架空输电线路三相导线间安培力分析

为建立合理的导线有限元计算模型,从基本电磁场理论出发,推导了三相输电线三角形排列时安培力大小的通用计算表达式,画出了导线成等边三角形排列时安培力方向随时间变化的轨迹图.将常用参数代入所得公式,计算出安培力的数量级为10-2.由于导线质量较大、安培力较小、导线舞动频率与电网电流频率相比很低等原因,导线之间安培力的作用对导线舞动的激励可以忽略,在有限元计算模型中可不计及其作用.     

架空输电导线机械起舞受力与频率关系的理论计算

导线舞动严重威胁输电线路正常工作,为了更深入研究架空输电导线舞动运动规律,根据输电导线舞动时导线做椭圆运动特点,计算得到利用机械数控设备模拟输电导线舞动时需要的力与频率和振幅的关系,绘制出架空输电导线舞动时所需外力与频率变化关系的曲线图,计算了档距100 m的单导线和双分裂导线在舞动频率从0.1 Hz变化到1 Hz范围时所受的外力大小。计算结果为利用人工机械的方法使架空输电导线产生椭圆轨道舞动提供理论依据。机械数控设备模拟输电导线舞动可以测量输电导线舞动时耐张串的扭转情况。由于条件所限,尚未完成耐张串扭转角的测量工作。     

导线舞动时输电铁塔承载性能及破坏模式分析

为确定舞动荷载作用下杆塔受力及破坏模式,分别建立了500 kV舞动事故线路段连续7档导线—绝缘子模型和塔线体系模型,采用驻波法作为导线舞动激励,计算了不同工况下的导线张力、挂点不平衡张力和垂直荷载。当耐张塔两侧导线不发生一阶舞动时,导线舞动幅值相对较小,产生的纵向不平衡张力小于设计规范规定的断线张力,耐张塔不会发生破坏。发生一阶舞动时,不平衡张力超过断线张力取值,舞动相横担下截面斜材首先会出现应力超限情况,从而导致横担发生破坏,分析确定的铁塔破坏模式与现场破环形式一致。塔线模型与导线—绝缘子模型计算得到的导线张力和不平衡张力峰值较为接近。双挂点塔线模型计算得到的横担主材轴力与单塔模型基本一致,斜材轴力相差约0.2%、8%和2%。     

输电线路导线舞动及防舞措施

分析高压输电线路导线舞动发生的因素：导线覆冰、风激励及线路结构与参数的影响。根据舞动发生的因素提出相应舞动防治措施：线路避开易舞动的区域、提高线路系统抵抗舞动的能力及拟制舞动措施。介绍陕西电网线路舞动的基本情况及采用的防舞措施。     

输电线路导线舞动轨迹监测分析

为预防舞动灾害,研究了输电线路舞动轨迹的监测。采用加速度传感器来监测输电线路导线舞动轨迹,利用获取的导线加速度数据通过Matlab模拟仿真来还原得到的导线舞动轨迹。该监测方法基于舞动过程中位移、速度的边界条件,通过获取直流分量,重新标定积分基线,解决了加速度信号中的直流分量致使积分基线偏移最终导致模拟轨迹发散的问题。经分析计算可得:传感器随导线舞动扭转是客观存在的,传感器扭转不会对舞动频率造成影响,只会造成模拟舞动幅值误差。通过数学分析解析,提出了利用加速度分解合成关系,推导出转换公式来消除传感器扭转引起的误差。通过模拟舞动实验,对比实际舞动轨迹,结果表明所提出的测量舞动轨迹的方法是有效可行的。     

河南电网500kV同塔双回线路舞动事故分析计算

为预防、治理500 kV线路的舞动事故,采用外加载荷激励的方式模拟导线舞动的产生,建立了简化的导线舞动数学模型,并对500 kV线路进行了动态仿真计算。基于建立的舞动仿真模型,分析了导线档距和舞动峰峰值对导线舞动过程中的最小相间距离和耐张串绝缘子的最大动态载荷的影响规律。结果表明:导线档距对两者的影响相对较小;而随着舞动峰峰值的增加,最小相间距离呈减小趋势,耐张串最大动态载荷呈线性增加的趋势。考虑舞动峰峰值约4.5 m时,最小相间距离仍有较大的安全裕度,而耐张串最大动态载荷相对静态载荷的放大倍数达到了1.55。耐张塔长时间承受导线舞动的巨大冲击力,是导致耐张塔横担受损的重要原因。     

