电网运检信息化建设研究

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摘要：在电网中，有大量的输变电设备都暴露在室外环境中，故对输变电设备的运检修作业是电网工作中的重中之重。在气候变化的大背景下，输变电设备正经受着越来越严峻的气象灾害。因此，气象灾害预警、风险防控相关理论及技术已成为电力系统输电设备运检作业的重要技术。本文首先基于覆冰机理和覆冰模型，建立了一种覆冰预警模型，并使用案例进行了验证。然后对污闪程度进行量化分析，建立了可视化的污闪预警模型，并结合华东污闪案例，对模型的准确性进行了验证分析。

关键词：电网运检;信息化;建设

一、覆冰防护

（一）模型的建立

不同地区的气候特征、地形环境不同，覆冰类型有较大差异。不同类型的覆冰，其增长速率不同，结合力也不同，影响线路结冰的增长的主要原因也不一样。因此，要掌握覆冰机理首先要了解覆冰的分类方法，才能针对不同种类的覆冰类型，深入研究其覆冰机理。划分覆冰有很多种，一般是按照物理特性进行划分。我国采用的是《DL/T5158-2012电力工程气象勘测技术规程》，其中将覆冰划分为四个类型：雨凇、雾凇、混合淞和湿雪。对于覆冰增长模型，相关资料中针对不同覆冰类型推荐了不同的覆冰增长模型，例如针对雨凇采用了C haine和Skeates的模型，针对霜淞采用了Makkonen模型，针对湿雪采用了S akamoto模型，各个模型只能代表其中的一种覆冰类型，如果用这些公式去描述同一种导线结冰情况，预测结果会有比较大的差异，所以本文模型的重点就是实时判断覆冰类型，根据覆冰类型切换不同覆冰增长模型，使预测覆冰增长更加准确。

（二）线路覆冰类型的分析

为了对本模型进行验证，本文特取2008年湖南冰灾数据，表l为某市2008年1月的气象数据。长沙当时线路覆冰严重，本文选取了1月份不断积雪的后半个月数据。

为了分析某市2008年1月份的线路覆冰情况，基于Chaine模型、Makkonen模型及Sakamoto模型，针对表1中的气象数据进行计算分析覆冰类型。即，根据每天气温的增长趋势，计算分析该天气下的覆冰类型，并得出2008年1月长沙市的覆冰类型分布图，虽然大多数的天气为霜凇天气，但有Sd为雨凇天气，所以用单一的霜凇模型去预测并不准确，而本文将同时使用霜凇和雨凇两种模型预测线路覆冰情况。

使用两种模型的预测增长曲线更贴近实际覆冰增长曲线，第7d到第10d是两条曲线开始相差越来越大。因为这4d都是雨凇天气，雨凇附着力强，内聚力大，覆冰厚度增加速率快。如果只是用Makkonen模型去预测，预测结果会比实际覆冰厚度小很多，但此时用Chaine模型就能很好的预测这几天覆冰厚度的增长。故本文提出的模型比单一模型准确性高。在本次案例中，线路出现了雨凇覆冰，雨凇是一个湿增长的过程，而且雨凇的粘附能力十分强，通常输电线路上的雨凇是很难自己脱落，需要借助外力进行脱落。在有风的情况下，导线会有一定程度上的晃动，重量变大的导线会使杆塔承受更大的张力，造成了绝缘子等其他金具的损坏，使设备的绝缘性能降低，可能会发生闪络等事故，影响电力系统的安全运行。因此，对覆冰厚度的准确预测是十分重要的。

二、污闪防护

污闪现象在华东地区频频发生。在每年入冬初春时期，华东各省市少雨多雾，这时，设备外绝缘表面的积污速率和积污量大大增加，使得绝缘子表面盐密达到年度周期的最大值。在此情况下，如果出现连续大雾天气，将容易发生外绝缘闪络，严重威胁架空线路的安全。故建立一个污闪预警模型是很有意义的，本文以有效积污天數为指标，建立了污闪风险预警模型，并通过案例进行了验证。

（一）污闪风险预警模型

目前对于污闪的预警并没有系统的理论，本文经过研究对比发现，计算有效积污天数作为污闪的指标，用以判断污闪风险，是贴切可行的。有效积污（干）日数是根据干旱季节期间出现的降雨量对绝缘子表面附盐密度清洗效果来确定天数。在雨天，绝缘子外层的上轮廓面比下轮廓面清洗效果更加明显，而在持续干燥日，其污秽堆积速率也比下轮廓面高得多。因此，本文重点研究上轮廓面积污变化。

（二）污闪模型验证

污闪的发生不仅关系绝缘子表面积污程度，还与当地的气象条件，以及线路的电压，所以不同地区有效积污天数的承受能力是不一样的。因此，综合考虑华东四省一市地区的几个气象要素与输电线路污闪现象关系，结合运行经验、试验研究验结果以及污闪发生实例，提出了发生污闪可能性的综合气象条件有效积污（干）日数指标为60dⅢ。

三、结论

简而言之，对于覆冰预警模型而言，最关键的是对覆冰增长的预测，而本文结合实例证明了，实时使用多模型预测比单一模型预测更准确。另外，对于污闪预警模型而言，提出的有效积污天数模型能对污闪危险程度进行量化评价，并且通过该模型成功预测了2011年初华东电网污闪事故，证实了该模型的准确性。本文中提出的基于ArcGIS计算的污闪预警图，可用于输电线路运检业务方面的数字化设计中，可实现线路运检业务的可视化管理，并为今后在线路运检业务上应用输变电工程数字化设计成果提供理论依据。

参考文献：

[1]李泽椿，毕宝贵，金荣花，等.近10年中国现代天气预报的发展与应用[J]气象学报，2018， 72（06）： 1069-1078

作者简介：张捷（1990-），男，重庆荣昌人。

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