特高压输电线路动态风偏响应及参数影响分析

输电线路风偏响应与线路结构参数密切相关,研究特高压输电线路的风偏响应规律有助于防范闪络事故的发生。通过风洞试验测定特高压输电线路八分裂导线和绝缘子串的气动力参数。建立连续多跨特高压输电线路风偏响应分析的两阶段频域法,即先以非线性有限元静力计算确定平均风作用下的导线静态风偏响应,随后以该状态下导线的构型和刚度为初始条件,引入考虑面内振型影响的气动阻尼,在频域中通过线性动力计算方法进行导线的脉动风偏响应计算。该两阶段频域法与直接时域法相比计算效率大为提高,同时可保证计算精度。以特高压1000kV南荆I线为研究对象,构建四跨导线-绝缘子串有限元模型,考虑到连续多跨导线频率密集和模态复杂的特点,以能量法确定参与模态数,详细分析不同档距、挂点高差和运行张力条件下绝缘子串风偏角的变化规律,并分析规范中刚性直棒法的不足。结果表明,当线路杆塔存在高差时,呼高低的塔处于风偏的不利位置,更易发生风偏闪络事故;低呼高塔的绝缘子串风偏角会随着相邻塔呼高和线路运行张力的增大而增大,但随着相邻档档距的增加略有减小。相较于档距的变化,风偏角对挂点高差的变化更为敏感。     

送电线路杆塔结构可靠度影响参数及规律研究

特高压送电线路在世界范围内目前处于应用探索阶段,其杆塔结构设计尚未出台相关规范。基于杆塔结构的设计基本表达式和功能函数,对影响杆塔结构可靠度的设计参数进行了分析;采用一次二阶矩方法(JC法)评定了现行相关杆塔结构设计规程的可靠度;依托某实际典型特高压送电线路设计资料,分析了结构重要性系数和设计风速取值等参数对特高压杆塔结构可靠度的影响规律,指出了按现行规程设计的不同风速地区杆塔结构可靠度的不均衡性等问题。分析结果可供特高压送电线路杆塔结构设计规范制定参考。     

输电线路风偏放电风险分析与预警方法

风偏跳闸是造成电网运行故障的主要原因之一,严重影响输电线路稳定运行。为了有效预警输电线路风偏跳闸,本文提出基于天气预报的风偏闪络预警模型。首先根据天气预报建立气象样本集,随机抽取风速风向值,采用引入脉动放大系数和高差修正系数修正后的刚性直棒法,分别计算直线塔悬垂绝缘子串和跳线绝缘子串的风偏角,然后依据输电塔和绝缘子串参数计算导线杆塔最小空气间隙,引入降雨折减系数对最小空气间隙进行修正,最后与规程规定允许最小间隙对比,重复抽样计算得出预警概率。通过实例验证预警模型的可行性和精确性。     

110kV、220kV大风区防风偏复合绝缘子

针对新疆110 kV、220 kV架空线路引流跳线在大风区特殊地段发生风偏闪络问题,介绍一种适宜于大风区使用的110 kV、220 kV防风偏复合绝缘子研制、设计情况及生产工艺的控制过程。该形式的防风偏复合绝缘子风偏摆动有限,有效控制了导线与杆塔的空气间隙,解决了大风区引流跳线风偏闪络问题,其连接方式安装可靠,具有通用性,还有利于已运行线路的技改。     

绝缘子串动态风偏角的分布式监测

输电线路风偏事故频繁发生,对线路正常运行危害极大,尤其在大风天气下经常会造成风偏闪络事故,输电线路的风偏角监测在维护线路正常运行中起到很重要的作用。以一仿真实验为例,对某特定型号的导线和绝缘子进行绝缘子风偏角进行仿真得到动态风偏角与速度关系的表达式,探究不同风速不同覆冰条件下动态与静态风偏角的关系,利用静态风偏角与动态风偏角的关系和动态风偏与速度的关系,有了静态风偏角和风速便可对进行动态风偏中的参数进行估计,从而得到动态风偏的计算表达式。结果显示,该方法可以计算全线的绝缘子串风偏角,实时监测输电线路全线各绝缘子串风偏角的动态分布状况,有利于故障隐患排查为维护输电线路正常运行提供重要防预措施。     

