中国输电线路规范的风荷载计算比较

  [目的]  在台风袭击下,一些20世纪80、90年代建设的110 kV和220 kV输电线路经常出现铁塔损坏的现象,为了加固和改造事故线路,需要分析铁塔损坏的原因。  [方法]  介绍了中国1979、1990、2002和2012四个版本规定的输电线路风荷载计算方法,比较了设计风速、风压高度变化系数、体型系数、风荷载调整系数和覆冰风荷载增大系数等主要计算参数的差异,计算了某铁塔节段和导线在四个版本规定中的风荷载。  [结果]  计算结果表明:12规定的设计风速相比79、90和02规定增大5%～10%;79规程中60 m以下铁塔不考虑风振系数的规定严重低估了塔身风荷载;四本规定中110 kV和220 kV输电线路不采用导地线风荷载调整系数的规定严重低估了导地线风荷载。  [结论]  各规定的铁塔和线条风荷载差异的主要影响因素是风速重现期、铁塔或导地线风荷载调整系数,这也是风灾倒塔的主要原因。     

中印输电线路规范风荷载比较

面对越来越多的国外工程设计的需求,了解、熟悉并掌握国外规范及其与国内规范的异同,对于在国外工程中更好地采用国外规范进行设计是很有必要的。从实际工程出发,对印度输电线路规范IS 802和中国输电线路规范GB 50545-2010的风荷载计算进行分析和比较。结果表明,中印规范在风荷载重现期、平均时距、风载体型系数、风振系数以及线路和杆塔风荷载计算值上都有些差别。     

绞合型碳纤维复合芯软型铝绞线在线路增容工程中的应用

  [目的]  为解决某220 kV线路增容问题,在工程设计阶段,对常规导线和多种耐热导线进行综合比选。  [方法]  分析了要求输送容量下各型导线的最高运行温度;对比了机械荷载和导线弧垂变化对杆塔基础的影响;计算了不同导线的电能损耗;分析对比了施工运维和建设难度;从一次性投资和年费用上进行经济分析。  [结果]  结果显示:在满足输送容量和导线允许温度的情况下,常规导线方案需全线拆除并新建杆塔和基础;各型耐热导线弧垂和荷载均满足原线路设计条件;常规导线和绞合型碳纤维复合芯软型铝绞线的年费用较低,运维相对便利。  [结论]  绞合型碳纤维复合芯软型铝绞线综合性能较优,适用于利用已有线路杆塔实现线路增容的场合,尤其是在城区或近郊等新建杆塔较为困难的地方。     

中美钢烟囱规范风荷载计算比较和研究

锅炉钢烟囱属于高耸结构,风荷载计算在结构设计中起着关键作用。针对中美钢烟囱规范存在的差异,从基本风速、顺向风荷载计算和横向风振判断3方面进行了比较和分析;并以两个工程实例进行了风荷载计算结果比较。比较结果显示:两国规范的基本风速不能混用需进行换算,换算比值取1.45较为合理,按此比值计算得到的顺向风荷载基本一致;针对同一工程案例,两国规范判断横向风振结果可能会不同,结构风荷载设计值也会不同;为保证涉外项目的安全性,应使结构均满足两国规范相关要求。     

八地脚螺栓柔性塔座板承载力研究

  [目的]  随着输电线路的荷载越来越大，为了满足受力要求，铁塔与基础的连接型式广泛采用八地脚螺栓柔性塔座板，现有规范体系对该型式塔座板的相关计算方法尚无规定，故需对承载力进行研究。  [方法]  通过理论分析、数值模拟和真型试验等方式对八地脚螺栓柔性塔座板的承载力进行了研究。  [结果]  研究表明:受拉状态下底板应力呈非均匀分布状态。  [结论]  提出了全新的计算方法，对工程设计具有一定的借鉴意义。     

基于固定翼无人机激光雷达点云数据的输电线路三维建模与树障分析

  [目的]  针对当前输电线路树障巡检周期长、作业强度大、无法保证巡检结果客观性与完整性的问题,提出了一套基于固定翼无人机三维激光点云数据进行输电线路三维建模及树障隐患智能识别的方法。  [方法]  通过固定翼无人机搭载三维激光扫描仪获取输电线路点云数据,提取点云中电力线点并模拟出完整电力线,计算电力线与电力线保护区范围内植被的欧式距离,将计算的结果与电力线安全规范比较得到树障点或预警点等信息。  [结果]  试验结果表明:自动拟合的电力线误差较小,满足树障检测的要求。  [结论]  研究方法可自动、快速、完整地提取电力线,且提取精度满足树障检测的精度要求,可大幅提升现有输电线路树障隐患检测的质量与效率。     

