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1、采用线路动态定额技术实现线路动态增容抚顺供电公司送电工区葛长鑫1.前言 随着抚顺经济的快速增长，用电量迅速上升，提高现有线路的输送容量，成为抚顺电网的迫切要求。通过安装导线弧垂在线监测系统，对输电线路进行实时监测，辅助确定线路热稳定限额，掌握真实的运行数据，运用线路动态定额技术，可以提高线路的输送能力。若提高线路的载流量，导线自身温度就会升高，导致弧垂增大，对地距离减小，直接影响线路安全运行。跨越公路的线路，伴随着一次次道路修整，路基严重抬高，导线的对地距离日趋减少。同时，大型工程日益增多，邻近电力线路的施工、大型机械在电力线路下方频繁作业与通过，因外力破坏直接导致线路跳闸的事故不断增加，弧垂
2、的变化成为限制线路载流量的另一主要因素。因此，有必要对线路弧垂变化加强监测，通过无线视频监控系统，辅助监测线路的弧垂及周围环境的变化情况，确保电网安全运行，实现线路增容。2.现状简介2007年抚顺供电公司220kV元中线因夏季温度高、线路输送容量大，弧垂过大发生线路跳闸事故，直接经济损失五十余万元，更换LGJ-400/35导线耗资三千余万元。为吸取事故教训，加强线路监测，引进弧垂在线监测系统和无线视频监控系统，选择与元中线情形雷同的220kV辽李一回线试运行，在25号塔、39号塔分别安装了温度弧垂监测装置，在39号塔安装了无线视频监控装置，进行数据与视频的实时监控。3.监测数据分析与校验为了检
3、验在线监测装置传输数据的准确度，我们做了以下数据校验:3.1温度校验利用红外测温装置对线路温度进行实测，测量间隔为10分钟，取30分钟的数据，任选两组数据，其对比如下：辽李一回25#下相监测时间导线温度()红外温度()误差比较2008-3-12 11:3015.816.0-0.22008-3-12 11:4016.417.4-1.02008-3-12 11:5016.617.81.22008-3-12 12:0016.817.30.5表1：辽李一回25#下相导线红外测温数据与系统测试数据对比表图1：辽李一回25#下相导线红外测温数据与系统测试数据对比图辽李一回39#下相监测时间导线温度()红外
4、温度()误差比较2008-1-16 14:00-13.6-14.71.12008-1-16 14:10-13.1-13.60.52008-1-16 14:20-11.5-11.90.42008-1-16 14:30-11.2-11.90.7表2：辽李一回39#下相导线红外测温数据与系统测试数据对比表图2：辽李一回39#下相导线红外测温数据与系统测试数据对比图导线温度每月最大值()监测时间25#下相()39#下相()环温()2007年11月1824.802007年12月8.817.5-102008年1月3.87.8-152008年2月11.613.6-162008年3月2326.282008年4
5、月29.632.5152008年5月30.234.6222008年6月4041.428表3：监测温度和环境温度变化趋势表图3：监测温度和环境温度变化趋势图 从以上三组对比数据来看，测量温度与环境温度的变化趋势基本一致，在线监测温度与红外线实测温度有一定差异，可解释为在实际情况下风速变化较快，而导线有15-20min温度变化过程，同时红外线测量温度也会受到环境条件以及人工操作等因素的影响。3.2 导线弧垂校验事实上，导线弧垂变化是由导线温度变化所引起的，导线弧垂和温度的关系可以通过线路状态方程来求得。以辽李一回线#39塔下相导线为例，根据实测温度计算出的弧垂（计算过程略）与在线监测系统传输的弧垂
6、数据对照如表4，两者的最大差值为0.8m，约是计算弧垂值的0.3%。2008.5.6导线温度()实测温度计算弧垂(m)导线倾角()在线监测弧垂(m)弧垂差值(m)10:0025.226.17567.18526.96970.794112:0027.827.03247.20927.04370.001314:0028.127.86547.30427.34070.524716:0025.926.57427.20427.02810.4539表4：根据温度计算出的弧垂和根据倾角测量得出的弧垂的比较表3.3电流校验监测装置电流测量误差为10，为了校验监测装置电流测量数据的准确性，任选二组在线监测数据和SCA
7、DA的电流数据进行比对，如表5；辽李一回39#下相监测时间在线监测电流（A）SCADA实测电流（A）误差比较2007-11-15 13:0097105-82007-12-15 13:0021220392008-1-15 13:00240245-52008-2-15 13:00120126-62008-3-15 13:0023322672008-4-15 13:0028527962008-5-15 13:0024724342008-6-15 13:00220228-8 表5：辽李一回39#下相在线监测电流数据和SCADA的电流数据对比表辽李一回25#下相监测时间 在线监测电流（A）SCADA实测
