基于量綱分析的電網(wǎng)防冰臨界電流研究.pdf

1、覆冰威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行，影響電力的安全輸送，擾亂人民的日常生活，我國(guó)是世界上架空線(xiàn)路遭受冰災(zāi)較嚴(yán)重的國(guó)家之一，覆冰事故頻發(fā)給電力系統(tǒng)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著西電東送、超高壓輸電等建設(shè)的進(jìn)行，我國(guó)電網(wǎng)覆蓋面積越來(lái)越大，經(jīng)過(guò)的惡劣地理環(huán)境越來(lái)越多，越來(lái)越容易受到覆冰事故的影響，加之全球氣候愈加惡劣，覆冰帶來(lái)的威脅越來(lái)越嚴(yán)峻。解決架空輸電線(xiàn)路覆冰問(wèn)題，具有重要的工程應(yīng)用意義。
　　本文對(duì)線(xiàn)路覆冰的影響因素、形成條件，飛機(jī)、鐵路接觸網(wǎng)、輸

2、電線(xiàn)路覆冰的危害，輸電線(xiàn)路覆冰的特點(diǎn)，覆冰在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和除冰方法進(jìn)行了介紹，概述了國(guó)內(nèi)外防冰技術(shù)研究進(jìn)展，總結(jié)了現(xiàn)有研究的不足，介紹了國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者提出的防冰臨界電流理論模型，簡(jiǎn)述了計(jì)算臨界電流時(shí)需要用到的幾種較為經(jīng)典的對(duì)流換熱準(zhǔn)則公式與實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，由此提出了本文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　本文根據(jù)量綱分析建模理論，首次運(yùn)用量綱分析法，在對(duì)影響防冰臨界電流的主要因素進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)Π定理，得出了與之相關(guān)的一系列無(wú)量綱量（5個(gè)），這

3、些無(wú)量綱量是氣象參數(shù)（氣溫、風(fēng)速、空氣中液態(tài)水含量、液滴直徑）與導(dǎo)線(xiàn)參數(shù)等的組合，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步推導(dǎo)得出了與臨界電流有關(guān)的無(wú)量綱量，分析了各無(wú)量綱量的物理意義。
　　介紹了冰風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，并運(yùn)用導(dǎo)線(xiàn)覆冰臨界狀態(tài)熱平衡方程，導(dǎo)出了對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算模型，利用冰風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出一定條件下的對(duì)流換熱系數(shù)，使用數(shù)據(jù)分析軟件擬合得到努謝爾數(shù)與對(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)的關(guān)聯(lián)式，分析了與其他較經(jīng)典的經(jīng)驗(yàn)公式的區(qū)別與聯(lián)系，分析了實(shí)驗(yàn)誤差。
　　在此基礎(chǔ)上，利用

4、實(shí)驗(yàn)所得無(wú)量綱數(shù)據(jù)分析了無(wú)量綱量的變化規(guī)律，根據(jù)非線(xiàn)性回歸分析方法，分別運(yùn)用主成分分析法、多項(xiàng)式擬合法和指數(shù)乘積擬合法對(duì)得到的無(wú)量綱量進(jìn)行了擬合，得到了計(jì)算臨界電流的理論模型，并計(jì)算了相對(duì)誤差和平均相對(duì)誤差，與熱平衡模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，結(jié)果表明，運(yùn)用量綱分析建模結(jié)合指數(shù)乘積擬合法進(jìn)行防冰臨界電流研究是可行的。
　　本文提出的防冰臨界電流量綱分析建模方法，在國(guó)內(nèi)首次使用，得到的防冰臨界電流準(zhǔn)則公式為電網(wǎng)進(jìn)行臨