330kV线路复合绝缘子电位和电场分布的有限元计算

应用有限元法计算分析了330kV输电线路复合绝缘子干燥洁净状态下的电位和电场分布,讨论了杆塔和导线对绝缘子串的电位和电场分布的影响。计算结果表明,绝缘子串中靠近导线侧和高压侧10%的部分电场畸变严重,高压导线的存在使绝缘子电位分布相对均匀。杆塔对高压侧场强影响更显著,“有杆塔和导线”时高压侧最大场强相对“有杆塔无导线”时高压侧最大场强降低了60%左右。     

一起750kV输电线路风偏跳闸原因分析及改造措施研究

通过一起750 kV输电线路风偏跳闸事故,首先采用解析法对杆塔风偏后电气间隙距离进行了计算,得出引起跳闸的危险风偏角。然后根据规程法对风偏角进行了计算,计算结果表明,31 m/s设计的杆塔风偏安全裕量不足,其裕量仅为5°,在1.1倍设计风速下就会发生风偏闪络。最后根据现场在线监测装置监测风速的标准风速和极大风速进行对比,认为引起输电线路风偏跳闸的原因主要是极大风速。对于需要进行防风改造的杆塔,分析了各种防风偏措施及其适用范围,建议采用加装防风偏拉线的解决措施,以提高输电线路的抗风能力,提高电网的安全运行水平。     

线路避雷器在110kV荔茂线60~#杆防雷中的应用

110 kV荔茂线60#杆为大跨越三联杆,A、C相杆的避雷线对B相(中相)导线的保护角为51°时,不起保护作用,使60#杆B相(中相)导线易遭受雷击,造成绝缘子串闪络。为解决60#杆的雷害问题,安装了线路避雷器。对线路避雷器雷击动作后杆塔相邻相绝缘子串的耐雷水平的计算结果表明:线路避雷器除了可防止相绝缘子串遭雷击闪络而引起线路跳闸外,还可利用其雷击动作时向导线分流部分雷电流,从而降低杆塔分流系数,将杆塔相邻相绝缘子串的耐雷水平提高了约7%。近两年的线路运行表明,采用线路避雷器是线路防雷的有效措施。     

考虑复杂山地风加速的架空线路风偏闪络故障分析

针对近期某省内发生的一起在复杂山地地形下的220 kV输电线路闪络放电故障,结合现场实际数据对故障的情况进行分析。首先依据现场实际地形、杆塔和气象数据,采用未考虑地形风速影响的传统设计计算方法得到线路故障段风偏位移,所得风偏后的放电间距满足导线设计安全距离要求;而后利用自主研发的Transpert输电线路专家系统中的高程数据建立现场实际复杂山地地形的三维模型,通过ANSYS有限元风场仿真得到故障点风速分布,并计算得到地形风速加速影响后的输电线路风偏角,发现考虑山地风速加速后的风偏放电间距小于安全距离,相比传统计算更符合实际现场情况,验证了山地地形因素对线路风偏计算存在的影响。     

500kV线路绝缘子电压分布的有限元法计算

应用有限元法计算分析了500kV线路绝缘子的电压分布。计算模型充分考虑了绝缘子、导线、杆塔以及周围环境因素的影响,按照彼此的实际尺寸建模,计算结果给出了500kV线路绝缘子带均压环和不带均压环时的电压分布。这种方法可为输电线路用绝缘子的优化设计提供有效的计算工具。     

输电线路杆塔结构及基础系统可靠度的优化分配

输电线路结构系统可靠度在各子系统之间的合理分配,是输电线路结构系统可靠度研究的热点问题之一.根据某±800kV同塔双回路输电线路的工程实例,在对输电线路杆塔结构及基础可靠度进行计算分析的基础上,建立了输电线路杆塔结构、基础的成本与相应结构可靠度之间的函数关系;基于经济指标的约束条件,对输电线路杆塔结构及基础系统可靠度的优化分配进行了计算分析.结果表明,该工程在满足成本的约束条件下,杆塔结构和基础分配的可靠度可分别达到3.7和4.2以上,输电线路杆塔结构及基础系统可靠度可达到3.7以上,满足现行规范《工程结构可靠性设计统一标准》(GB 50153-2008)规定的目标可靠度的要求.     

