超/特高压同塔多回输电线路脱冰跳跃动力响应分析

为了明确超/特高压同塔多回输电线路的覆冰动态特性,采用有限元方法分析了其脱冰跳跃动态响应。考虑几何非线性的影响,采用有限元理论建立了导/地线-绝缘子及铁塔-导/地线-绝缘子体系的脱冰跳跃精细化数值分析模型。以1 000 kV交流双回、500 kV交流双回同塔多回输电线路和±800 kV直流单回、500 kV交流双回同塔多回输电线路为例,考虑塔线耦合效应、脱冰位置、档距和高差等影响因素,完成了不同工况下系统的脱冰跳跃分析。结果表明:当铁塔较高时,塔线耦合作用对导线脱冰跳跃纵向不平衡张力的影响不大,对地线脱冰跳跃纵向不平衡张力的影响较大;边档脱冰产生的纵向不平衡张力明显大于中档脱冰。最后,对导/地线脱冰跳跃纵向不平衡张力百分比取值进行了如下建议:1 000 kV导线及±800 kV导线取10%;500 kV导线取20%;地线取100%。     

输电线路导线不均匀覆冰时不平衡张力的影响因素分析

输电线路导线不均匀覆冰会使导线产生不平衡张力,进而造成铁塔倒塌、塔头破坏、导线损坏等事故。本文以湖北超高压公司宜昌超高压局所辖的三峡右2—蔡家冲Ⅰ回500 kV输电线路作为研究对象,分别从不均匀覆冰杆塔档数、档距、相邻档的高差及悬垂绝缘子串长度等方面分析计算各因素对1个耐张段内一相导线所受不平衡张力的影响。结果表明,导线不均匀覆冰导致其所受的不平衡张力随档距的增加而增大,而随悬垂绝缘子串长度及相邻杆塔高差的增加而略有减小,不均匀覆冰档的档数对不平衡张力的影响具有随机性。根据结论,对中(重)冰区架空线路设计提出建议。     

纵向不平衡张力计算与分析

不均匀覆冰是引起直线塔两侧出现不平衡张力的主要原因,是导致直线塔倒塔和损坏的主要原因之一.输电线路杆塔设计时应使杆塔能够承受一定纵向不平衡张力,避免因设计不当而造成倒塔事故.采用Visual C++开发平台编制了覆冰不平衡张力计算程序,通过对比证明程序的正确性,并从不均匀覆冰位置、档距、高差、悬垂绝缘子串长、导线最大使用张力、导线分裂组合方式等几个方面分析总结覆冰不平衡张力变化趋势,为输电线路设计人员提供设计参考.     

电网冰灾典型线路段覆冰倒塔分析

在2008年初电网冰灾倒塔调研的基础上,建立了典型覆冰倒塔线路段铁塔、导线和绝缘子的三维模型,考虑档距、高差以及覆冰厚度引起的纵向不平衡张力对铁塔受力的影响,对线路段在均匀覆冰荷载和不均匀覆冰荷载作用下的导、地线张力及纵向不平衡张力进行计算,分析确定了线路覆冰倒塔的破坏模式,揭示了线路覆冰倒塔的主要原因。分析计算结果与现场实际破坏情况相吻合,表明导线覆冰过载以及覆冰产生的纵向不平衡张力是线路覆冰倒塔的主要原因。     

中冰区输电线路悬垂塔地线不平衡张力取值研究

采用“等线长法”计算中冰区悬垂塔地线在不均匀覆冰下不同档数、档距、高差、档距差、串长和应力情况下的不平衡张力,并结合具体工程实例,分析现有规程规范的局限性。结果表明：对于地形条件较差的山区线路,不均匀覆冰下中冰区地线不平衡张力比较容易超规程限值,且不平衡张力受中间档档距差或高差的影响较小,受档距或连续变化档距差的影响较大;为减小输电线路纵向不平衡张力,应缩短耐张段长度或减少档数,缩小使用档距,增加悬垂串长或电线应力,均匀分布档距;由于提高地线纵向不平衡张力百分数对塔重和工程造价的影响较小,建议15 mm中冰区悬垂塔地线不均匀覆冰下不平衡张力提高至40%,20 mm中冰区提高至45%。     

相间间隔棒对覆冰导线脱冰跳跃的抑制研究

针对覆冰导线脱冰跳跃引起的导线断股、疲劳断线、导线间闪络、短路等电气事故问题,阐述了塔线-相间间隔棒体系的有限元理论,建立了三相导线呈竖直排列的输电线路输电铁塔、线-相间间隔棒体系的有限元模型,分析了相间间隔棒对导线跳跃高度和导线挂点不平衡张力的抑制效果。研究结果表明,加装间隔棒可以有效抑制单相脱冰和两相同时脱冰,对导线的跳跃位移和导线挂点不平衡张力有很好的抑制作用。     

