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)的安全運行，影響電力的安全輸送，擾亂人民的日常生活，我國是世界上架空線路遭受冰災較嚴重的國家之一，覆冰事故頻發(fā)給電力系統(tǒng)帶來巨大的經(jīng)濟損失。隨著西電東送、超高壓輸電等建設的進行，我國電網(wǎng)覆蓋面積越來越大，經(jīng)過的惡劣地理環(huán)境越來越多，越來越容易受到覆冰事故的影響，加之全球氣候愈加惡劣，覆冰帶來的威脅越來越嚴峻。解決架空輸電線路覆冰問題，具有重要的工程應用意義。
　　本文對線路覆冰的影響因素、形成條件，飛機、鐵路接觸網(wǎng)、輸

2、電線路覆冰的危害，輸電線路覆冰的特點，覆冰在線監(jiān)測和除冰方法進行了介紹，概述了國內(nèi)外防冰技術(shù)研究進展，總結(jié)了現(xiàn)有研究的不足，介紹了國內(nèi)外專家學者提出的防冰臨界電流理論模型，簡述了計算臨界電流時需要用到的幾種較為經(jīng)典的對流換熱準則公式與實驗關(guān)聯(lián)式，由此提出了本文的主要研究內(nèi)容。
　　本文根據(jù)量綱分析建模理論，首次運用量綱分析法，在對影響防冰臨界電流的主要因素進行全面分析的基礎上，根據(jù)Π定理，得出了與之相關(guān)的一系列無量綱量（5個），這

3、些無量綱量是氣象參數(shù)（氣溫、風速、空氣中液態(tài)水含量、液滴直徑）與導線參數(shù)等的組合，經(jīng)過進一步推導得出了與臨界電流有關(guān)的無量綱量，分析了各無量綱量的物理意義。
　　介紹了冰風洞實驗，并運用導線覆冰臨界狀態(tài)熱平衡方程，導出了對流換熱系數(shù)的計算模型，利用冰風洞實驗數(shù)據(jù)得出一定條件下的對流換熱系數(shù)，使用數(shù)據(jù)分析軟件擬合得到努謝爾數(shù)與對應的雷諾數(shù)的關(guān)聯(lián)式，分析了與其他較經(jīng)典的經(jīng)驗公式的區(qū)別與聯(lián)系，分析了實驗誤差。
　　在此基礎上，利用

4、實驗所得無量綱數(shù)據(jù)分析了無量綱量的變化規(guī)律，根據(jù)非線性回歸分析方法，分別運用主成分分析法、多項式擬合法和指數(shù)乘積擬合法對得到的無量綱量進行了擬合，得到了計算臨界電流的理論模型，并計算了相對誤差和平均相對誤差，與熱平衡模型計算結(jié)果進行了比較，驗證了實驗的準確性，結(jié)果表明，運用量綱分析建模結(jié)合指數(shù)乘積擬合法進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，在國內(nèi)首次使用，得到的防冰臨界電流準則公式為電網(wǎng)進行臨