山区输电线路跳线风偏状态方程及临界风速研究

为研究山区微地形中的竖向风速对跳线风偏的影响,基于刚性直棒法对导线、跳线及绝缘子串增加竖向风荷载分析,确定跳线处最大风偏位移值作为风偏指标,建立风荷载作用前后跳线静力平衡平面的几何变换关系,提出了考虑竖向风速影响的跳线风偏状态方程。建立半径5 km的地形模型,包含跳线风偏事故地点与微气象站点,采用数值模拟方法将微气象站点风速推演到事故地点风速,获得了考虑微地形影响的跳线风偏闪络事故风速。将事故线路参数及竖向风速代入跳线风偏状态方程,得到跳线风偏临界水平风速,通过与事故风速进行比较验证了跳线风偏状态方程的可靠性。最后根据风偏状态方程分析竖向风速的变化对跳线风偏临界水平风速的影响。结果表明:随着竖向风速的增大,跳线风偏临界水平风速线性减小,当风攻角为20°时临界水平风速可降低16%。考虑竖向风速影响的跳线风偏临界水平风速取值较为安全,建议在山区输电线路跳线设计过程中加以考虑。     

输电线路跳线风偏响应分析及手册计算方法修正

为降低输电线路跳线风偏带来的安全隐患,保证电力传输安全,需要准确估计其风偏动力响应。现有《电力工程高压送电线路设计手册》中的跳线风偏计算方法忽略了风荷载的脉动放大效应,以此设计的线路可能偏不安全。通过建立某高压输电线路有限元耦联模型,采用非线性有限元方法计算了直引、绕引跳线的风偏响应,并与手册计算方法进行了对比分析,指出了手册计算方法的不足。在此基础上,采用等效静力风荷载代替跳线水平风载,通过引入风荷载调整系数β_c来考虑风载的脉动放大效应,对手册计算方法进行了修正。研究结果表明:手册计算方法忽略了脉动风荷载放大效应,会严重低估跳线风偏响应,与有限元仿真结果对比最大误差约37%;修正方法计算得到的跳线风偏响应与有限元结果非常接近。本文提出的修正方法可用于精细化估算跳线风偏响应。     

垭口型微地形对输电线路风载荷影响的分析

风载荷是输电线路设计及运行中需要考虑的重要载荷,输电线路在跨越垭口微地形时风速得到显著提高,风载荷加大。采用ANSYS/FLOTRAN CFD软件对输电线路跨越垭口微地形的空气动力学过程进行数值计算,建立了以垭口微地形的地形参数为基础的数学模型,给出了风载荷的分布规律,并用数学公式拟合,确定了垭口微地形所引起的风载荷的修正系数。通过与现行荷载规范进行分析比较,说明了垭口微地形条件下风速的拟合公式具有更高的精确性,为输电线路的铁塔设计及安全性评价提供了可靠的理论依据。     

新疆大风区输电线路防风措施的分析与研究

由于特殊的地形地貌和气象条件,新疆境内有许多大风区,大风区内的输电线路风偏闪络现象相当普遍,风偏跳闸率高于全国平均水平.强风是造成风偏闪络的主要原因,所以位于大风区的输电线路采取相应的防风措施是非常必要的.结合新疆大风区风速及输电线路参数等因素,对V型绝缘子串、下方防风横担、防风偏绝缘子等防风措施进行了分析和比较,得出了各种防风措施的特点和适用范围,对大风区输电线路的设计有一定的参考价值.     

台风风雨载荷作用下输电线路绝缘子串风偏特性

台风天气常伴随强降雨,风雨载荷极易导致输电线路发生风偏闪络故障,严重影响电网的运行安全和供电系统的可靠性,研究雨载荷作用下输电线路绝缘子串的风偏特性具有重要意义。综合考虑雨载荷的影响,采用模拟圆方法,进行台风关键参数概率分布研究。基于Yanmeng台风风场模型,计算海口市极致风速,采用沅台风风谱模拟台风的脉动风速,计算不同降雨条件下的雨载荷。并通过在ANSYS中建立一塔两线输电线路模型,进行台风风雨载荷作用下绝缘子串风偏的分析。仿真结果表明,在强台风天气下,考虑雨载荷后,绝缘子串的风偏角会明显增大,在极值大暴雨条件下,这种放大作用将会达到13.3%,雨载荷对电气间隙放大效应可达到14.8%。因而在沿海地区输电线路风偏校验中考虑雨载荷的影响,并适当加大横担长度加强绝缘,可显著减小风偏闪络故障率。     

基于多维极值分布的风雨荷载下输电线路风偏放电概率分析

大风天气下通常伴随着降雨,强风雨荷载的冲击会对输电线路可靠性产生不利影响,导致风偏放电事故,对电力企业及用户侧造成重大损失.提出一种基于风速、风向和雨强三维联合分布模型的输电线路风偏放电概率预测模型.首先,以极值风速、极值雨强及其风向角为变量刻画风速、雨强、风向的分布特性,然后,考虑风速、雨强、风向的概率相关性,采用A...     