新型单根大截面导线在输电线路的应用研究

  [目的]  为解决重载的220 kV输电线路损耗较大的问题。  [方法]  基于现今大截面导线技术与新材料的发展,提出了在重载的220 kV输电线路采用新型单根大截面导线以取代常规双分裂的导线型式的技术构想。重载的220 kV输电线路采用新型单根大截面节能导线,可以极大的节省电能损耗,降低年费用。  [结果]  以输送容量较高的塔峰-临武220 kV新建线路工程为例,对比分析了新型大截面单导线与常规双分裂导线在电气、机械特性等方面的技术差异,并采用年费用法评价了经济性。  [结论]  计算结果论证了在重载线路采用新型大截面单导线取代双分裂导线的技术方案的可行性,为大截面导线的推广应用提供了参考。     

涉外锅炉钢结构的风荷载计算及分析

在锅炉钢结构设计中,基本风速或基本风压是确定设计风压值的基础,如果基本风速或基本风压取值不正确,会导致设计的结构不安全或不经济。基于不同国家规范如何进行风速的换算及设计风压如何取值是目前涉外项目风荷载计算的关键问题。以特里尼达和多巴哥余热锅炉项目为例,对美国UBC97规范与中国荷载规范基本风速的含义和设计风压表达式进行了对比,给出两规范下风速换算和设计风压的计算过程。结果显示,UBC97规范的基本风压值是中国规范的基本风压值的1.442倍,而前者的设计风压值则是后者的设计风压值1.52倍。     

中国与印度规范风荷载计算分析比较

面对越来越多的国外工程设计的需求,了解、熟悉并掌握国外的一些规范及其与国内规范的异同,对于在国外工程中更好地采用国外项目要求的规范进行设计是很有必要的。本文从实际工程出发,对印度风荷载规IS875（Part 3）-1987和中国《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）的风荷载计算进行分析和比较,可知两者有一定差异。     

输电线路带电跨越封网施工用绳索的选型算法

  [目的]  为解决承载索在输电线路带电跨越封网施工过程中因选型不合适而发生断线的问题,基于架空线机械性能力学计算方法,提出了一种承载索的选型算法,使施工安全且高效。  [方法]  首先,对绳索材料的抗拉强度、伸缩率和单位长度重量进行对比,确定了承载索的材料,即迪尼玛绳;然后以架空线空间力学平衡方程为基础,推导了承载索的力学计算模型;最后,通过力学计算模型提出了承载索的选型算法。  [结果]  以阿克苏库车750 kV变电站送出工程为实例,运用承载索选型算法选出的承载索满足施工要求。  [结论]  验证结果表明提出的承载索的选型算法可行,可为实际应用提供指导。     

台风区海上风电基础结构设计可靠度初步分析

  [目的]  广东省是台风多发地区,但是目前无论是海上风机支撑结构设计国际标准还是我国即将发布的规范都没有明确考虑台风的影响,目标可靠度(失效概率)是未知的。另外,我国规范对不同荷载采用了不同的分项系数,不便于一体化设计的实施。  [方法]  比较了即将发布的海上风机基础设计规范和国际标准的异同,并分析了在不同荷载效应变异系数、效应比和相关系数的情况下我国规范的目标可靠度,以及基于给定的目标可靠度,计算分项系数在上述不同情况下的取值选择。最后,给出了计算等价单一荷载效应分项系数的方法。  [结果]  结果表明:相同的分项系数和组合系数在不同的情况下目标可靠度变化较大,随着变异系数从0.2增大到0.6,可靠度指标将降低0.5～1.0。  [结论]  建议根据《工程结构可靠性设计统一标准》选择3.2为目标可靠度,分项系数和组合系数根据当地不同的环境条件确定。     

中美混凝土道路设计、计算与比较

目的 为了找出采用中美两国规范在混凝土道路结构计算上的差异,寻求在混凝土道路结构计算问题上中国规范替代美国规范的可能性,使得中国规范能够在世界范围更广泛地应用。 方法 通过中美两国规范混凝土道路设计的理论原理、设计过程的比较,再分别采用中国规范和美国规范的方法来计算同一个工程例子,比较设计结果,得出结论。 结论 经过比较发现,按中国规范和美国规范计算得出的结果很接近,中国规范相对更保守一点,更有利于提高混凝土道路的寿命。 结论 在国外项目的设计中,混凝土路面结构的计算中国标准可以代替美国标准,我们可以大胆地使用中国规范,让中国规范走向世界。     

