一種架空輸電線路超高植物安全距離智能預(yù)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種架空輸電線路超高植物安全距離智能預(yù)測(cè)方法，其包括:選擇樹(shù)木高生長(zhǎng)模型，對(duì)導(dǎo)線下方的樹(shù)木高度進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)樹(shù)木高度C；根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算，得到預(yù)測(cè)跨越間距δh；將預(yù)測(cè)跨越間距δh與預(yù)設(shè)的電氣安全距離進(jìn)行比較，得到樹(shù)木處理預(yù)警信息。本發(fā)明能夠有效提高架空線路的運(yùn)行安全可靠性。
【專利說(shuō)明】一種架空輸電線路超高植物安全距離智能預(yù)測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及架空輸電線路安全距離測(cè)量技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全社會(huì)生態(tài)意識(shí)的提高和經(jīng)濟(jì)速生林的推廣，在線路通道內(nèi)大量種植巨尾桉 等速生超高植物的現(xiàn)象越來(lái)越普遍。同時(shí)，高壓架空線路有相當(dāng)一部分處于山區(qū)，大量跨越 樹(shù)林，山區(qū)線路走廊往往山路陡峭或根本無(wú)路可走，地理環(huán)境差，巡視困難。因此，近年來(lái)， 因超高樹(shù)木長(zhǎng)高導(dǎo)致的樹(shù)閃故障呈逐年增加的態(tài)勢(shì)。
[0003] 根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2010年廣東電網(wǎng)IlOkV及以上輸電線路跳閘1125次，其中外力破 壞跳閘232次，外力破壞約占跳閘總數(shù)的20%。故障原因主要是施工破壞、樹(shù)木放電、山林 火災(zāi)、外來(lái)飄掛物。另外架空線路外部安全隱患統(tǒng)計(jì)表明，高桿植物造成的安全隱患約占 46%，由此可見(jiàn)，超高植物是影響線路安全運(yùn)行的主要因素之一。
[0004] 隨著山林地經(jīng)營(yíng)權(quán)的確權(quán)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶利用線行下的空地種植了大量的速生經(jīng)濟(jì)林 木，以致使導(dǎo)線相對(duì)超高樹(shù)木的安全距離不足的問(wèn)題越來(lái)越突出。如果種植的速生林是桉 樹(shù)，由于桉樹(shù)生長(zhǎng)迅速，成材桉樹(shù)高度可達(dá)30m，一般線路根本無(wú)法滿足安全運(yùn)行的要求，即 使是高跨設(shè)計(jì)的線路，目前設(shè)計(jì)考慮的樹(shù)木生長(zhǎng)最終高度一般只有20米，仍然無(wú)法滿足安 全運(yùn)行的要求。超高植物一旦超高，就會(huì)引發(fā)導(dǎo)線對(duì)其放電而引起線路跳閘，甚至?xí)霈F(xiàn) 因?qū)Ь€對(duì)桉樹(shù)放電而造成人身傷害事故。
[0005]目前，線路運(yùn)行管理部門普遍開(kāi)展了高桿植物防治專項(xiàng)工作，通過(guò)合理調(diào)整線路 巡視周期，進(jìn)行線行通道高桿植物隱患排查，對(duì)超高樹(shù)木等外力破壞建立"黑點(diǎn)"檔案，同 時(shí)明確責(zé)任人，加強(qiáng)監(jiān)控，不斷加大超高植物隱患的處理力度。但是，超高樹(shù)木引起的線路 跳閘仍然無(wú)法杜絕。根本的原因有三個(gè)方面：一是巡線人員對(duì)超高樹(shù)木的生長(zhǎng)速度估計(jì)不 足。發(fā)生樹(shù)閃跳閘的線路，巡視人員一般都掌握了線行下超高樹(shù)木的基本情況，只是在上一 巡視周期巡視時(shí)，所觀測(cè)的導(dǎo)線距樹(shù)木的距離是能夠滿足安全運(yùn)行的，但是對(duì)樹(shù)木的生長(zhǎng) 速度估計(jì)不足，特別是在高溫雨季的氣候條件下，在下一巡視周期前樹(shù)木快速生長(zhǎng)引起導(dǎo) 線距樹(shù)木的距離不足而發(fā)生樹(shù)閃跳閘。二是對(duì)導(dǎo)線弧垂變化的幅度估計(jì)不足。按照相關(guān)規(guī) 程的規(guī)定，運(yùn)行線路導(dǎo)線距離樹(shù)木的安全距離是在最大弧垂下的距離，但是由于計(jì)算工作 量大，最大弧垂的變化幅度往往是靠經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。