1000kV特高压山区单回路输电塔风振特性研究

1000kV特高压单回路输电塔属于风敏感结构,风与结构的相互作用十分复杂,风荷载常常是设计的主要控制荷载之一。以某1000kV单回路塔为研究背景,获得了结构的自振动力特性。基于随机振动理论推导了铁塔的风振系数计算公式,研究了垂直线路方向和顺线路方向的振型模态,同时分析了结构各层的风振系数分布特点,并与设计规范进行对比,得出特高压单回路输电塔风振系数计算的经验公式。通过研究,揭示了1000kV特高压单回路塔的风致振动特性,结果可作为特高压铁塔结构抗风设计的参考。     

输电塔线耦联体系风洞试验及数值模拟研究

为研究输电线路的风振响应,以某500 kV送电线路为工程背景,设计了三塔两线完全气弹模型并进行了风洞试验。利用有限元分析软件ABAQUS建立了三塔两线模型,计算了该线路在随机风场中的动力响应,探讨了塔线体系耦联振动特性。研究结果表明:输电线的存在增加了塔线体系的背景响应,增大了塔线体系的阻尼,降低了共振响应;挂线后塔线的耦联作用对输电塔加速度和位移造成了不同的影响。高风速下输电塔响应和输电线响应的功率谱密度会出现能量交叉,塔线之间的耦合作用大大加强,这极有可能导致塔线的耦联共振作用。因而进行输电杆塔设计时,需考虑塔线之间的耦联振动对输电塔响应所带来的不利影响。     

1000kV特高压双回输电塔风振系数研究

以淮南—上海1 000 kV交流特高压输电线路中的某一特征段为工程背景,在Matlab中运用谐波合成法编制了空间相关的风速时间历程模拟程序,结合随机振动理论对输电塔线体系进行时程动力分析,计算出了输电塔的风振系数,并将时程分析计算的结果与《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》以及《高耸结构设计规范》得出的风振系数进行了综合对比分析,为将来该类输电塔的抗风设计给出了合理化建议。     

国内外输电塔风荷载技术标准比较分析

随着海外工程设计项目的日趋增多,设计人员了解、熟悉并掌握国内外规范间的异同显得尤为重要。将我国输电线路规范与美国ASCE规范、日本JEC标准、欧盟EN规范、国际标准IEC规范进行对比,重点分析了风压高度变化系数、风荷载体型系数、风荷载调整系数(风振系数)等相关参数的计算取值。对比分析结果表明,国内外规范在基本风速、风压高度变化系数、风荷载体型系数、风荷载调整系数(风振系数)、角度风荷载计算方法等方面存在差异。分析结果可供输电工程设计技术人员提供参考。     

海岛大跨越输电塔线体系风振响应及风振系数北大核心CSCD

以2020年"黑格比"台风中倒塔的海岛大跨越塔线体系为研究对象,分析了"黑格比"台风对洞头海岛电网的影响,采用Ansys建立了裸塔及塔线体系的有限元模型,分析了裸塔和塔线体系的动力特性。其次,结合现有规范开展了输电塔线体系风荷载静力加载及脉动风速时程拟合方法研究,分别开展了0°、90°等风向角下静力分析和动力时程分析,得到了裸塔、塔线体系中输电塔位移、主材应力静载响应和风振响应,不仅对比分析了裸塔、塔线体系输电塔的风荷载静载效应与考虑脉动风的风振响应,还对比了不同风向角对输电塔风载效应的影响。此外,还采用频域分析方法开展了输电塔风载效应的功率谱分析,进一步揭示了脉动风的荷载效应及导地线的耦合效应。最后,基于输电塔位移响应开展了裸塔、塔线体系输电塔的位移风振系数分析。研究及其相关结论对今后开展输电塔抗风设计、加固具有重要的参考价值。     

海岛大跨越输电塔线体系风振响应及动力失稳分析

跨海输电塔线体系具有铁塔高、跨度大、风速大、恢复困难等特点,是岛屿电网的关键薄弱位置,尤其受台风等灾害天气影响严重,为进一步认识跨海输电塔线体系的风振响应特点和强风作用下的铁塔风致失稳特征,以温州洞头某线路典型跨海段（耐—直—直—耐）线路为研究对象,采用ABAQUS软件建立该跨海段两塔三线有限元分析模型。首先分析导线、裸塔及塔线体系的动力特性参数,然后开展不同风向角下的风振响应分析及位移风振系数计算,最后,采用增量动力分析方法（incremental dynamic analysis,IDA）模拟强风作用下考虑塔线耦合效应的铁塔非线性倒塌过程。研究表明：大跨越导线、地线对输电塔在不同风向角下的风振响应影响存在差异,0°风向角下,大跨越导线、地线增大体系的阻尼,降低风振响应;90°风向角下,大跨越导线、地线在横向风作用下产生较大面外位移,增大塔线体系的风振响应;强风作用下,输电塔斜材相较于主材更容易发生动力失稳,引起结构内力重分布,使得塔身中上部受力集中,最终导致输电塔发生渐进式倒塌。     

1000 kV特高压山区单回路输电塔风振特性研究

1 000 kV特高压单回路输电塔属于风敏感结构,风与结构的相互作用十分复杂,风荷载常常是设计的主要控制荷载之一.以某1 000kV单回路塔为研究背景,获得了结构的自振动力特性.基于随机振动理论推导了铁塔的风振系数计算公式,研究了垂直线路方向和顺线路方向的振型模态,同时分析了结构各层的风振系数分布特点,并与设计规范进行对比,得出特高压单回路输电塔风振系数计算的经验公式.通过研究,揭示了1 000kV特高压单回路塔的风致振动特性,结果可作为特高压铁塔结构抗风设计的参考.     

