四圆柱阵列积冰器用于覆冰参数的监测试验研究

摘要

输电线路覆冰严重威胁电网的安全运行，国内外对输电线路覆冰预测进行了大量研究并建立了较为成熟的覆冰预测模型，但所有的模型都需要温度、风速、液水含量和水滴大小等覆冰参数，由于覆冰条件下各种传感器均被冻结，覆冰参数无法测量，导致覆冰参数成为目前没有解决得国际性难题，所以从研究覆冰参数出发来预测输电线路覆冰在学术研究及实际工程应用上有着较大价值，本论文所展开的主要工作如下：　　①本文在现有的旋转圆柱体覆冰增长模型的基础上，选用重庆大学陈凌的冷却水滴碰撞系数α1解析计算公式；通过拟合分析计算，简化了原有的冻结系数α3解析计算公式，避免了原有的旋转圆柱体覆冰增长模型复杂的数值计算。在现有的旋转圆柱体覆冰厚度计算模型的基础上，提出了适用于本文四圆柱阵列积冰器的改进覆冰厚度计算模型，提高了四圆柱阵列积冰器覆冰增量测量的精准性及覆冰参数监测的准确性。首次提出了适用于本文四圆柱阵列积冰器的寻值法监测覆冰参数的方法，详细阐述了寻值法的基本原理和监测方法。　　②基于四圆柱阵列积冰器覆冰导体的覆冰增量实时监测试验研究，描述了试验研究所采用的试品、试验装置与试验方法。并进行人工覆冰实验研究分析不同覆冰环境参数对旋转导体覆冰量的影响规律。在大型多功能人工气候室内开展覆冰环境参数与旋转导体表面覆冰量影响规律的研究。通过改变覆冰时间、覆冰环境温度、覆冰环境风速等参数开展大量人工覆冰试验，为后续验证寻值法监测覆冰参数的可行性提供试验事实基础。　　③根据本文提出的适用于本文四圆柱阵列积冰器的覆冰预测计算模型进行仿真，结合仿真与试验研究分析了各覆冰参数对积冰导体覆冰量的影响规律，并对比仿真结果与试验数据，验证了四圆柱阵列积冰器覆冰增长模型的准确性。并检验了根据四圆柱阵列积冰器的工作特性与硬件条件提出的寻值法监测覆冰参的可行性，采用寻值法法对人工气候实验室内覆冰过程的覆冰参数进行了监测，并且利用相应的传感器、测量仪器对各覆冰参数进行了测量，结果表明监测到的覆冰参数与实测试验覆冰参数误差较小，因此寻值法能够在实际工程应用中满足监测覆冰参数的要求。

目录

1 绪 论

1.1 论文的背景及研究意义

1.2 国内外技术研究现状

1.3 本文研究的主要内容

1.4 本章小结

2 旋转圆柱体覆冰模型及覆冰参数监测方法

2.1 旋转圆柱体覆冰增长模型

2.2 四圆柱阵列积冰器覆冰厚度计算模型

2.3 四圆柱阵列积冰器监测覆冰参数的方法

2.4 本章小结

3 覆冰试验试品、装置及方法

3.1 试验试品

3.2 试验装置

3.3 试验方法及步骤

3.4 本章小结

4 旋转圆柱体覆冰试验结果分析及寻值法监测覆冰参数验证

4.1 覆冰时间的影响分析及寻值法验证

4.2 环境温度的影响分析及寻值法验证

4.3 风速的影响分析及寻值法验证

4.4 LWC和MVD的影响分析及寻值法验证

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 本文结论

5.2 后续研究工作的展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间参与的科研项目：

B. 学位论文数据集

致谢