有功不平衡下计及低频减载影响的输电线路过载热保护

由于内外部扰动引起的有功不平衡,系统频率和线路电流会出现明显的波动、过渡及恢复过程,需关注系统状态恢复过程中的导线热力安全,采取合理的保护策略。分析了电网有功不平衡下电流和频率的动态特性,研究了不同低频减载方案对频率恢复速率和导线温升过程的影响,提出了电网有功不平衡下计及低频减载影响的输电线路过载热保护策略。通过IEEE39节点系统仿真测试,验证了所提策略的有效性。仿真结果表明:不同类型的大扰动下,不同的低频减载布点位置和数量以及低频减载整定方案对导线温升响应的影响及延迟过载热保护动作时间的效果不同。所提出的输电线路过载热保护能够最大限度地挖掘线路耐受事故过负荷的能力,在兼顾系统频率恢复的同时,避免线路温升越限出现新的连锁故障。     

输电线路导线舞动荷载分析

对三种舞动幅值的计算方法进行比较,提出采用气象系数法确定导线各个舞动阶次的幅值.以正弦驻波作为导线舞动激励,分别采用线长法、能量法和有限元法(finite element analysis,FEA)计算孤立档导线舞动张力变化值:线长法与有限元法计算结果基本一致;能量法计算值小于线长法和有限元法,舞动半波数为奇数时,其计算值为其他方法计算值的40%-50%.通过在通用有限元软件ANSYS中建立包含2个独立耐张段和1个独立耐张段的连续多档有限元模型,分析不同档数下耐张塔和直线塔两侧导线舞动张力差的变化规律.分析结果表明:当数不小于4时,档数变化对铁塔两侧导线舞动张力及张力差的影响不大,耐张塔挂点张力差可取两档模型理论计算值的50%;相同档数时,直线塔舞动张力差为耐张塔舞动张力差的12%～25%.基于舞动张力分析结果,提出了杆塔舞动荷载的计算方法.     

覆冰导线舞动特性及其引起的导线动态张力

建立了覆冰导线舞动的三自由度物理模型,采用Fluent软件对覆冰导线的空气动力参数进行了数值仿真,在此基础上利用Simulink仿真模块进行了覆冰舞动的动态模拟,得到了覆冰导线舞动的基本特性。根据舞动引起的导线长度变化,计算了舞动引起的导线张力变化,分析了舞动幅值、半波数及线路档距等参数对张力变化量的影响。结果表明:舞动达稳定状态时,垂直方向和水平方向振动波形近似为简谐波;舞动轨迹近似斜椭圆;导线水平张力、悬挂点竖向张力分量变化量都随着舞动幅值增加、档距缩短、弧垂增加而增大;单个半波的舞动导致的导线张力变化范围最大,最易使导线损伤;舞动半波数的奇偶性对张力变化百分比有较大影响。     

短路计算中并联电容以及充电功率的影响研究

从理论上分析了并联补偿电容和线路充电功率对短路电流计算结果的影响,选取某地区电网"夏大方式"的计算模型和数据进行了仿真分析。仿真结果表明,计及并联电容、充电功率的影响时,短路电流的计算结果均会偏小,验证了理论分析中所得的变化规律。分析并找出本地区计算结果偏差比较大的厂站及偏差原因。最后建议各个电力部门在进行电网规划、运行时要注意协调配合,避免进行短路电流计算时未考虑并联电容或充电功率导致计算值偏于乐观而导致实际运行中短路电流水平超标现象,提升了短路电流理论计算值与实际运行值的契合度。     

500 kV双回路垂直排列紧凑型输电线路电磁环境

500 kV双回路垂直排列紧凑型线路主要应用于限宽、限高条件下的双回输电线路建设.针对500 kV双回垂直排列紧凑型塔压缩相间距离和回间距离后电磁环境水平未知,且主要应用于人口密集地区,电磁环境要求高的情况,对该塔型的工频电场、可听噪声和无线电干扰进行了计算和分析.与常规塔型比较,得出了该新型塔电磁环境指标满足设计规程要求并较优的结论;同时对影响电磁环境的因素进行了研究,为优化设计方案提供依据.     

110kV同塔六回输电线路电磁环境研究

为了给110 kV同塔六回输电线路的建设和运行提供工程指导,深入研究了输电线路下方的电磁环境;在Matlab环境下,建立110 kV同塔六回线路模型,编程计算不同相序布置方式下的工频电场强度、工频磁感应强度和无线电干扰值,分析不同的相序布置对输电线路电磁环境的影响;验证了工程中采用的经验布置方式是较优的相序布置方式,并通过遍历所有的相序布置方式,找到了理论上最优的相序布置方式。     

