融冰项目相关参数计算方案.doc

融冰项目相关参数计算方案1. 概述本方案用于计算融冰项目相关参数，以便指导融冰装置相关部件的选型与设计，参数包括融冰电流、最小融冰电流、最大融冰电流、融冰时间、融冰容量等。这些参数的计算公式来源相关研究领域的论文，已在参考文献中标明。2. 融冰电流（Imel）的计算融冰电流的计算是在初步确定融冰时间与覆冰状态的情况下，估算所需的融冰电流，以指导融冰装置的运行。融冰时间的计算公式如下： (1)(2)(3)其中，相关参数如下：融冰电流，单位为 A。导体温度与外界气温之差，单位为 。导线直径，单位为 cm。冰筒直径，单位为 cm。覆冰厚度，单位为cm。导热系数，单位为 W/(cm)，一般取0.0227。冰的比重，一般取0.9。 导线在0时的电阻率，单位为 /m。融冰时间，单位为 s。风速，单位为m/s。 等效冰层传导热阻，单位为 cm/W。对流及辐射等效热阻，单位为 cm/W。3. 最小融冰电流（Imin）的计算最小融冰电流又称临界融冰电流，是临界融冰状态下的电流。只有融冰电流大于临界电流时，覆冰才能够开始融化。最小融冰电流的计算对融冰装置的设计的具有重要指导意义。最小融冰电流的计算公式，如下：(4)(5)其中，相关参数如下：最小融冰电流，单位为A。导线直径，单位为m。覆冰厚度，单位为m。环境温度，单位为 。导线表面温度，单位为，通常取0。风速，单位为 m/s。4. 保线电流（Ib）的计算保线电流是指导线温度在冰点以上使导线不覆冰所需的最小电流。保线电流的计算公式，如下： (6)其中，相关参数如下：保线电流，单位为 A。导线温度与外界温度的差，单位为 ，一般取5 。导线在0时的电阻率，单位为 /m。辐射系数，铝导线通常取0.11，铜导线取0.6，铁导线取0.25。风速，单位为m/s。导线直径，单位为 cm。5. 最大融冰电流（Imax）的计算最大融冰电流也称极限融冰电流，是在特定环境温度下导线最高允许温度按70考虑所允许的短期（最长几个小时）电流。最大融冰电流的计算公式，如下： (7)其中，相关参数如下：最大融冰电流，单位为 A。环境温度，单位为 。辐射系数，铝导线通常取0.11，铜导线取0.6，铁导线取0.25。导线在90时的电阻率，单位为 /m。风速，单位为m/s。导线直径，单位为 cm。6. 融冰时间（tr）的计算融冰时间的计算是在初步确定融冰电流与覆冰状态的情况下，估算所需的融冰时间，以指导融冰装置的运行。根据公式(1)，可以计算出融冰时间，如下： (8)其中，相关参数如下：融冰电流，单位为 A。导体温度与外界气温之差，单位为 。导线直径，单位为 cm。冰筒直径，单位为 cm。覆冰厚度，单位为cm。导热系数，单位为 W/(cm)，一般取0.0227。冰的比重，一般取0.9。 导线在0时的电阻率，单位为 /m。融冰时间，单位为 s。风速，单位为m/s。 等效冰层传导热阻，单位为 cm/W。对流及辐射等效热阻，单位为 cm/W。7. 融冰容量（Qmel）的计算融冰容量是确定融冰电流的情况下，根据导线状况估算融冰装置的输出功率。其中，融冰电流的确定参照融冰电流计算部分。融冰容量主要考虑用于融冰的无功输出，忽略了设备运行、辐射损耗等造成的容量输出。融冰容量的计算公式如下：(9)其中，相关参数如下：融冰容量，单位为 W。融冰电流，单位为 A。导线在0时的电阻率，单位为 /m。导线长度，单位为m。8. 计算实例在初步设定环境因素的情况下，上述公式的计算结果如下所示。风速8m/s，外界温度8,融冰时间为1小时线型0度电阻率(/km)导线直径(cm)覆冰厚度(cm)冰面温度()最小电流(A)保线电流(A)最大电流(A)融冰电流(A)LGJ950.28581.3681-3337.9917 294.268778.7176383.696LGJ700.39191.141-3282.3529 234.7441621.102309.2687LGJ-500.55250.961-3233.4350 185.4118490.4917247.3119LGJ-350.72210.841-3201.5544 154.2952408.1149208.1485风速5m/s，外界温度5,融冰时间为1小时线型0度电阻率(/km)导线直径(cm)覆冰厚度(cm)冰面温度()最小电流(A)保线电流(A)最大电流(A)融冰电流(A)LGJ950.28581.3681-1263.9999 246.882642.9669315.8111LGJ700.39191.141-1220.5222 196.9625512.8459253.2267LGJ-500.55250.961-1182.3033 155.5865405.016201.5028LGJ-350.72210.841-1157.3978 129.4872337.0058168.9523风速3m/s，外界温度3,融冰时间为1小时线型0度电阻率(/km)导线直径(cm)覆冰厚度(cm)冰面温度()最小电流(A)保线电流(A)最大电流(A)融冰电流(A)LGJ950.28581.36810197.7595 204.0579525.4591268.1891LGJ700.39191.1410165.1718 162.8224419.1419213.472LGJ-500.55250.9610136.5326 128.6394331.0336168.6566LGJ-350.72210.8410117.8723 107.0758275.4608140.6106城白线白东线环境一环境二环境三环境一环境二环境三Imin(A)282.3529 220.5222 165.1718 337.9917 263.9999 197.7595 Ib(A)234.7441196.9625162.8224294.268246.882204.0579Imax(A)621.102512.8459419.1419621.102512.8459419.1419Imel(A)309.2687253.2267213.472383.696315.8111268.1891Pmel(KW)539.7712361.8735257.1696763.1137516.975372.8181注：环境一为风速8m/s，外界温度8,融冰时间为1.5小时。环境二为风速5m/s，外界温度5,融冰时间为1.5小时。环境三为风速3m/s，外界温度3,融冰时间为1.5小时。参考文献：1 柳黎，彭敏放电网高效融冰与无功静补双用途系统原理及实现研究D长沙：湖南大学，20072 谢运华导线覆冰密度的研究J中国电力，1998，1(31)：46-513 赵国帅，李兴源，傅闯 等线路交直流融冰技术综述J电力系统保护与控制，2011，14(39)：148-1544 中国南方电网公司 电网防冰融冰技术及应用M . 北京. 中国电力出版社 , 2010.2.