温度，并记录在该标准温度下所述参考载流体上的电流值I₀；

C：根据下述公式得出与每一所述参考载流体对应的所述高压输电线段上所允许的最大载流量I_Q，

其中，R₀为所述参考载流体的电阻值，S₀述为所述参考载流体的表面积，R_Q为所述高压输电线段的电阻值，S_Q为所述高压输电线段的表面积；

D：取若干所述高压输电线段所对应的I_Q中的最小者作为所述高压输电线路上允许的最大载流值。

与现有技术相比，本发明高压输电线路动态增容方法按照高压输电线路沿线所处环境的不同，将高压输电线路分为若干不同的高压输电线段，但是，对于每一段高压输电线路来说，其所经过的各个地方的环境条件大致相同，在每一段高压输电线段附近安装一参考载流体，然后在参考载流体中输入参考电流，在参考电流的作用下参考载流体的温度不断升高，同时产生的热量也不断通过其表体不断散发出去，调整参考电流的大小，使得参考载流体的温度维持在某一标准温度(例如70℃)下的动态平衡中，在参考载流体的温度达到动态平衡后，参考电流的加热功率等于参考载流体的散热功率，由此可得到参考载流体在单位面积上的散热功率即散热指数，在同一环境条件下取高压输电线路与参考载流体的散热指数近似相等，从而计算出参考载流体所对应的高压输电线段的最大载流值，然后取若干高压输电线段所对应的最大载流值中的最小者作为所述高压输电线路上允许的最大载流值，进而达到对高压输电线进行扩容的目的；由此可知，根据上述方法对高压输电线路进行增容无须改变原有的高压输电线路的结构和数量，而且也无须单独架设参考电路线，实施方便，节省成本。

较佳地，所述参考载流体的比热容远远小于水的比热容。

较佳地，所述参考载流体包括电绝缘体和设置于所述电绝缘体上的导电层。

较佳地，所述导电层为覆在所述电绝缘体上的金属膜或缠绕在所述电绝缘体上的导电丝。

较佳地，所述参考载流体上设置有用于检测所述参考载流体温度的温度传感器。

本发明还公开一种高压输电线路动态增容检测装置，其包括沿高压输电线路的不同环境段间隔设置的若干检测器，每一所述检测器与对应的高压输电线段所处的外界环境大致相同，所述检测器包括参考载流体、电源、温度传感器和控制器，所述温度传感器用于检测所述参考载流体的温度，所述控制器用于控制所述电源为所述参考载流体提供一参考电流，在所述参考电流下所述参考载流体处于某一标准温度的动态平衡状态。

较佳地，所述高压输电线路动态增容检测装置还包括一控制终端，每一所述检测器中还设置有与所述控制器电性连接的传输装置，所述传输装置与所述控制终端通信连接，所述传输装置用于将所述控制器所记录的参考电流值传输给所述控制终端。

较佳地，述参考载流体的比热容远远小于水的比热容。

较佳地，所述参考载流体包括电绝缘体和设置于所述电绝缘体上的导电层。

较佳地，所述导电层为覆在所述电绝缘体上的金属膜或缠绕在所述电绝缘体上的导电丝。

附图说明

图1为本发明实施例中参考载流体的安装示意图。

图2为本发明实施例中高压输电线路动态增容检测装置的原理机构示意图。

图3为本发明其中一实施例中的参考载流体的结构示意图。

图4为本发明另一实施例中的参考载流体的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、结构特征、实现原理及所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图1所示，根据不同线路的高压输电线的散热环境的不同，本发明一实施中公开了一种高压输电线路动态增容方法，具体包括如下步骤：