降低配电线路雷击相间闪络概率对策研究

配电线路遭受雷电直击极易引发相间闪络,需要合理计算相间闪络概率,研究相应防护措施。利用EMTP软件建立10 kV配电线路模型,计算线路遭受雷击时发生相间闪络概率,分析导线布置方式和杆塔接地电阻对相间闪络概率的影响。讨论不同绝缘措施、避雷器安装方式和设置间隔等防护措施的防护效果。研究结果表明:导线垂直布置方式下,雷击导线时三相电位差最大,相间闪络概率也最高;雷击线路相间闪络概率随着杆塔接地电阻的增大而显著增加。增大线路绝缘子串闪络电压对于改善线路相间闪络效果不明显,采用绝缘导线时相间闪络概率远低于裸导线。雷电流波头时间均值越短,导线相间闪络概率越高。安装线路避雷器能够有效降低相间闪络概率,避雷器安装数量越多,设置间隔越密,相间闪络概率越低。避雷器防护效果受接地电阻阻值影响,需要尽可能降低杆塔接地电阻。     

刚体直杆模型计算风偏角的影响因素分析

采用刚体直杆模型,计算绝缘子串风偏角,分别研究了水平档距、垂直档距、风速、风向、风压不均匀系数、地形以及加重锤等主要因素对绝缘子风偏特性的影响程度。研究结果表明:水平档距与绝缘子串风偏角呈正相关,垂直档距与绝缘子风偏角呈负相关;在风速一定的情况下,风向的主要影响区间在垂直于线路约±60°区间内。     

山地风场特性及其对输电线路风偏响应的影响

山地风场的复杂性和显著的三维特性是困扰山区输电线路抗风设计的关键问题。该研究采用CFD数值模拟与风洞试验相结合的方法研究典型单山脉地形和双山脉峡谷型地形的三维平均风场和脉动风场特征。由于风洞试验测点数及试验风速的限制，输电线路沿线各点的三维平均风场基于CFD数值模拟得到。由风洞试验获取山脉地形的湍流度、湍流积分尺度、沿线路方向的衰减系数等脉动风场参数，在此基础上采用POD法重构生成输电线路沿线各点的三维脉动风速时程，并分析比较跨越峡谷、山脊的输电线路沿线风场特征。建立连续三跨输电线路有限元模型，采用时域法研究山地风场特性对输电线路风偏响应的影响。研究结果表明：山顶、峡谷处风速显著增大，且气流爬坡将导致局部位置产生上升气流；由于近地风场加速效应的影响，沿山脊布置的输电线路全档风偏响应增幅较大，跨峡谷输电线路其爬坡段风偏响应增幅较大；上升气流主要使导线竖向风偏位移增大；山地地貌下考虑脉动风速的影响，绝缘子串风偏角风振系数宜取1.2~1.3。该研究为完善山区输电线路的抗风偏设计提供借鉴。     

110kV架空线路避雷器安装方式仿真研究

简单介绍了110 kV输电线路的防雷措施,重点应用PSCAD软件进行仿真建模,模拟雷击杆塔情况,分析研究易击杆塔及附近多基连续杆塔线路避雷器的安装位置对线路耐雷水平、绝缘子串闪络相以及导线中雷电冲击过电压的影响。仿真结果表明,不同的线路避雷器安装方式下,线路的耐雷水平提升变化不尽相同;高于线路最高耐雷水平10%的雷电流造成的绝缘子发生闪络的杆塔和相别有所不同;低于线路最低耐雷水平10%的雷电流造成导线中的雷电冲击过电压峰值和衰减速度均有所不同。结合线路避雷器造价高、工程量大以及实用性,在实际应用中对于110 kV上字型杆塔建议采用两边相安装线路避雷器来提高其防雷效果。     

