[發明專利]基于交流加熱電源的自制熱輸電導線參數優化方法

有效

• 申請號: 201810936882.0
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109033691B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 李碧雄;謝和平;劉天琪;莫思特
• 申請（專利權）人: 四川大學;深圳大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H01B7/42;H02G7/16;G06F113/16;G06F119/06
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 潘育敏

一種基于交流加熱電源的自制熱輸電導線參數優化方法。自制熱輸電導線均勻分為2n個任意偶數段單元導線，分段處為節點。導線內、外導體之間加有交流電源。優化方法包括自制熱導線融冰防冰均勻功率參數設計，功率均勻模式運行參數分析計算，參數優化設計。均勻功率參數設計含單元導線加熱材料電阻、節點電流、節點電壓計算與加熱材料電阻率計算。均勻功率參數設計采用固定鋼芯電感，改變制熱材料電阻方法。參數優化對加熱材料介電常數和電感進行優化。本發明分析輸電導線工作狀態，優化加熱材料介電常數和電感，指導輸電導線的設計和運行。

(一)技術領域

本發明涉及一種電力輸電線的在線融冰方法，特別是一種基于交流加熱電源的自制熱輸電導線參數優化方法。

(二)背景技術

隨著社會經濟的發展，在不斷增加電力負荷應用的環境下，對裸露在外的電力線路要求愈來愈高。而在寒冷的冬季，不少地區的線路都會結冰，造成線路的損壞。當結冰超過線路的承受力時，就會發生斷線等嚴重事故。所以，冬季的電力輸電線除冰是必不可少，十分重要的。在現有技術中，融冰技術在不斷提高。申請號CN201610867150.1《一種自融冰導體以及融冰設備》和申請號CN201810370549.8《嵌入絕緣導熱材料的自制熱導體和制熱設備及其實現方法》公開了兩種不同類型的輸電線路在線融冰方法，對現有防冰融冰技術有極大提高。但是沒有說明在線防冰融冰的工作參數計算方法，而自制熱輸電導線的內在參數對防冰融冰有直接影響。本發明在現有技術基礎上，在進行融冰防冰均勻功率參數設計，功率均勻模式下運行參數分析計算后，對CN201610867150.1《一種自融冰導體以及融冰設備》在基于交流加熱電源的自制熱輸電導線參數優化，提高防冰融冰效果和功率。

(三)發明內容

CN201610867150.1《一種自融冰導體以及融冰設備》公開的輸電導線，通過在內導體與外導體之間加入電源，讓嵌入的加熱材料產生熱量，以實施防冰和融冰作業。當加入電源為交流電源時，由于自制熱導線自身有電感和電容參數，需要考慮自制熱導線的電容和電感優化。本發明的目的是對自制自制熱輸電導線提出電容電感優化設計方法，進一步提高防冰融冰效果。本說明書中，“制熱”和“加熱”表示相同的含義；本發明中314是指50赫茲與2π的乘積，對于交流電源為60HZ的地區，計算時，用376.8取代314。

本發明的目的是這樣達到的：一種基于交流加熱電源的自制熱輸電導線參數優化方法，自制熱輸電導線的內導體和外導體之間嵌有加熱材料。在自制熱輸電導線的一端加入交流電源，為自制熱導線提供能源，電源加在內導體和外導體之間。

將長度為La的自制熱輸電導線均勻分為任意偶數段，設總的分段數為2n，每段長度為Ld,Ld＝La/2n，分段后的每段導線稱為單元導線；單元導線編號用自然數表示，為1，2，3，4，……2n-3，2n-2，2n的整數。

相鄰單元導線分界處用虛線表示，虛線稱為節點，節點處于相鄰單位導線的中間，節點編號用自然數表示，為1，2，3，4，……2n-3，2n-2，2n-1的整數，節點共2n-1個。

選擇2n-1個節點中任一節點編號，設編號為i，選擇2n個單元導線中任一單元導線，設編號為i。

交流電源的電壓用U_in表示，外導體為電位參考點；每個單元導線上內導體和外導體流過的電流相等。

基于交流加熱電源的自制熱輸電導線優化設計方法包括融冰防冰均勻功率參數設計，功率均勻模式下運行參數分析計算，和參數優化設計。

融冰防冰均勻功率參數設計，包括單元導線內、外導體電阻之和Rs計算與單元導線加熱材料電阻率計算，單元導線屬性計算。

自制熱導線融冰防冰均勻功率參數設計方法是固定內導體電感，改變單元導線加熱材料電阻。