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输电线路覆冰在线监测技术的研究

作　者: 陈金熠
导　师: 范春菊
学　校: 上海交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 架空线路抗冰技术覆冰模型在线监测系统告警
分类号: TM75
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 319次
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内容摘要

处在低温、冻雨、湿雪、冰冻等天气下的输电线路容易出现覆冰现象,严重的覆冰会引起覆冰闪络、输电线路断线、倒塔等电网灾害,严重威胁着电网的安全运行,给社会造成巨大的经济损失。针对输电线路覆冰问题,本文基于智能电网输电线路在线监测系统,开发研制了输电线路覆冰在线监测模块,通过监测输电线路运行情况和气候因素,对线路覆冰状况进行监测和预警。本文对输电线路覆冰监测的研究的主要内容包括:(1)通过研究输电线路抗冰处理技术,分析提高输电线路覆冰区的抗冰能力的措施,比较导线和架空地线的防冰和除冰方法的优劣,提出了抗冰处理技术的研究方向。(2)研究了输电线路和杆塔的结构及其相应的输电线路受力分析,提出了基于架空线路状态方程的输电线路覆冰力学改进模型,提出了考虑直线杆塔所承担输电线长度、水平应力、垂直比载三个关键量的覆冰监测及覆冰厚度计算方法。(3)在详细分析地线的覆冰特点的基础上,研究了流体力学和热力学在地线预测模型中的应用。通过类比导线与地线的特点,提出了基于干湿增长判断的架空地线雨雾凇覆冰预测模型以预测架空地线覆冰厚度。(4)详细介绍智能电网输电线路在线监测系统的部署结构和工作原理,并将覆冰监测模块嵌入到智能电网输电线路在线监测系统中。该覆冰预警模块包含了覆冰模型的程序化、覆冰模型的数据库构建以及覆冰监测和预警界面的设计与展示等。通过事例验证,表明本文所提出的输电线路覆冰力学监测模型和架空地线覆冰预测模型能够准确地监测和预测线路覆冰的情况。本文提出的覆冰在线监测模型及其覆冰研究方法为输电线覆冰防治提供了理论基础,为输电线路的安全运行提供了技术指导。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-8
目录  8-10
第一章绪论  10-18
  1.1 输电线路覆冰研究的背景和意义  10-11
  1.2 输电线路覆冰监测系统的研究现状  11-12
  1.3 输电线路覆冰模型的研究现状  12-16
    1.3.1 输电线路覆冰监测模型的研究现状  12-15
    1.3.2 输电线路覆冰预测模型的研究现状  15-16
  1.4 本论文的主要研究内容及其技术方案  16-18
    1.4.1 研究内容  16-17
    1.4.2 技术方案  17-18
第二章输电线路抗冰处理技术  18-26
  2.1 输电线路抗冰的方法和措施  18-22
    2.1.1 输电线路覆冰区的抗冰设计  18-19
    2.1.2 输电线路的防冰和除冰的方法  19-22
  2.2 架空地线的抗冰处理技术  22-24
    2.2.1 提高架空地线的抗冰能力  22-23
    2.2.2 架空地线除冰的方法  23-24
  2.3 输电线路抗冰技术的展望  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章输电线路覆冰监测的力学模型的研究  26-35
  3.1 力学模型概述  26-27
  3.2 基于直线塔受力分析的覆冰计算模型  27-29
    3.2.1 架空线的比载  27-28
    3.2.2 基于直线塔受力分析的模型  28-29
  3.3 基于架空线路状态方程和垂直比载的覆冰计算  29-32
    3.3.1 架空线路状态方程  29-30
    3.3.2 基于架空线路状态方程和垂直比载的覆冰计算  30-31
    3.3.3 冰风荷载下覆冰量计算  31-32
  3.4 覆冰监测的事例验证  32-34
  3.5 本章小结  34-35
第四章架空地线覆冰预测模型的研究  35-44
  4.1 架空地线覆冰的特点  35-36
  4.2 架空地线覆冰增长预测  36-37
  4.3 架空地线覆冰预测的相关特性分析  37-40
    4.3.1 流体力学与碰撞系数和捕获系数  37-38
    4.3.2 热力学与预测特性的关系  38-40
  4.4 计算分析  40-43
    4.4.1 覆冰预测计算流程图  40
    4.4.2 覆冰预测的计算与仿真分析  40-43
  4.5 本章小结  43-44
第五章输电线路覆冰技术在在线监测系统中的应用  44-57
  5.1 覆冰在线监测系统的部署结构  44-47
    5.1.1 监测系统的设计  44-45
    5.1.2 监测系统的部署结构  45-46
    5.1.3 监测系统的工作原理及特点  46-47
  5.2 在线监测系统的覆冰模块的设计  47-51
    5.2.1 覆冰预警模块的程序化  47-48
    5.2.2 覆冰模块监测数据库的构建  48-51
  5.3 C/S和B/S双模式人机界面  51-56
    5.3.1 C/S模式人机界面  52-53
    5.3.2 B/S模式人机界面  53-56
  5.4 本章小结  56-57
第六章全文总结与展望  57-59
  6.1 总结  57-58
  6.2 展望  58-59
参考文献  59-62
致谢  62-63
攻读学位期间发表的学术论文目录  63-65

输电线路覆冰在线监测技术的研究

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