同時(shí)，由于巡線時(shí)間往往都不是線路弧垂最 大、安全距離最小的時(shí)刻，導(dǎo)致巡線人員誤判導(dǎo)線距樹(shù)木的距離。這也是線路樹(shù)閃跳閘往往 發(fā)生在中午最高溫度和無(wú)風(fēng)條件情況下的主要原因。三是巡線人員對(duì)清理超高樹(shù)木的難度 估計(jì)不足，沒(méi)有預(yù)留足夠的協(xié)調(diào)處理時(shí)間。清障理賠一直是輸電線路運(yùn)行管理的"老大難" 問(wèn)題，通常需要較長(zhǎng)的協(xié)調(diào)時(shí)間，往往在協(xié)調(diào)處理過(guò)程中發(fā)生了線路樹(shù)閃跳閘。
[0006] 高壓架空線路線行下方和兩邊的樹(shù)木過(guò)度生長(zhǎng)，使線路和樹(shù)木間的凈空距離減 小到小于閃絡(luò)距離時(shí)，就可能發(fā)生樹(shù)閃故障。根據(jù)發(fā)生原因，樹(shù)閃故障大致在3種情況下發(fā) 生：
[0007] (1)在雷雨大風(fēng)等惡劣天氣情況下，架空線路走廊內(nèi)、外的樹(shù)木斷枝飄浮到桿塔或 導(dǎo)線上，短接絕緣子串，引發(fā)閃絡(luò)故障跳閘。在線路實(shí)際運(yùn)行中，這種情況的發(fā)生幾率極小。
[0008] (2)在大風(fēng)情況下，線路導(dǎo)線和樹(shù)木都發(fā)生風(fēng)偏搖擺，擺幅較大且電力走廊外的樹(shù) 木樹(shù)冠生長(zhǎng)接近走廊的時(shí)候，線路就可能與電力走廊外的樹(shù)木之間發(fā)生樹(shù)閃故障。這種情 況是由于樹(shù)木距線路邊線的距離不足，樹(shù)木及導(dǎo)線風(fēng)偏引起導(dǎo)線與樹(shù)木的凈空距離小于閃 絡(luò)距離，引起線路跳閘。這種跳閘一般為瞬時(shí)性故障，自動(dòng)重合閘重合成功的概率較高，對(duì) 系統(tǒng)安全運(yùn)行的沖擊較小。這種情況主要是通過(guò)加大線路走廊植物的處理力度，擴(kuò)大兩邊 線外樹(shù)木的砍伐的寬度。
[0009] (3)在大停電中經(jīng)常遇到的樹(shù)閃故障，是線路過(guò)熱導(dǎo)線弧垂增大而接近樹(shù)木導(dǎo)致 的，如圖1所示。
[0010] 在正常負(fù)荷或過(guò)負(fù)荷電流及外部環(huán)境高溫等共同作用下，導(dǎo)線溫度升高，弧垂由 fi增加至f2。線路走廊的植物沒(méi)有及時(shí)修剪，生長(zhǎng)高度達(dá)到H，帶電導(dǎo)線和植物間距離小于 閃絡(luò)距離d時(shí)，導(dǎo)線對(duì)植物發(fā)生閃絡(luò)放電，引起線路跳閘故障。發(fā)生此類樹(shù)閃故障的條件 為：
[0011] H ^ h-f2-d (1)，
[0012] 這種情況經(jīng)常發(fā)生在夏季，特別是悶熱無(wú)風(fēng)的天氣，不僅用電負(fù)荷會(huì)增大，也使導(dǎo) 線散熱減慢，導(dǎo)致線路溫度增高，線路弧垂有較大的增加，如果走廊內(nèi)部的植物沒(méi)有有效的 管理，樹(shù)閃故障發(fā)生的機(jī)率就比較大。
[0013] 這種類型的樹(shù)閃故障一般重合成功的概率較小，最容易誘發(fā)大面積停電事故。在 正常運(yùn)行情況下運(yùn)行人員一般對(duì)于樹(shù)閃故障沒(méi)有應(yīng)有的警覺(jué)，而且這種故障跳閘一般呈 現(xiàn)為高阻接地故障，除行波故障測(cè)距裝置外一般故障測(cè)距距離誤差較大，故障查找的難度 較大，需要較長(zhǎng)的時(shí)間。調(diào)度運(yùn)行人員會(huì)試圖通過(guò)強(qiáng)送電恢復(fù)故障線路的運(yùn)行。這樣即使 線路短時(shí)恢復(fù)了運(yùn)行也會(huì)由于導(dǎo)線繼續(xù)過(guò)熱下垂發(fā)生樹(shù)閃而再度跳閘退出運(yùn)行。如果此時(shí) 再有故障線路的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到正常運(yùn)行的線路上，就很有可能導(dǎo)致本來(lái)正常運(yùn)行的線路過(guò)負(fù) 荷一導(dǎo)線弧垂增大一接近樹(shù)木一發(fā)生新的樹(shù)閃故障，從而引發(fā)連鎖故障，可能導(dǎo)致大面積 停電。2003年8月14日發(fā)生了舉世震驚的美加大停電，事故最終調(diào)查報(bào)告認(rèn)為誘發(fā)此次大 停電的首要原因是架空線路的樹(shù)閃故障。而在大停電中發(fā)生樹(shù)閃故障的幾條輸電線路潮流 都沒(méi)有超過(guò)額定值，所以引發(fā)樹(shù)閃故障的根本原因是樹(shù)木過(guò)高。因此預(yù)防此類樹(shù)閃故障的 根本途徑需要從架空走廊高桿植物管理入手。由于這種故障危害性大，預(yù)防此類故障是本 發(fā)明研究的應(yīng)對(duì)措施主要是針對(duì)這種故障情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的目的在于提出一種架空輸電線路超高植物安全距離智能預(yù)測(cè)方法，其能 有效解決樹(shù)閃故障問(wèn)題。