500kV同塔四回路生态环境影响分析

分析了500 kV同塔4回路传输线的电磁场及其对生态环境的影响。首先分析了传统的等效电荷法及其缺点,在此基础上构建了500 kV同塔4回路传输线电磁场的二维有限元模型,利用该模型可准确分析500 kV同塔4回路传输线周围的电磁场强度。针对2种常见的同塔4回路塔型(垂直塔和水平塔),分别选取4种相序排列加以分析。分析结果表明,500 kV同塔4回路全相序逆排列能明显降低其电磁场对生态环境的影响,分析结果为传输线路的规划和设计提供了参考。     

高压巡线机器人电磁导航系统研究与设计

为提高架空高压线路故障检测效率,研究并实现了高压巡线机器人自主巡检作业新方法,即巡线机器人在PC104硬件系统和嵌入式软件系统平台上分析处理输电线图像数据对其进行故障检测。基于电磁检测的导航系统由横竖两方向多方位的电磁传感器阵列组成;PC104采用相对值检测方法,根据高压输电线路周围磁场的感应电压跟半径的反比例关系原理,比较传感器阵列输出的系列模拟电压值来判断机器人相对输电线路的姿势并识别线上障碍;针对电磁导航系统信号特点,研究MATLAB数字滤波器优化设计方法;设计出IIR滤波器对经过放大的信号进行处理,研究并实现了PC104的IIR优化算法。仿真结果和现场试验证明,基于IIR滤波的巡线机器人电磁导航系统结构简单、效果显著。     

采用六相输电技术优化双回高压输电线路电磁环境的研究

随着输电线路电压等级的提升,特高压线路电磁环境问题已成为决定其杆塔尺寸的主要因素之一。文中对1 000 k V特高压双回线路和六相578 k V线路的电磁环境进行了计算和比较,结果显示采用同样的塔头和呼高情况下,六相线路的电磁环境优于三相线路。文中还研究了六相线路电磁环境随呼高的变化规律,地线及距地面最高的两根输电线的表面场强随呼高降低而降低,其余导体表面场强随呼高降低而增加;线路下方地面附近工频电场强度、无线电干扰及可听噪声均随着呼高的降低而增加。相比于同等相电压等级的三相线路,其导线表面电场强度更小。因此,六相输电可有效改善双回交流线路的电磁环境。     

架空传输线在电偶极子激励下的瞬态电磁响应

利用电磁拓扑学,将电偶极子产生的电磁场与架空传输线的电磁耦合问题进行拓扑分解,推导出用于同时求解传输线瞬态电压响应和空间电场的BLT方程.推导过程中引入电场的分量形式以解决入射场的方向性,考虑了传输线中差模电流和共模电流的辐射,并计及了由传输线初始状态引起的零输入响应.利用本文结果可有效地计算外部电磁场与传输线的耦合问题.     

Study on Electromagnetic Environment of AC-DC Hybrid Transmission Lines

With the expansion of electricity demand,transmission corridors are becoming scarce.AC and DC circuits running parallel to each other and sharing the same right-of-way or even the same tower become a possible option.Due to the existence of the adjacent line,space electromagnetic field and corona of another line may be changed.Different characteristics of two line types make the electromagnetic field of transmission corridors become more complex.Hybrid line is viewed as a whole.The calculation contains surface gradient,ground level electric field,radio interference and audible noise.Interaction between the two line types is considered.The calculation results show that the interaction is mainly concentrated in the inner corridor.In the role of DC electric field,AC electric field is no longer symmetrical and ground level electric field is significantly enhanced.Under the negative DC voltage,the positive corona of the waveform is significantly strengthened,and it is inhibited under the positive DC voltage.It is better to erect the positive DC line near AC line.     

基于BLT方程的电磁干扰建模

为了解决场线耦合下传输线负载端响应问题,基于BLT方程建模思想,利用电磁拓扑概念中的管道和节点概念构建了计算的物理模型;利用场线耦合、传输线理论结合叠加原理推导了线上负载干扰的计算方法;利用辐射场空间传播、传输线散射理论结合叠加原理推导了空间场的计算方法;对节点处的电压方程进行合并、整理得到了类似BLT方程的矩阵方程。计算结果表明,该分析方法不仅可计算传输线负载响应,还可计算空间电磁场。与其它论文计算结果的比较证实其模型、推导、计算的正确性。     

三相交流输电线路的电磁环境(一)

本文定量分析计算三相交流输电线路正常运行工频电、磁场对周围环境影响,以及产生电晕时对无线电接收的干扰影响。并分析在输电线路短路状态下其电磁场对周围环境的影响。     

高压输电线路工频电磁环境

针对目前日益突出的输电线路电磁环境问题,研究了输电线工频电、磁场的产生,分析方法,影响因素,限值以及降低工频电、磁场的措施,并提出了缓解因输变电工程电磁环境所引起的环保问题的对策。