数字化技术辅助输电线路机械化施工方案设计研究

“双碳”目标下,电网工程建设已进入加速期,目前以人力为主的施工方式已无法满足建设新需求。推动全过程机械化施工,能够改变线路工程建设以“人力为主,机械为辅”的现状,实现建设过程向机械化、自动化的方式转变。而现阶段输电线路工程机械化施工存在设计、施工环节衔接不顺畅,缺乏统一的数字化工作规划,技术水平、管理机制均有待进一步完善。数字化技术可以为输电线路工程机械化施工提供协同工作环境,对机械化施工的全过程进行信息化的支撑。通过对数字化技术辅助输电线路机械化施工方案设计进行研究,提出相应的解决方案。     

基于海拉瓦技术的输电线路施工管理数字沙盘系统的开发与应用

构建一个三维数字沙盘施工管理平台,可以为输电线路工程建设施工服务,有效提高施工效率,实现施工管理的数字化。以海拉瓦洛斯达技术为基础,提出了数字沙盘建设的思路和总体设计,并明确了数字沙盘在全过程数字化电网中的位置和作用;针对数字沙盘数据维护工作中的分布式特征,提出安全可行的数据更新机制。通过在华北电网有限公司实际工程中的应用说明,基于海拉瓦技术的数字沙盘系统在实际施工管理中有着较好的辅助作用。     

无人机航测技术在特高压输电线路工程建设全过程应用

针对特高压线路工程线路长、环境复杂、建设难度大等特点,提出基于无人机航测技术的工程建设全过程应用,在工程勘察设计、施工以及竣工验收阶段,实现辅助设计以及管理的作用,提升工程建设水平。     

海拉瓦技术在特高压线路施工中的应用

构建了基于海拉瓦技术的输电线路现场施工技术应用平台,介绍了系统平台的实现原理、关键技术及指标和主要功能,开发了基于海拉瓦技术的输电线路工程建设过程的数字档案系统。研究成果在1000 kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程的施工招投标线路调查、基础施工、组塔施工、架线及附件安装施工阶段得以应用,为特高压交流试验示范工程的线路施工方案设计、施工组织和管理提供了有效的技术支持,提高了线路施工管理的科技含量和施工效率。     

三维数字化电网技术辅助特高压工程施工管理

本论文研究了三维数字化电网技术辅助特高压工程施工应用的原理和主要内容,重点介绍了它在施工招投标、施工线路调查、工程组织管理中的应用,以及随着施工建设工程中逐步构建和完善特高压数字化档案的过程,并通过在1000kV晋东南—南阳—荆门交流输电线路中的应用实例说明了具体的实施方式和应用情况。     

电网三维设计系统在输电线路勘测设计中的应用

输电线路三维数字化设计平台以大型数据库为核心,以高精度影响、DEM、基础地理等数据为基础,以三维精细化模型为依托,利用航测技术、三维可视化技术、虚拟现实技术和信息集成技术,结合地理信息和工程信息,通过输电线路走廊地形地貌信息和工程数据建模,构建真实的三维现场环境,为变电站选址、输电线路优化选线、断面图快速生成、杆塔排杆二维和三维联动展示、金具串三维设计建模、铁塔三维设计建模、基础三维设计建模、三维输电线路设计成果输出、输电线路全过程机械化施工方案编制、施工管理、辅助运维检修等工作提供有效的数据支撑和技术手段。     

三维全景技术辅助特高压通道优化研究

借助三维全景技术,综合考虑电磁环境、施工工况等因素,对多回特高压直流线路同走廊平行走线开展研究工作,探索了基于三维全景技术辅助通道布置模拟和资源优化的工作模式,创新输变电工程通道资源优化利用的手段,为指导输变电工程通道规划建设提供技术支撑和实践经验。     

辅助人字抱杆在酒杯型角钢塔横担上的移动技术研究

为解决1 000 kV特高压交流输电线路工程酒杯型角钢塔超长横担吊装难题,在常规内悬浮外拉线抱杆组塔法的基础上,利用辅助人字抱杆对超长横担采取分段吊装方案,辅助人字抱杆坐在上曲臂横担顶部吊装塔身侧横担,在塔身侧横担顶部安装滑道移动辅助人字抱杆至另一坐点吊装端横担,以及地线支架施工技术,成功解决了在酒杯塔横担顶部依靠2根主材移动辅助人字抱杆问题。通过工程应用,消除了安全风险,提高了施工速度,为超长横担分段吊装提供技术保障。     