±500kV直流耐张塔悬垂串电位分布与均压特性研究

确定±500kV直流耐张塔防雷改造中的防风偏绝缘子串电位分布对输电线路安全稳定运行特别重要。为了验证防雷改造中Y型悬垂串电位分布,运用Ansys仿真软件,建立了±500kV直流耐张塔防雷改造的三维静电场计算模型。分析了避雷器、均压环、分裂导线和绝缘子串型对悬垂串电位分布的影响。通过研究高低压侧均压环环径、管径和相对位置对悬垂串电位和场强分布的影响,确定了高低压侧均压环结构的合理参数。结果表明,避雷器、均压环、分裂导线和绝缘子串型对悬垂串电位分布有重要影响;通过对高低压侧均压环结构参数的优化,防风偏绝缘子串电位和电场分布更加均匀。     

500kV双回路直线转角塔输电线路的防雷保护分析

针对江苏省的典型500kV双回直线转角塔输电线路,杆塔型号为SZJ1、SZJ2和SZJ16,采用电气几何模型,分析杆塔呼高和绝缘子串偏角对直线转角塔输电线路绕击耐雷性能影响。计算结果表明,随着杆塔的呼高增加,直线转角塔输电线路的绕击跳闸率逐渐增大;随着绝缘子串偏角的增加,SZJ1和SZJ16直线转角塔输电线路的绕击跳闸率逐渐增大,而SZJ2直线转角塔输电线路的绕击跳闸率先降低后增加,在40°左右达到最小值;SZJ1和SZJ16直线转角塔输电线路的绕击跳闸风险降低,SZJ2直线转角塔输电线路的绕击跳闸风险较高。选取江苏省500kV兴斗5294线的56号杆塔(SZJ2型)处输电线路进行仿真计算,结果表明56号杆塔的内侧中相导线最易遭受雷电绕击,绕击跳闸率最高,与实际运行经验比较符合。通过分析减小保护角对SZJ2直线转角塔线路绕击耐雷性能的影响,给出不同高度直线转角塔线路所需采用的保护角推荐值。     

盘形悬式瓷绝缘子在多刚体模型下的风偏应力分析

分析模拟盘形悬式瓷绝缘子串风偏运行时承受的应力大小可预防风偏闪络事故的发生.对此采用ANSYS Fluent计算流体动力学(CFD)软件,建立了基于RNG k-ε湍流模型的绝缘子串-导线三维模型并进行分析.首先计算出刚体与多刚体模型在多种风速下受到的von-Mises等效应力情况,并将两者与受力公式的计算结果进行对比分...     

架空输电线路杆塔设计施工技术分析

架空输电线路用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路.它由导线、架空地线、绝缘子串、杆塔、接地装置等组成.其中,杆塔是架空线路的主要支撑结构,多由钢筋混凝土或钢材构成,根据机械强度和电绝缘强度的要术进行结构设计.本文基于此,对架空输电线路的杆塔选型与定应设计进行了相关研究.     

1000 kV双回直线塔V形串关键技术的研究

以国内某1000kV交流输电线路工程SZC301型双回直线塔为研究对象,研究了1000kV双回直线塔“V”形悬垂串关键技术及其夹角的取值,采用综合高差系数法比较了Ⅰ型悬垂串和“V”形悬垂串在工程设计中对排塔定位的影响,使复合绝缘子“V”形悬垂串更加安全可靠运行.为确保“V”形悬垂串中的2支复合绝缘子始终受拉而不受压,当基本设计风速V=30 m/s,1 000kV双回直线塔上、中导线横担“V”形串夹角不宜小于100°;当基本设计风速V=27m/s,1000kV双回直线塔上、中导线横担“V”形串夹角不宜小于90°.首次采用综合高差系数法推导出1000kV线路“V”形串的摇摆角检验曲线方程,确保“V”形串在最大设计风速下安全可靠运行.