某±800kV直流线路地线断裂原因分析及建议

某800 kV直流线路的地线因覆冰过重发生断裂,事故造成线路单极闭锁故障,线路长时间处于单极运行状态。通过输电线路电气计算软件从地线覆冰不平衡张力、地线下倾角、脱冰跳跃等方面进行综合分析计算,得出地线覆冰不平衡张力和悬垂线夹损坏后地线发生滑移是本次事故的主要原因。根据事故分析情况提出治理建议,为后续工程设计提供参考。     

单档不均匀覆冰下架空线路不平衡张力及形变特性研究

基于简支梁理论与“等线长法”,研究了单档不均匀覆冰下导线不平衡张力及相对形变随档距、覆冰长度、覆冰厚度、档数、高差、串长及电压等级的变化规律。结果表明,导线的最大相对形变值并非出现在整档覆冰情况,而是随档内覆冰长度的增加,存在极大值,当覆冰厚度较大时更为明显。对比不同档距、冰厚下各电压等级线路脱冰跳跃过程中导地线静态、动态接近距离和地线单档非均匀覆冰下导地线静态接近距离,单档非均匀覆冰间隙将先达到闪络条件,在220 kV及以下线路中尤为明显,因此,该文研究能弥补现行规程规范的不足,指导单档不均匀覆冰下杆塔塔头和荷载的设计,以保障电力系统的安全运行。     

重覆冰区特高压悬垂型杆塔不平衡张力分析

分别采用有限元分析方法与等线长法计算了典型耐张段的不平衡张力和悬垂串偏移量,这2种方法的计算结果基本一致。通过建立连续7档导线-绝缘子有限元模型,考虑多种线路设计参数的影响,分析了不同工况下重覆冰区特高压悬垂型杆塔的导线张力及不平衡张力。结果表明,覆冰加载模式、覆冰偏心和覆冰风速对不平衡张力影响不大,建议采用换算密度法模拟覆冰荷载并考虑10 m/s覆冰风速。不考虑档距差和高差时,随冰厚、档距和覆冰率的增加,导线不平衡张力百分数逐渐增加,计算得到的不同冰厚下特高压悬垂型杆塔不平衡张力百分数均小于规程规定值。随高差和档距差的增加,有高差和档距差的不平衡张力与无高差、无档距差的不平衡张力比值增大;随冰厚的增加,不平衡张力比值减小。30 mm及以下重覆冰区,不平衡张力百分数按照现行重覆冰区规程规定取值。40、50 mm重覆冰区,应将不平衡张力百分数分别提高至35%和41%。     

重覆冰区线路不均匀脱冰的不平衡张力计算

重覆冰区线路覆冰后不均匀脱冰产生不平衡张力,严重时可发生倒塔事故,为此在设计中计算不平衡张力,合理确定重覆冰区杆塔荷载具有重要意义.以浙北福州1 000 kV交流线路工程为依托,分析特高压线路不均匀脱冰过程,采用等线长法计算模型,引入“扫描二分法”改进迭代算法,开发设计软件以实现对不均匀脱冰产生不平衡张力的高效精确计算.通过计算,对影响不平衡张力的绝缘子串长、导线型式、档距配置、高差、脱冰率等因素进行敏感性分析,验证计算结果并发现抑制重覆冰区不均匀脱冰的方法,从而减小不平衡张力,合理设计线路在重覆冰区的杆塔荷载,增强线路抗冰能力.对于不均匀脱冰影响很大的孤立档,建议考虑不均匀脱冰模式下的不平衡张力,加强耐张塔设计.     

2008年输电线路冰灾倒塔原因分析

文章通过对酒杯、鼓型和干字三类典型塔型在不同覆冰厚度及工况组合受力下的计算,深入地分析了2008年输电线路铁塔遭受冰灾以致倒塌的原因,分析计算结果与铁塔现场的实际破坏情况一致,总结出铁塔覆冰倒塌破坏的最主要原因在于导线覆冰过载及产生过大的纵向不平衡张力,最后提出了提高线路抗覆冰能力的建议及措施。     

