完整版融冰项目相关参数计算方案

1、融冰工程相关参数计算方案1.概述本方案用丁计算融冰工程相关参数, 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：I mel：T0.045g0D2(tr 10g°db0:Rto RtiRto RtiRt0Rti +0.22当 ln d JiT)/RgtrRt0lnS273'RT1T d D b导体温度与外界气温

2、之差,单位为导线直径,单位为冰筒直径,单位为覆冰厚度,单位为导热系数,单位为cm.cm.Cocm.W/(C - cm), 一 股取 0.0227.go冰的比重,一般取0.9.R0导线在0C时的电阻率,单位为 Q/m.tr融冰时间,单位为s.-2/30.09D 0.22 0.73(vD)其中,相关参数如下:Imel融冰电流,单位为A.风速,单位为m/soRT0等效冰层传导热阻,单位为 C cm/Wo3.最小融冰电流(I min)的计算最小融冰电流乂称临界融冰电流,是临界融冰状态下的电流.只有融冰电流 大丁临界电流时,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

3、融冰电流的计算公式,如下：I min Ro =4.05503055 *10'(D 2d)(Te - 273)33 0.2516.38945788+te)/2 + 273 -0.068334695CR：(ti -te)(ti te)(D+2d) 1I(ti e)40<Re <4000,C= 0.683, n = 0.466Re =75174.4186 (D +2d)va4000 玄尺 < 40000,C = 0.193, n = 0.618(5)40000 - Re M 400000, C = 0.0266, n = 0.805；其中,相关参数如下：I min最小融冰电

4、流,单位为A.D导线直径,单位为m.d 覆冰厚度,单位为m.Te环境温度,单位为 C.Ti导线外表温度,单位为C,通常取 0C.Va风速,单位为m/so4.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：Ib= 0.143、d 0.82(vD)3/4 T/R(6)其中,相关参数如下：I b保线电流,单位为AoT导线温度与外界温度的差,单位为 C, 一般取5 C.R.导线在0C时的电阻率,单位为 Q/m.W d辐射系数,铝导线通常取0.11,铜导线取0.6,铁导线取0.25.v 风速,单位为m/s.D 导线直径,单位为 cm.5.最大融冰

5、电流(I max)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70C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：318 0.5T2vD 3/4Imax = ,7.24(2)' d 0.7() (90-T2)/R90(7)10002其中,相关参数如下：Imax最大融冰电流,单位为 A.T2环境温度,单位为 C.Z d 辐射系数,铝导线通常取0.11,铜导线取0.6,铁导线取0.25.R90导线在90C时的电阻率,单位为 Q/m.v 风速,单位为m/s.D 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

6、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：2 0.045g0D2 tr 叩0g°dbRT0 RT1, Rt0 Rti+0.22T ln d J组/(京-点)(8)其中,相关参数如下:Imel融冰电流,单位为AoT d D bg0导体温度与外界气温之差,单位为 C导线直径,单位为冰筒直径,单位为覆冰厚度,单位为导热系数,单位为冰的比重,一般取cm.cm.cm.W/(C - cm), 一 股取 0.0227.0.9.tr融冰时间,单位为s.v 风速,单位为m/s.Rt0等效冰层传导热阻,单位为 C cm/WoRti对流及辐射

7、等效热阻,单位为 C cm/Wo7. 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,融冰电流确实定参照融冰电流计算局部.融冰容量主要考虑用丁融冰的无功输出,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：Qmel = 1 mel Re L(9)其中,相关参数如下：Qmel融冰容量,单位为W.Imel融冰电流,单位为 A.Re导线在0C时的电阻率,单位为 Q /m.L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,外界温度一8C,融冰时间为1小时线型0度电阻率(Q /km

8、)导线直径(cm)覆冰厚度(cm)冰面温度(C)最小电流(A)保线电流(A)最大电流(A)融冰电流(A)LGJ- 950.28581.3681-3337.9917294.268778.7176383.696LGJ- 700.39191.141-3282.3529234.7441621.102309.2687LGJ-500.55250.961-3233.4350185.4118490.4917247.3119LGJ-350.72210.841-3201.5544154.2952408.1149208.1485风速5m/s,外界温度一5C,融冰时间为1小时线型0度电阻率(Q /km)导线直径(cm

9、)覆冰厚度(cm)冰面温度(C)最小电流(A)保线电流(A)最大电流(A)融冰电流(A)LGJ- 950.28581.3681-1263.9999246.882642.9669315.8111LGJ- 700.39191.141-1220.5222196.9625512.8459253.2267LGJ-500.55250.961-1182.3033155.5865405.016201.5028LGJ-350.72210.841-1157.3978129.4872337.0058168.9523风速3m/s,外界温度一3 C,融冰时间为1小时线型0度电阻率(Q /km)导线直径(cm)覆冰厚度(

10、cm)冰面温度(C)最小电流(A)保线电流(A)最大电流(A)融冰电流(A)LGJ- 950.28581.36810197.7595204.0579525.4591268.1891LGJ- 700.39191.1410165.1718162.8224419.1419213.472LGJ-500.55250.9610136.5326128.6394331.0336168.6566LGJ-350.72210.8410117.8723107.0758275.4608140.6106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)282.3529220.5222165.1718337.9

11、917263.9999197.7595Ib(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 C,融冰时间为1.5小时环境二为风速5m/s,外界温度5 C,融冰时间为1.5小时环境三为风速3m/s,外界温度3 C,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