新型海上风电基础结构空间三维数值模拟研究

  [目的]  为迎对海上风电快速发展的趋势,亟需开发新型海上风电基础结构形式以满足大水深和深厚软基的设计需求。  [方法]  结合某海上风电工程基础设计为算例,以PLAXIS 3D大型有限元软件为平台,对一种新型大直径钢圆筒组合导管架风机基础结构进行空间三维弹塑性数值模型分析研究,采用合理可行的本构类型以及简化形式模拟风机基础的整体稳定性,考虑钢圆筒与土体之间的共同作用,分析风机基础的内力与位移;再用ANSYS软件建实体模型计算极限荷载工况下各构件的应力。  [结果]  研究结果表明:新型组合式风机基础内力和位移均可控,在理论上可适用于软基和深水区海上风电场建设。  [结论]  分析结果对今后新型海上风电基础结构的开发与研究具有一定的参考意义。     

集约式海上换流站电气应用技术研究

  目的  深远海大规模海上风电送出会选用大容量风机和66 kV集电系统,风机具备直接接入海上换流站的条件,从而可以取消海上升压站,实现集约式设计。针对集约式海上换流站需要关注的电气关键技术点开展初步研究。  方法  在现有海上风电柔性直流输电技术的基础上,通过研究集约式海上换流站的主回路拓扑结构、核心电气设备选择和平台布置方案优化,对电气关键技术点给出了切实可行的技术方案。  结果  随着海上风电66 kV集电系统的逐渐普及,集约式海上风电柔直送出将成为以后的主流设计方案。针对集约式海上换流站的电气关键技术点给出了具有指导意义的研究结论。  结论  集约式海上换流站相比传统海上换流站具有明显的技术优势,形成的研究结论可以为后续深远海大规模海上风电送出项目的方案设计和实施提供技术支持,具有很好的示范应用前景。     

燃煤电厂锅炉最低稳燃负荷估算方法

目的  项目实施前需要预评价燃煤电厂灵活性运行的性能,其中包括锅炉最低稳燃负荷技术指标的预测。原有的经验和算法不能满足电厂灵活性评价需求,需结合目前设备能达到的性能指标,拟定新的锅炉最低稳燃负荷的半经验计算曲线。 方法  结合文献资料与工程经验,选取与稳燃指标关联性强的参数,采用统计和回归的方法,拟合出半经验计算曲线。 结果  以煤的挥发分V_daf、燃烧器总出力裕量系数φ作为自变量,并结合最小点火能量的统计分析值,可得到锅炉最低稳燃负荷的理论指标。 结论  新的计算曲线以工程资料可获得的已知参数作为输入,可相对精确地测算出不同条件下锅炉最低稳燃负荷的理论值,与实际运行试验数据吻合,可作为工程设计的工具。     

海上风电场孤网状态下的备用柴油发电机方案研究

  [目的]  为保障海上风电场孤网状态下的安全可靠运行,对备用柴油发电机组的配置方案与运行方式进行了研究。  [方法]  通过对孤网状态下的电气负荷、无功过电压、短路电流、谐波及保护整定进行分析,来验证备用柴油发电机组配置方案的合理性。  [结果]  研究表明:在文章给定的案例下,配置额定容量为1.2 MW的备用柴油发电机及2 Mvar的电抗器时,在运行维护的工况下,一半风机接入孤网时可满足风机和海上升压站的负荷需求和电压要求,也满足35 kV海缆无功需求。同时,为了避免谐波谐振,不推荐孤网备用柴油发电机组为风机提供偏航电源。对于柴油发电机组升压变压器、海上升压站接地变兼站用变,推荐采用复压过流作为主保护。  [结论]  配置方案为研究海上风电场孤网运行方案提供了思路。     

深度调峰工况下锅炉过量空气系数对炉内温度影响的分析

  [目的]  为了分析火电机组超低负荷运行工况下过量空气系数对于炉膛燃烧稳定性的影响,更好地指导机组参与调峰。  [方法]  通过深入分析锅炉运行和炉内传热机理,以炉膛出口烟温表征炉内燃烧温度,并作为燃烧稳定性的指标,在MATLAB/SIMULINK中搭建炉膛出口烟温模型。以某300 MW火力发电机组为例,首先选择几个典型工况点采用相似性求解方法计算炉膛出口烟温与锅炉厂家给出的设计数据进行比对,检验计算方法基本正确之后代入超低负荷运行参数,计算深调峰工况下不同过量空气系数对应的炉膛出口烟温。  [结果]  仿真结果表明:模型算得炉温与锅炉厂家给出的设计数据对比,计算误差小于±15 ℃,计算方法基本正确,可以将其应用于超低负荷工况计算。  [结论]  随着负荷的降低,使炉膛出口烟温达到最大值的最优过量空气系数逐渐增大。因此在超低负荷运行工况下,可在一定范围内适当增大过量空气系数以提高炉膛出口烟温,进而提高锅炉燃烧的稳定性,并且过量空气系数小于2.0时,数值越大炉膛出口烟温越高。