基于高频天平测力试验的特高压输电塔等效风荷载研究

以建设中的向家坝—上海、锦屏—苏南±800 kV特高压直流输电线路工程为背景,针对输电塔风致响应复杂的特点进行高频天平测力试验。利用高频动态测力天平基本原理,考虑输电塔截面收缩的影响,给出输电塔气动模型的模态修正系数;并对输电塔等效风荷载进行研究,分别计算了输电塔的背景响应和共振响应。计算结果表明,基于高频天平测力试验的修正振型法能较好地计算输电塔结构的风振响应及等效风荷载,是对高频天平测力试验局限性的一种可靠方便的扩展。     

浙江特高压交直流混合系统规划及落点方案

在全国特高压电网规划及浙江电网规划的基础上,从浙江省电力电量预测和电力平衡的基本情况出发,分析特高压交直流站的供电区域、规划落点及其合理性,提出特高压浙中、宁东落点后的浙江主网优化调整方案,并对浙江特高压交直流混合系统的不同落点方案进行技术经济比较和分析。     

1000kV特高压同塔双回输电线路塔线耦联体系地震模拟振动台试验研究

为研究地震荷载下输电塔-线体系动力相互作用,以某特高压输变电工程的1000kV同塔双回输电线路为原型,进行了三塔两线缩尺模型振动台试验。探究了不同形式下的输电塔动力特性的变化规律以及地震荷载作用下导、地线非线性振动对特高压输电塔的影响,一定程度上获得了塔线体系振动过程中输电塔与地线的能量分布规律。研究结果表明:输电线对输电塔自振特性影响较大;地震作用下导、地线的非线性振动能够耗散掉部分能量,起到减震作用;地线动应力变化属于一种以塔头振动为激励源的受迫振动,其频谱峰值远离自身基频,与激励密切相关,较为接近塔体振动频率。     

大跨越输电塔线体系有限元建模

以舟山大跨越输电塔线体系为工程背景,分别采用等效刚度空间梁单元、杆单元、悬链线索单元对输电塔、绝缘子和输电线进行了模拟,建立了塔线耦合体系的空间有限元模型。建模过程兼顾了模型的准确性和计算效率,重点阐述了悬链线索单元在输电线模拟中的应用。以此为基础,通过时域分析方法对塔线体系的动力特性和风振响应进行了计算。     

橡胶铅芯阻尼器控制下输电塔风振响应研究

以云广±800 kV 特高压直流输电工程为研究背景,结合工程的特点,研究了橡胶铅芯阻尼器控制下输电塔的风振响应。将橡胶铅芯阻尼器平行于角钢并联安装于塔架上,对其具体构造进行了初步设计。采用时程分析方法,针对4 种阻尼器布置方案计算了单塔和输电塔-线体系的风振响应。结果表明：采取塔头横担以上部分边缘杆件加阻尼器的措施减振效果最好。动风作用下塔-线模型的减振效果略好于单塔模型,在计算输电塔风振响应时,应当采用输电塔-线体系的模型。     

基于特高压仿真系统的培训项目开发与研究

基于特高压仿真培训系统的功能和特点,探讨适用于特高压运行、检修等专业人员的培训项目开发与研究。将不同技能层次的参培人员划分为新进、熟练、优秀三种类型,针对性开发和实施认知、提高、升华三种类型的培训项目,最后举例说明培训项目的有效性。     

特高压静止移相器应用的电磁暂态仿真分析

移相器(也称相角调节器)作为一种控制输电潮流的有效手段,目前在国外超高压电网中已得到广泛应用。我国尚未采用移相器技术,对其电磁暂态问题的研究也鲜见报道。本文提出采用晶闸管分级投切方式的特高压静止移相器的设计方案,使用EMTP电磁暂态仿真工具,以典型电网为例分析了移相器对特高压线路稳态运行电压、工频过电压及操作过电压等问题的影响。结果表明,特高压线路装设移相器后,线路末端稳态运行电压与不装设移相器相比有小幅升高。特高压移相器的合闸、分闸及移相器所在线路的单相重合闸操作过电压均在标准允许范围内。研究结果可为今后开展超/特高压电网移相器应用研究提供借鉴。     