8、电流（A）误差比较2007-11-15 13:009095-52007-12-15 13:0020520142008-1-15 13:00232235-32008-2-15 13:00115120-52008-3-15 13:0022522052008-4-15 13:0027827262008-5-15 13:00240243-32008-6-15 13:00216221-5表6：辽李一回25#下相监测数据和SCADA的电流数据对比表 通过以上温度、电流、垂度数据校验对比，我们认为在线监测系统传输的数据是真实可靠的，可以作为计算载流量和监测弧垂变化的依据。4.载流量计算分析线路的热稳定限额限
9、定了输电线路的最大输送能量，热稳定限额又分为静态热稳定限额和动态热稳定限额。在线路设计时，由特定气象条件(环境温度40，风速0.5m/s，太阳幅射功率0.1W/cm2)和导线最高允许运行温度(70)来确定线路的最大输送能量（额定输送能量），即为静态热稳定限额，它规定了保证导线强度和安全运行的允许载流量。由于静态热稳定限额在计算时所采用的热交换假设条件比较保守，所以设计裕度较大。实际上，在多数时间内环境温度是小于特定的环境温度条件40的，风速也经常大于所限定的0.5m/s，甚至在负荷达到热定额时，导线温度与最高允许温度仍相差很多，据此，又引入了动态热稳定限额概念，即由实时环境条件和导线最高允许运
10、行温度(70)所计算得出的线路最大输送能量，加上国网公司关于“将导线允许温度从70提高到80”的提法，现有的输电线路线路完全具备增容空间，依据在线监测系统传输的实时运行参数，通过线路动态热定额计算，可以确定增加量，提高线路输送容量是完全可以实现的。线路动态热定额计算与静态热定额相同，只是用实时气象数据代替特定气象数据，且有多种计算方法，本文采用IEEE 738-2006标准算法，它能完成架空导线在静态、动态和故障情况下的导线温度和载流量的全部计算，在行业内得到广泛应用。计算公式（略）：由上述IEEE 738-2006标准算法（详细计算过程略）得出辽李一回线的静态载流量为615A。以39#塔下相
11、监测点的数据为例，在三种不同条件下任选三组动态载流量数据如下：（1） 下表7是假设风速为0.5m/s、日照为1000(W/m2)、导线最高允许温度为70，环境温度从+35到-20时辽李一回线动态载流量。从表中可见，环境温度越低，动态载流量越大。导线最大允许温度()环温()风速(m/s)日照(W/m2)动态载流量（A）静态载流量（A）70350.51000680.2161570300.51000738.5561570250.51000792.1961570200.51000842.0361570150.51000888.7361570100.51000932.766157050.51000974
12、.516157000.510001014.2661570-50.510001052.2561570-100.510001088.6761570-150.510001123.6861570-200.510001152.43615表7：不同环境温度辽李一回线动态载流量 （2）下表8是假设夏季环境温度30、日照为1000(W/m2)、导线最高允许温度仍是70时，不同风速时的动态载流量。从表中可见，只要风速在0.5m/s以上，动态增容幅度就很大。环温()风速(m/s)日照(W/m2)动态载流量（A）静态载流量倍数静态载流量（A）300.510007391.261530110008751.4261530
13、2100010361.68615303100011431.86615304100012261.99615305100012952.11615表8：不同风速时的辽李一回线动态载流量。（3）下表9是假设夏季环境温度30、风速为0.5m/s、日照为1000(W/m2)，导线最高允许温度从70提高到80时的辽李一回线动态载流量。由此可见，导线最大允许温度对动态载流量的影响很大。（)环温()风速(m/s)日照(W/m2)动态载流量（A）静态载流量（A）65300.51000681.9961570300.51000738.5561575300.51000789.9561580300.51000837.19615表12：不同导线最大允许温度时李一回线动态载流量5.结论综上所述，采用线路动态定额技术能够安全、有效地提高输送容量，实现线路动态增容。在秋冬季节有利的环境条件下，动态热定额是设计定额的1.7倍以上；在夏季气温30时，只要风速在0.5m/s及以上时，动态热定额就是设计定额的1.2倍以上，如果导线最高允许运行温度由+70提高到+80，还能进一步提高输送容量。为确保辽李一回线在动态增容后能够安全运行，我们在39#塔又加装了无线视频监系统，实现实时数据与图像的联动，加强对线路垂度及周围环境的监控，充分提高了电力线路防外力破坏的工作效率，也是冬季监视导线覆冰的有效方法。