山区220kV输电线路绕击跳闸率的计算

山区地面起伏比较大,造成雷电多发,大大增加了输电线路雷击的概率。雷电绕击受地形的影响比较严重,使得山区绕击跳闸率的计算比较困难。为此需要对地形进行一些近似,将山区地形分为4种,分别为山顶、沿坡、爬坡和跨谷。在各类地形的前提条件下利用电气几何模型对山区输电线路绕击跳闸率进行推导和计算,特别是对跨谷地形进行了合理近似,量化了该地形下输电线路的绕击跳闸率,证明了跨谷地形的绕击风险相对比较高。以通化地区220 kV输电线路为例,通过故障实例的计算和分析,验证了该绕击计算方法的正确性和可靠性,并比较了输电线路所处地面倾角和地形对其绕击跳闸率的影响。     

山区超高压输电线路绕击跳闸率的探讨

绕击是超高压、特高压输电线路雷击跳闸的主要原因,山区绕击跳闸率计算相对平原更为复杂.为提高线路绕击率的计算精度,提出了改进的电气几何模型,研究了山区复杂地形下输电线路的绕击特性,总结出了包括山顶、山谷、沿坡、爬坡、跨沟等各种典型的山区复杂地形下的计算模型.     

坝陵河峡谷脉动风特性实测研究

利用现场实测方法对坝陵河大桥桥址区峡谷地貌的自然风紊流风特性进行研究,经过对实测数据的统计分析,得到峡谷处的阵风因子、紊流强度、紊流积分尺度以及紊流功率谱函数等强风特性.分析结果表明:峡谷地貌的自然紊流风的阵风因子、紊流强度都要高于平原地貌的值;顺风向、水平横风向和竖向脉动风速沿顺风向x轴的积分尺度的平均值分别为158m、94m和42m;对于顺风向脉动风速谱,Simiu经验公式在低频区高于根据实测数据拟合的结果,而在高频区则要明显小于拟合结果;对于水平横风向脉动风速谱和竖向脉动风速谱,Simiu建议的经验公式以及Panofsk经验公式在整体上要小于拟合结果.     

基于微地形的输电线路覆冰等级判别方法

微地形影响输电线路的覆冰程度,根据典型微地形因子对导线覆冰的影响程度及排序情况,提出一种基于微地形的输电线路覆冰等级判别新方法;建立基于微地形的输电线路覆冰等级判别模型及覆冰对比度模型,定量揭示微地形因子与线路覆冰的关系．现场数据统计分析和实例验证结果表明：该方法不仅能定量判别输电线路的覆冰等级,而且能区分同等级覆冰的电力线路覆冰程度,为输电线路的抗冰和防冰提供了理论依据．     

基于全生命周期相关信息的输电线路状态检修

提出了基于全生命周期相关信息的输电线路状态检修解决方案,以克服恶劣微地形及微气候下冰风荷载的挑战,提高输电线路的抗灾能力.     

环境激励下特高压输电塔线体系气动阻尼的识别

结合±800 kV特高压直流输电线路气弹模型的风洞试验,利用经验模态法、随机减量法及H ilbert变换法识别环境激励下气弹模型的结构参数.研究输电单塔及塔线体系在不同风速下气动阻尼及固有频率的变化特性.结果表明:在环境激励下,结构频率有随风速减小的趋势,而气动阻尼比有明显增加,特别是塔线体系较单塔更为显著;塔线体系的频率及阻尼比较单塔均有提高,阻尼比提高较为明显,随着风速的增加,气动阻尼变化明显,气动阻尼对风振响应的影响应引起重视.     