A：根据高压输电线路1沿线外界环境条件的不同，将高压输电线路1分为若干高压输电线段10，每一高压输电线段10内各处环境条件基本相同，每一高压输电线段10附近对应安装一参考载流体2；本实施例中，外界环境条件主要指的是影响高压输电线散热能力的一些环境因素，例如环境温度、湿度、风速、光照、气压等，对于高压输电线路1来说，通常情况下短距离内(如3-5公里)上述环境因素在各处的差别不大，因此，在布置参考载流体2时，只需每隔一段距离安装一个即可，可节省安装费用；

B：向每一参考载流体2中输入参考电流，并动态调整参考电流的大小，使得参考载流体2的温度稳定在某一标准温度，并记录在该标准温度下参考载流体2上的电流值I₀；高压输电线最大载流值的稳态计算模型中，以70℃为临界温度点，因此，本实施例中，该标准温度定为70℃，通过调整参考电流的大小，使得参考载流体2的温度稳定在70℃的动态平衡中，此时，参考电流I₀在参考载流体2中所产生的实时热量等于参考载流体2中散发出的实时热量，即加热功率等于散热功率，由此得到参考载流体2在该环境条件下当温度为70℃时的散热功率P₀＝I₀ ²R₀,R₀为参考载流体2的电阻值,那么参考载流体2在所处环境条件下当温度为70℃时的散热指数K₀＝P₀/S₀,S₀述为参考载流体2的表面积；

C：根据在同一环境条件下温度相同时不同大小的物体的散热指数近似相等的原理，与上述参考载流体2对应的高压输电线段10在其自身温度为70℃时的散热指数K_Q＝K₀＝P_Q/S_Q,其中，P_Q为高压输电线段10的散热功率，S_Q为高压输电线段10的表面积，那么为了保证高压输电线路1的安全运行，该高压输电线段10中输送电流所产生的加热功率不能大于高压输电线段10的散热功率，因此，高压输电线段10上所允许的最大载流值I_Q满足下述条件：

其中，R_Q为高压输电线段10的电阻值；

D：根据上述步骤A、B、C分别得出高压输电线路1中每一高压输电线段10的最大载流值，分别为I_Q1、I_Q2、I_Q3……I_Qn，然后从I_Q1、I_Q2、I_Q3……I_Qn中取最小的一个I_s作为整条高压输电线路1的载流值，从而在散热环境比较好的线路达到扩充高压输电线路1容量的目的。另外，为了进一步保证高压输电线路1的安全运行，还可对I_s留取部分裕量，例如仅取I_s的80％作为增容标准。

根据上述高压输电线路动态增容方法内容可知，与现有技术中架设整条与高压输电线路1并行的参考线路相比，本实施例中，只需在高压输电线路1附近分段设置若干个参考载流体2，即可完成对整条高压输电线路1所适合的最大载流值的检测工作，具有实施方便、经济成本低的优势，而且参考载流体2没有材料和直径的限制，因此该参考载流体2可适用于不同规格的高压输电线路1中。

另外，如图2所示，本发明还公开一种高压输电线路动态增容检测装置，包括沿高压输电线路1的不同环境段间隔设置的若干检测器，每一检测器与对应的高压输电线段10所处的外界环境大致相同，检测器包括参考载流体2、电源3、温度传感器5和控制器4，温度传感器5用于检测参考载流体2的温度，控制器4用于控制电源3为参考载流体2提供一参考电流，在参考电流下参考载流体2处于某一标准温度的动态平衡状态。本实施例中，检测器的具体工作原理在上述高压输电线路动态增容方法中已详细说明，故不再赘述。为便于安装，本实施例中的检测器可吊设在高压输电线路1上(如图1)，也可采用其他方式架设在高压输电线路1附近，由于短距离内外界环境条件对散热的影响差别不大，因此检测器与高压输电线路1的距离最大可为几十米到几千米，安装方便。

为了便于调节参考载流体2的参考电流使其快速处于动态稳定状态，参考载流体2的比热容要尽可能的小，也就是说要远远小于水的比热容，这样在参考载流体2中通入参考电流后，参考载流体2的温升的滞后性会大大降低，而且还提高了其所提供的散热指数的准确性。