架空输电线路工程管理研究

架空输电线路工程管理就是工程施工的安全,施工的质量以及工期进度和档案的管理。随着中国经济的不断发展,电网建设的步伐也不断加快,尤其是在架空输电线路工程建设方面的发展速度更快。对于架空输电线路工程来说,施工点多,建设的范围大,需要投入大量的人力财力物力,施工现场的管理也有很多的难题[1]。所以本文主要从工程前的准备,工程的安全管理,工程的质量和进度管理以及工程的档案管理进行描述,然后进一步研究架空输电线路工程管理中的注意事项。     

先进勘测技术在电力线路设计中的应用

应用新技术、新材料、新工艺建设电网,实现输电线路全过程精益化管理,是电网建设、管理方式科学进步的重要策略。探讨了海拉瓦技术的组成及其结合GPS系统在电力线路设计及其地理信息系统中的应用。整个流程的实施,能提高设计效率与管理水平,革新传统的作业方法,对输电线路基建的现代化、信息化起重要的作用。     

500kV同塔四回路大跨越塔风振响应分析

以西江500kV同塔四回路大跨越塔工程为例,介绍了大跨越塔的结构设计。采用Davenport风速功率谱函数,模拟了大跨越塔线体系的风速时程曲线。运用人工模拟的风速时程曲线,采用直接积分Newmark法计算了大跨越塔线体系的风振响应,分析了大跨越塔线体系的风振响应,给出了风振系数建议值,并将风振系数理论计算值与风洞试验结果进行了比较。计算结果可为同类大跨越塔工程作为参考。     

1000kV输电塔横风向振动风洞试验研究

为研究特高压输电塔架和输电塔–线耦联体系的横风向风振响应特点,以某1 000 kV输电线路为工程背景,通过气弹模型风洞试验,分析了单塔和塔–线体系在紊流风场中的横风向风振响应。试验结果表明:在紊流风场中,输电塔的横风向响应和顺风向响应处于同一数量级;塔–线体系中输电塔的横风向加速度响应大于单塔,横担端部的横风向位移响应大于单塔,而塔身处的横风向位移响应却小于单塔。高阶振型对单塔横风向加速度和位移响应的影响不能忽略,而位移响应还包含了一定程度的背景响应。在进行特高压输电塔的抗风设计中,应考虑横风向风振响应的影响。     

强风作用下带横隔面输电塔动力响应及破坏机理研究

增设横隔面是对输电塔结构进行抗风加固的一种简单有效方式,但增设横隔面后输电塔的动力稳定性变化和破坏机理差异尚未明晰。以某220 kV同塔双回线路ZY2输电塔为研究对象,通过建立输电塔线耦联体系有限元模型,对比了增设横隔面前后的单塔及塔线体系的模态差异,验证了在靠近塔腿节间的交叉斜材处增设横隔面对于输电塔局部振型的抑制作用。采用随机风场模拟,计算不同风速下不同塔段处斜材增设横隔面前后轴力响应变化,结合动力不稳定区域理论计算斜材动力稳定性参数,将其与动力不稳定区域绘制在同一参数平面内并根据某一风速下斜材是否进入动力不稳定区域,来判断不同塔段处斜材增设横隔面前后的失稳风速。结果表明,合理增设横隔面最高可将杆塔破坏风速提高3 m/s。     

基于改进支持向量回归的IGBT老化预测

为了准确预测绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的老化状态,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法（IWOA）优化支持向量回归（SVR）的IGBT老化预测方法。该方法提取IGBT集电极-发射极电压信号的时频域特征,通过核主成分分析（KPCA）降维将时频域特征融合成一个综合指标来表征IGBT的老化状态;针对鲸鱼优化算法（WOA）不足,在WOA的基础上引入Sobol序列种群初始化、惯性权重和反向学习策略,增强WOA的局部搜索能力和收敛速度;利用IWOA优化SVR的惩罚因子和核参数,并构建一种基于综合指标的IGBT预测模型。利用NASA Ames实验室的IGBT老化数据集对IWOA-SVR方法进行验证,结果表明,所构建IWOA-SVR预测模型可以更准确实现对IGBT的老化预测。     