高海拔地区35kv输电线路勘测设计与施工

高海拔地区由于年平均气温低、无霜期短、气候寒冷等气候因素,地貌形态多山地、高原和岭峰等复杂地质环境,对输电线路的设计与施工造成很大影响.本文根据高海拔地区的气候和地形条件,结合自己在高海拔地区输电线路设计与施工的具体工作实践,提出35kv输电线路的勘测、设计思路,并就施工可能遇到的困难进行分析,提出具体施工方案和方法.     

风速对500kV输电线路绕击性能的影响分析

根据设计规范对线路绕击跳闸率进行计算,计算过程中综合考虑风速的因素,并对考虑风速前后的计算结果进行比较分析,给出了大风区500 kV输电线路防雷击的措施.     

山地环境中500kV输电塔线体系风振响应研究

500kV张恩线作为川渝电网与华中主网联络南通道,线路走廊所涉及的地形以高山大岭和山地为主,以此为工程背景,考虑地形对塔线体系风振响应的影响.基于准定常理论,引入地形对风速剖面的修正,计算输电塔的风振响应和风振系数.对比发现,经过地形修正后的位移风振响应均值较修正前有增大,而地形修正前后的位移响应和加速度响应均方根值变化均不明显.因此,针对复杂的山地环境,输电塔线体系的风振响应分析建议考虑地形的修正.     

基于全生命周期相关信息的输电线路状态检修冰

提出了基于全生命周期相关信息的输电线路状态检修解决方案,以克服恶劣微地形及微气候下冰风荷载的挑战,提高输电线路的抗灾能力．     

微地形和小气候区线路覆冰影响因素分析及工程实例

微地形和小气候参数对电网建设及安全具有重要意义.阐述了覆冰特点及成因,分析了微地形和小气候区线路覆冰事故的特征,提出了防治同类冰灾事故重演的措施,以期对我国远跨距高电压等级输电线路覆冰事故的预防及电力系统稳定、坚强运行提供参考依据.     

新疆大风区输电线路地线悬垂金具磨损分析与治理

由于特殊的地形地貌和气象条件,新疆境内有许多大风区,大风区内的输电线路金具磨损比较严重,是造成输电线路掉串事故的主要原因之一,所以对位于大风区的输电线路金具采取相应的防磨措施是非常必要的.结合新疆大风区某110kV输电线路地线悬垂金具磨损情况,首先建立了大风作用下地线金具串的受力模型,并根据风速的变化对地线金具串进行分阶段受力分析,对挂点金具失去稳定性时的风速进行求解计算,并分析了脉动风对地线金具串稳定性的影响.然后,分析了地线金具串内部连接结构的特点及挂点金具与挂点角钢之间的配合特点,最后通过综合分析研究得出了地线悬垂金具磨损的原因,并提出了相应的治理及预防措施.     

覆冰输电塔线体系风振响应数值模拟

输电塔线体系对风作用敏感,在冻雨区要考虑风和覆冰的共同作用.以常用输电塔5A-ZBC2为基础,综合已有资料,建立了输电塔线体系的覆冰模型.应用随机风振响应分析方法,分析了不同覆冰厚度和不同风速下的输电塔线体系的风振反应.结果表明:风速越大,随着覆冰厚度增加,塔顶位移最大值增大速度加快,脉动风作用效应明显;在较低风速下,随着覆冰厚度的增加,不平衡张力增大很不明显,而在较高风速下,随着覆冰厚度的增加,不平衡张力增加迅速;不均匀覆冰是导致输电线路不平衡张力迅速增加的主要原因;我国电力行业标准中关于纵向不平衡张力的取值偏于不安全,考虑覆冰和风荷载共同作用时应提高断线工况下不平衡张力设计值.     

典型覆冰导线脉动气动力特性及风偏响应

为了研究冰风工况下导线的风偏响应特性,通过刚性模型高频天平测力风洞试验,测定D形和新月形覆冰导线气动力的平均值和脉动值,获得两类覆冰导线的气动力系数随风攻角的变化规律,验证了覆冰导线顺风向脉动风荷载的准定常假定.利用频域计算方法,研究两类覆冰导线的风偏特性.从覆冰导线气动力和风偏特性两方面对我国规范相关规定的合理性进行研究.结果表明,覆冰导线气动力受覆冰形状和风攻角的影响很大;D形覆冰导线在某些风攻角工况下的风偏响应接近大风工况下的裸导线;我国现行输电线路设计规范忽略覆冰形状和风攻角等因素对导线气动力的影响,对导线的阻力系数取单一值,这种规定不尽合理;采用规范风荷载计算得到的覆冰导线风偏响应在大多数工况下偏小.