表面粗糙度对导线风荷载及涡激振动的影响

输电导线的截面形状对导线的气动力特性有重要影响,其风压占整个输电线路风压的50%~70%。采用基于RANS的SST k-ω湍流模型,对真实粗糙截面和光滑截面导线的气动特性及横向涡激振动进行数值分析,并和试验进行了对比。利用ICEM对流体计算域进行结构化网格划分,采用动网格和滑移网格模型,将计算结构响应的Newmark-β通过UDF代码嵌入FLUENT软件,建立2D圆柱横流向涡激振动的计算模型;通过改变折减风速和雷诺数,研究均匀来流高雷诺数下输电导线的气动力和振动特性。结果表明,考虑导线表面粗糙度后,固定导线的气动力以及斯托劳哈尔数有所降低;导线涡激振动的"锁定"区的范围变广,振动幅值变大;当折减风速为5.766时,粗糙截面涡激振动的峰值振幅达到0.9D;导线的气动力以及涡脱模式也出现较大变化,即导线表面粗糙度对导线的气动特性影响较大。     

多跨覆冰导线脱冰振动模型风洞试验研究

覆冰导线脱冰可能造成金具、导线和杆塔等构件受力破坏,也可能会引起导线闪络、烧断等电力事故。设计了1∶50的三跨覆冰导线的缩尺模型,采用熔断集中荷载的方法模拟导线脱冰,共七种工况研究三跨导线中脱冰量、脱冰跨位置、覆冰厚度和风速等参数不同时,导线的冰跳高度、导线张力和绝缘子轴力变化规律。结果表明:边跨脱冰将引起比中间跨脱冰更大的竖向振动,跳跃高度增大了近7%,导线张力也有明显增大;在风荷载作用时,导线脱冰振动会受气动阻尼影响,跳跃高度和振动周期都有所减小,导线张力和悬垂绝缘子的轴力随着风荷载增大而增大。     

绝缘子串非线性风偏可靠度研究

针对绝缘子串非线性风偏可靠度问题,以500kV的3跨线路为研究对象建立了有限元模型,将其动态风偏响应结果与现行规范《110kV～750kV架空输电线路设计规范》(GB 50545—2010)中的刚性直棒法计算结果进行对比。根据设计随机变量的统计参数和风偏功能函数,运用蒙特卡洛(MC)方法和一次二阶矩方法计算了绝缘子串风偏可靠度指标并分析其影响因素。结果表明:按照一次二阶矩方法和MC方法计算的绝缘子串风偏可靠度指标结果一致。对于给定的杆塔,功能函数的线性化会在一定程度上高估绝缘子串风偏可靠度指标,但随着风速均值的增大,影响程度减弱。按照GB 50545设计的杆塔,其绝缘子串风偏可靠度指标会随着设计风速均值的增大而降低;按照现行规范对杆塔设计时,采用外径较大或者自重较小的导线(新型碳钎维导线),可能会出现其绝缘子串风偏可靠度指标低于目标可靠度指标的情况。     

基于声振一体化的变压器感知系统在故障诊断中的应用研究

本文针对变压器运行状态与故障诊断需求,结合泛在物联网等技术,提出一种声振一体化的变压器运行状态感知系统。以压电式传感器和传声器作为采集终端对变压器基础数据进行采集;利用三层架构思想,将整个感知系统分为感知层、网络层和诊断层。基于变压器运行状态感知系统通过对振动信号进行降噪、求小波包-能量熵,按照熵值的变化,不仅能够判断变压器内部是否出现故障,而且能够判断其故障程度能够准确判断其故障相位置。最后在电源容量有限情况或者减小对电源的需求情况下模拟试验方法,最大程度地满足负载试验的需求。