基于谐波合成法的输电塔线体系风致响应分析

输电塔线体系由于具有大跨、高柔的特性,在风荷载的作用下容易产生较大的振动,对风荷载的作用比较敏感,因此风荷载是输电塔线体系极其重要的设计荷载,起着决定性作用。文章基于脉动风的基本特性和Davenport风速谱,提出了时域法中基于按时间抽取的快速傅里叶变换技术改进的谐波合成法,然后对输电塔线体系的脉动风场进行了仿真,结果表明,仿真的脉动风速与实际风速一致,仿真的风场符合脉动风的空间相关性规律,计算效率得到了提高。     

高压架空输电线路覆冰情况下风险评估研究

对覆冰情况下的高压输电线路进行了风险评估研究,建立了有限元计算模型。该模型考虑材料非线性以及塔-线系统耦合特性,分析了不同覆冰厚度和风速情况下塔-线系统的失效情况。采用基于迭代修正的找形方法,准确地对导线弧垂进行了初始化设置,得到了导地线的初始形状和应力。提出杆塔受力安全裕度风险评估方法,采用回归分析方法得到杆塔的安全裕度曲线,该曲线直观地描述了杆塔力学失效度与覆冰厚度及风速的关系。计算得到某实际线路单塔失效安全裕度曲线,获取各基杆塔薄弱点位置,提出了杆塔的具体改进措施。通过安全裕度曲线对比证明所提出改进措施的正确性和有效性。     

500 kV同塔四回路大跨越塔动力特性分析

介绍了西江500 kV同塔四回路大跨越塔的工程概况,对大跨越单塔和塔线体系进行了动力特性分析,并比较了大跨越单塔与塔线体系动力特性的差异。单塔和塔线体系均首先出现x轴弯曲振型,然后是y轴弯曲振型,再是z轴扭转振型;单塔的y轴弯曲振型频率和z轴扭转振型频率低于塔线体系。结果表明：大跨越塔的结构体系布置合理,导线提高了塔线体系的y轴弯曲和z轴扭转刚度。     

大跨越输电塔动力特性

大跨越输电塔-线体系是一种复杂的空间塔线耦联体系,体系动力特性计算中由于导、地线的振型密集,输电塔的振型难以辨清。在对大跨越输电塔-线体系的动力特性研究中,采用白噪声激励体系,得到输电塔耦合了导、地线的响应;利用振动模态识别技术,可得到输电塔耦合了导、地线的低阶模态。以多条输电线路工程中不同类型、不同高度输电塔为原型,建立空间有限元模型,利用振动模态识别技术提取出大跨越输电塔-线体系中塔架结构的第1 自振周期及其振型,得到适用于大跨越酒杯塔和大跨越干字型塔的第1 周期近似计算公式。对工程实例的仿真分析表明,该公式能比较准确地反映大跨越输电塔-线体系的动力特性,值得推广应用。     

高压输电塔-线体系风致动力响应分析与优化控制

建立了输电塔-线耦联体系的空间模型,利用Davenport谱模拟了目标场地风场,采用线性弹簧模型与Maxwell模型相结合模拟调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD),采用考虑导线几何刚度时变性的非线性直接积分方法对有无TMD的单塔、塔-线体系风致响应时程分析,进行TMD调频参数优化控制计算,并比较了单塔与塔-线体系时程反应。分析结果表明,对单塔和塔-线体系优化控制,均可根据单塔模态分析得到的频率计算TMD优化参数;由于背景反应的增加,使得塔-线体系总反应比单塔有较大幅度增长。     

基于塔一线体系的输电塔覆冰加固有限元分析

为了解决输电线路覆冰后输电塔荷载增加引发的倒塔等问题,以国内南方某山区500 kV线路为例,建立了塔-线体系有限元模型,在对塔-线体系进行覆冰有限元分析确定薄弱环节的基础上,有针对性地加固改造并对其进行了抗风能力评估.分析结果表明,在确定输电塔薄弱环节的基础上,采用组合截面构件加固,通过逐次加固的方法有利于有效提高线路...