[0015] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0016] 一種架空輸電線路超高植物安全距離智能預(yù)測(cè)方法，其包括以下步驟：
[0017] 選擇樹(shù)木高生長(zhǎng)模型，對(duì)導(dǎo)線下方的樹(shù)木高度進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)樹(shù)木高度C ;
[0018] 根據(jù)公式汾=(J-C)-乂-(J-瑪I進(jìn)行計(jì)算,得到預(yù)測(cè)跨越間距Sh,其中:
[0019] A為導(dǎo)線的一端在第一塔桿上的懸掛點(diǎn)高度；
[0020] B為導(dǎo)線的另一端在第二塔桿上的懸掛點(diǎn)高度；
[0021] 1為第一塔桿與第二塔桿之間的檔距；
[0022] I1為交叉跨越點(diǎn)與第一塔桿之間的距離；
[0023] f。為交叉跨越點(diǎn)弧垂；
[0024] 所述交叉跨越點(diǎn)為樹(shù)木向上生長(zhǎng)的延長(zhǎng)線與導(dǎo)線的交點(diǎn)；

【權(quán)利要求】
1. 一種架空輸電線路超高植物安全距離智能預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟： 選擇樹(shù)木高生長(zhǎng)模型，對(duì)導(dǎo)線下方的樹(shù)木高度進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)樹(shù)木高度C; 根據(jù)公式Λ= C}-/e-(U)I進(jìn)行計(jì)算，得到預(yù)測(cè)跨越間距Sh，其中： A為導(dǎo)線的一端在第一塔桿上的懸掛點(diǎn)高度； B為導(dǎo)線的另一端在第二塔桿上的懸掛點(diǎn)高度； 1為第一塔桿與第二塔桿之間的檔距； I1為交叉跨越點(diǎn)與第一塔桿之間的距離；f。為交叉跨越點(diǎn)弧垂； 所述交叉跨越點(diǎn)為樹(shù)木向上生長(zhǎng)的延長(zhǎng)線與導(dǎo)線的交點(diǎn)；
rJ(jγ] ，，h=Α-Β，〇 ^為導(dǎo)線在第一塔桿和第二桿桿上的懸掛點(diǎn)的許用應(yīng)力，γ為導(dǎo)線的比載； 將預(yù)測(cè)跨越間距sh與預(yù)設(shè)的電氣安全距離進(jìn)行比較，得到樹(shù)木處理預(yù)警信息。
2. 如權(quán)利要求1所述的架空輸電線路超高植物安全距離智能預(yù)測(cè)方法，其特征在于， 所述樹(shù)木高生長(zhǎng)模型為以下模型中的一種： ⑴c=w; (2) C=b〇+b1t+b2t2 ； (3) C=b0XV; (4) C=e(b0+blt)； (5) C=bo+bjnt； (6) C=b〇+b1t+b2t2+b3t3 ； (7) C= e(b0+bl/t)； (8) C=b〇eblt ； (9) C=bg+b^t； (10) C=b〇tbl ； (11) C=I/(1/u+bgXb/)； 其中，t為時(shí)間，VVbybyu均為待定常數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的架空輸電線路超高植物安全距離智能預(yù)測(cè)方法，其特征在于， 所述比載為自重比載、冰重比載、垂直總比載、無(wú)冰風(fēng)壓比載、覆冰風(fēng)壓比載、無(wú)冰綜合比載 和覆冰綜合比載中的一種。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK104463353SQ201410670231
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】劉煥強(qiáng), 陶飛達(dá), 崔春生, 謝裕宏, 戴小龐, 沈志毅, 文波, 張紅南, 陳曉波, 游景方, 楊柳輝, 黃志雄, 黃東舟, 陳紹周 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司河源供電局