对于参考载流体2的制造，可采用比热容小的金属导电体，另外也可采用电绝缘体20，如泡沫材料，泡沫材料的比热容非常小，而且经济成本低，采用电绝缘体20时，只需在电绝缘体20上覆一层导电层即可，该导电层可为覆在电绝缘体20上的金属膜21(如图3)或缠绕在电绝缘体20上的导电丝22(如图4)。

另外，为方便对检测器所检测数据的及时掌握，以便对高压输电线路1的载流值做出动态调整，本实施例中，还设置有一控制终端7，该控制终端7可设置于调度控制室和变电站中，也可设置在移动式的控制箱中，每一检测器中还设置有与控制器4电性连接的传输装置6，传输装置6与控制终端7通信连接，可为无线连接，也可为有线连接，传输装置6将控制器4所记录的参考电流值传输给控制终端7，在控制终端7中可将检测器发回的数据绘制成图表，以便在高压输电线路1的输电压力比较大时随时取用。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种高压输电线路动态增容方法，其特征在于，包括：

A：根据高压输电线路沿线外界环境条件的不同，将高压输电线路分为若干高压输电线段，每一所述高压输电线段内各处环境条件基本相同，每一所述高压输电线段附近对应安装一参考载流体；

B：向每一所述参考载流体中输入参考电流，并动态调整所述参考电流的大小，使得所述参考载流体的温度稳定在某一标准温度，并记录在该标准温度下所述参考载流体上的电流值I₀；

C：根据下述公式得出与每一所述参考载流体对应的所述高压输电线段上所允许的最大载流量I_Q，

其中，R₀为所述参考载流体的电阻值，S₀述为所述参考载流体的表面积，R_Q为所述高压输电线段的电阻值，S_Q为所述高压输电线段的表面积；

D：取若干所述高压输电线段所对应的I_Q中的最小者作为所述高压输电线路上允许的最大载流值。

2.根据权利要求1所述的高压输电线路动态增容方法，其特征在于，所述参考载流体的比热容远远小于水的比热容。

3.根据权利要求1所述的高压输电线路动态增容方法，其特征在于，所述参考载流体包括电绝缘体和设置于所述电绝缘体上的导电层。

4.根据权利要求3所述的高压输电线路动态增容方法，其特征在于，所述导电层为覆在所述电绝缘体上的金属膜或缠绕在所述电绝缘体上的导电丝。

5.根据权利要求1所述的高压输电线路动态增容方法，其特征在于，所述参考载流体上设置有用于检测所述参考载流体温度的温度传感器。

6.一种高压输电线路动态增容检测装置，其特征在于，包括沿高压输电线路的不同环境段间隔设置的若干检测器，每一所述检测器与对应的高压输电线段所处的外界环境大致相同，所述检测器包括参考载流体、电源、温度传感器和控制器，所述温度传感器用于检测所述参考载流体的温度，所述控制器用于控制所述电源为所述参考载流体提供一参考电流，在所述参考电流下所述参考载流体处于某一标准温度的动态平衡状态。

7.根据权利要求6所述的高压输电线路动态增容检测装置，其特征在于，还包括一控制终端，每一所述检测器中还设置有与所述控制器电性连接的传输装置，所述传输装置与所述控制终端通信连接，所述传输装置用于将所述控制器所记录的参考电流值传输给所述控制终端。

8.根据权利要求6所述的高压输电线路动态增容检测装置，其特征在于，述参考载流体的比热容远远小于水的比热容。

9.根据权利要求6所述的高压输电线路动态增容检测装置，其特征在于，所述参考载流体包括电绝缘体和设置于所述电绝缘体上的导电层。

10.根据权利要求9所述的高压输电线路动态增容检测装置，其特征在于，所述导电层为覆在所述电绝缘体上的金属膜或缠绕在所述电绝缘体上的导电丝。

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