500 kV新崖门大跨越输电塔结构设计

介绍了500 kV 新崖门大跨越输电塔的工程概况。给出了大跨越输电塔静力计算的设计原则,比较了大跨越输电塔有电梯井筒与无电梯井筒时的动力特性,分析了新崖门大跨越与原崖门大跨越之间的刚度差异,计算了大跨越输电塔的风振系数。给出了大跨越输电塔的节点构造、地脚螺栓、休息平台以及走道等细部设计。大跨越输电塔的设计方法可以作为同类大跨越输电塔的设计参考。     

基于非线性回归分析的特高压直流线路杆塔质量计算

在输电线路设计方案比选及优化中,需要随时调用杆塔费用指标(或杆塔质量指标)。通常估算杆塔质量(下称塔重)的方法是在已有施工图设计塔重的基础上,只对塔型的一种呼高进行计算,而同一型式的其他呼高或另外荷载条件下的塔重,则用公式近似估算,其误差大,操作繁琐,因此需提出简单实用的新型塔重估算模型。采用"±800kV铁塔典设"的塔型塔重作为数据样本,以非线性多元回归分析理论为依据建立数学模型,使用仿真软件Matlab对样本数据进行计算和分析,从而得到铁塔质量与杆塔呼高、荷载条件等的数学关系式。由该式得出的估算塔重结果分别与实际典设塔重和哈郑线设计标段总塔重作比较,其误差小、精度高、实用有效,对于设计方案比选及优化是可以接受的。     

“皖电东送”工程特高压钢管塔设计总结及建议

"皖电东送"工程是我国首条1000kV交流同塔双回特高压输电工程。全线采用钢管塔设计,目前工程已进入铁塔组立阶段。在淮南—南京—上海、浙北—福州和雅安—武汉等交流特高压工程不断推进的情况下,"皖电东送"工程钢管塔的设计经验对后续交流特高压工程的设计具有十分重要的指导意义。总结了"皖电东送"特高压工程在标准化设计方面的成果;收集、整理了施工、加工单位对钢管塔的反馈意见,提出了钢管塔在设计方面值得进一步改进的地方;归纳了钢管塔部分典型节点设计方案,并给出了节点构造尺寸的推荐意见,供后续特高压工程参考。     

海岛输电塔线体系风振响应及易损性分析

以温州洞头海岛3572线新建的单回路猫头塔ZMG32-28.5及其所在塔线体系为研究对象,对输电塔的抗风性能评估展开研究。首先,采用ANSYS软件建立输电塔及其所在塔线体系的有限元模型,开展单塔和塔线体系的动力特性理论分析。随后根据台风风谱,采用谐波叠加法,生成具有台风特性的脉动风速时程。对塔线体系进行风振响应分析,了解塔线体系在设计风速作用下的塔身响应。最后考虑输电塔结构参数和脉动风荷载的不确定性,通过拉丁超立方抽样方法生成了80组塔线体系随机样本;通过谐波叠加法模拟生成80组具有台风特性的脉动风速时程。将塔线体系随机样本与风荷载一一对应组合,进行80组塔线体系的风振响应分析。对风振响应结果进行回归分析,得到考虑塔线耦合效应的输电塔风荷载作用效应函数和塔顶位移响应的均值和标准差值;此外,对生成的80组输电塔随机样本开展了静力弹塑性分析,确定输电塔结构的各极限状态限值和标准差值。基于上述两种分析计算结果,进行了考虑塔线耦合效应的输电塔风灾易损性分析,得到0°（顺线路）、90°（横线路）风向角工况下轻微破坏、中等破坏和倒塌破坏的风灾易损性曲线。研究表明,55 m/s极值风速作用下,横线路...     

输电塔线耦联体系风洞试验及数值模拟研究

为研究输电线路的风振响应,以某500 kV送电线路为工程背景,设计了三塔两线完全气弹模型并进行了风洞试验。利用有限元分析软件ABAQUS建立了三塔两线模型,计算了该线路在随机风场中的动力响应,探讨了塔线体系耦联振动特性。研究结果表明：输电线的存在增加了塔线体系的背景响应,增大了塔线体系的阻尼,降低了共振响应;挂线后塔线的耦联作用对输电塔加速度和位移造成了不同的影响。高风速下输电塔响应和输电线响应的功率谱密度会出现能量交叉,塔线之间的耦合作用大大加强,这极有可能导致塔线的耦联共振作用。因而进行输电杆塔设计时,需考虑塔线之间的耦联振动对输电塔响应所带来的不利影响。     

基于压缩感知的特高压输电塔实时监测系统数据传输方法研究

特高压输电塔形成的强电磁场干扰及所处的野外恶劣自然环境严重影响无线传感器网络的数据传输质量,造成了无线传感网络通信数据溢出、误码率增加等问题,文章以基于无线传感器网络构建的特高压输电塔实时监测系统为基础,对无线传感器网络在强电磁环境下的通信特性进行了研究,提出了一种基于压缩感知理论的低信噪比信道编码传输方法（ LSCC ）,该方法对测量矩阵进行了改进,并在信道删除概率的基础上自适应调整信息发送的比特量,减少重构所需测量值个数。实验验证表明,低信噪比信道编码传输方法降低了特高压输电塔强电磁场引起的信道干扰带来的数据溢出率11．29％,有效地增强了输电塔监测系统的实际应用性能。