置信域算法在输电线路覆冰不平衡张力计算中的应用及不平衡张力的影响因素

输电线路覆冰不平衡张力计算是验算杆塔强度、检验各档导线应力和对地距离的前提条件。针对覆冰不平衡张力数学模型的高维、强非线性等特点,选用具有强鲁棒性的Trust Region优化算法完成模型求解。算例和大量仿真结果显示,该算法可得耐张段各档应力、档距增量和高差增量的高精度解。在模型和算法准确性得到验证之后,计算了不同冰区和覆冰不平衡率下最大不平衡张力百分比,进一步分析了不平衡张力随导线安全系数、悬垂串串长、档高差等因素的变化规律,可用于解决覆冰线路的优化设计、安全运行和事故分析等问题。     

2005年湖南电网冰灾事故及其应对措施研究

介绍了2005年春节前后湖南电网的冰灾情况及现场取样数据,结合湖南的地形特点分析了湖南易形成雨雪冰冻天气的原因及其特点,对220kV、500kV线路发生倒塔断线的区段(点)进行了微地形特征统计分析和倒塔原因分析,根据"避、抗、融、改、防"五字综合技术措施提出了已建线路和新建线路防冰灾事故的应对措施,同时指出为及时掌握电线的结冰情况应积极开展红外仪观测系统和远程信息传输系统的研究.     

输电线路不平衡和断线张力计算与分析

2008年1月,我国南方地区遭遇大范围雨雪冰冻灾害天气,电网严重受损,电力供应中断,极大地干扰了经济社会发展和人民生活的正常秩序。文中通过对线路在遭遇极端天气情况时输电线路杆塔的断线、不平衡张力的求解,来指导输电线路杆塔设计,以提高杆塔抗冰雪能力,保证电网运行的安全。     

输电线路档距组合对覆冰导线脱冰跳跃的影响

为明确输电线路塔线体系脱冰跳跃张力和幅值特性,揭示各项参数对脱冰不平衡张力和冰跳幅值的影响规律,利用ANSYS建立导线-绝缘子耦合有限元模型,针对档距组合下脱冰档位置和档距的变化,通过控制变量法,得到了档距组合对于塔线体系动态位移和不平衡张力的变化规律.结果表明:随着脱冰档档距的不断增加,其导线悬挂点处的纵向不平衡张力近似呈线性增加;随着非脱冰档档距的增加,中间档脱冰时,其导线悬挂点处的最大不平衡张力增幅不大;不论脱冰档还是非脱冰档变化,当档距较小时,其导线脱冰跳跃高度随档距的增加而增加,当档距增加到一定程度,其导线脱冰跳跃高度的变化趋于饱和.因此,线路档距组合对覆冰导线脱冰跳跃的影响显著.     

基于等线长迭代的特高压直线塔地线不平衡张力计算

特高压直线塔地线金具多次因不均匀覆冰发生事故。首先采用不平衡张力的数值计算模型,并给出张力初始值的取值方法和收敛判断条件。然后计算分析了特高压输电线路不同档距、档数、高差、冰厚、串长、大小档等多种情况时直线塔地线的不平衡张力。结果表明减少耐张段档数、缩小档距、降低高差、路径选择中尽量避开冰区较重的地方、增加地线悬垂串长度、排位时尽量使档距均匀分布等均可降低直线塔地线的不平衡张力。对新建工程和已建工程,分别提出了降低地线不平衡张力差的对策,可为后续特高压输电线路的设计提供参考。     

输电线路杆塔不平衡张力及倾斜监测装置的研究

输电线路不均匀覆冰后,因输电线路杆塔产生不平衡张力,进而对杆塔造成损坏.实时监测输电线路杆塔在线路覆冰情况下的倾斜情况、不平衡张力的大小和方向,通过GPRS无线公网的方式远程传输到数据服务器,并通过专家数据库进行分析预警,对输电线路的运行维护可起到重要作用.     

关于特高压输电线路直线塔纵向不平衡张力取值的探讨

1 000 kV交流特高压及±800 kV直流特高压输电线路在相分裂导线根数、绝缘子串长等方面与我国已建的500 kV交、直流超高压输电线路有较多的差别,这些变化将有利于减小直线杆塔纵向不平衡张力,降低杆塔重量。但过小的纵向不平衡张力会削弱杆塔的纵向刚度,对防止串倒很不利。文章针对特高压输电线路的特点,对直线杆塔纵向不平衡张力合理取值进行了探讨。     

基于力学测量的输电线路覆冰监测计算模型

为对输电线路的覆冰情况进行监测和计算,笔者提出了通过对耐张段及直线塔张力的测量来对输电线路稳态覆冰状况进行监测的方法,根据耐张段张力倾角和悬垂绝缘子串张力偏斜角进行输电线路覆冰实时计算模型的建立,并进行了试验验证。结果表明,该方法计算得出的覆冰值精度较高,可应用于多档输电线路覆冰的监测计算。