四分裂新月形覆冰导线的气动绕流特性分析

对一种排列方式的四分裂新月形覆冰导线的气动特性进行了风洞实验测试和数值模拟计算,通过计算结果与实验结果的对比研究,确定了正确合理计算覆冰导线气动特性参数的方法。然后,对另一种工程实际中典型排列的四分裂新月形覆冰导线的气动特性进行了计算。最后,依据舞动机理对两种排列的四分裂覆冰导线的稳定性进行了讨论。结果表明:由于迎风前方导线对气流的屏蔽效应,使得尾流后方导线的气动特性受到影响,稳定性发生较大变化。其中排列方式、初始覆冰角度、覆冰厚度对屏蔽效果影响较大,而在工程中常用的间隔棒跨度的改变对屏蔽效果影响较小。     

输电线路覆冰导线气动特性仿真研究

线路覆冰舞动是输电线路因为导线不规则覆冰后在风的激励作用下发生的一种大幅度低频振动。线路覆冰舞动会给输电线路造成严重损害,甚至是引起大范围停电,造成严重的经济损失。本文从线路覆冰舞动的机理出发,通过CFD理论对线路覆冰厚度进行模拟仿真,并进一步研究了风速对导线空气动力特性的影响,仿真结果表明,风速对线路气动特性的影响不大,但线路的覆冰厚度很大程度上决定了导线发生舞动的概率。     

不同直径下导线覆冰增长特性

为研究导线覆冰湿增长与覆冰参数之间的关系,确定导线覆冰厚度的增长特性,在人工气候室内,对不同直径导线进行了覆冰试验研究。通过控制覆冰试验条件,得到大量不同直径导线覆冰厚度增长的试验数据,对试验数据进行对比分析,得到导线覆冰增长特性,并采用MATLAB覆冰预测仿真程序进行验证。分析了温度、风速、时间等因素对不同直径导线覆冰增长特性的影响。试验结果表明:不同直径导线覆冰厚度初始时刻增长较快,随着时间延长覆冰厚度呈现饱和趋势,且导线初始直径越小,增长量越大;在湿增长情况下,导线覆冰厚度与温度成反比;通过纵向对比试验数据和模型仿真发现,风速存在临界值使得导线达到最大覆冰增长速度,并且温度越低,临界风速值越大;存在导线覆冰最大直径。     

南岭山区导线覆冰取值的分析

通过对南岭山区导线覆冰的取值分析,从而合理地确定导线覆冰设计厚度及适用区段,对降低线路造价、保证线路安全运行至关重要。     

导线覆冰密度的研究

简述了国内外导线覆冰密度的研究概况,据观冰站和气象站的实测覆冰资料,通过导线覆冰密度影响因素的分析,揭示了川西南地区导线覆冰密度的特性和变化规律,提出了重冰线路设计计算冰厚时,覆冰密度值的选取原则。     

带电导线覆冰及电场对导线覆冰的影响

分析了电场极性、电场强度对导线覆冰的影响。试验结果表明,电场对导线覆冰产生的影响与电场强度有关,当电场强度＜５ｋＶ／ｃｍ时,电场的作用加速导线覆冰;当电场强度＞１０ｋＶ／ｃｍ时,电场的作用削弱了导线覆冰。     

三峡地区导线覆冰与气象要素的关系

气象要素是确定在一定区域内能否形成导线覆冰、形成什么种类的导线覆冰和形成多大的导线覆冰的基本条件。根据三峡观冰站的观测资料．统计分析了每次覆冰过程的主要气象要素如温度、湿度和风向风速的均值“及(或者)变化范围，得出了在三峡地区覆冰期间不同种类覆球形成的气象条件，提出了有效覆冰时间，覆冰参数等气象要素变最及其组合参数的确定方法，采用相关分析和回归分析方法计算分析了它们对覆冰量的贡献，并建立了冰重与气象要素之间的定量美系。可供在覆冰区域内的架空线路设计确定覆冰性质、进行频率分析和估算设计覆冰荷载等进行参考。     

覆冰舞动对导线及绝缘子串力学特性的影响

基于舞动引起的导线长度变化,笔者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,并在此基础上分析了舞动对悬垂绝缘子串偏摆的影响.结果表明: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,最易造成导线损伤...     

等效扩径导线与分裂导线覆冰比较

覆冰地区的输电线路覆冰将对电网的安全稳定运行产生严重威胁,甚至导致大面积停电。考虑到扩径导线具有覆冰少、表面电场强度低等优点,在覆冰地区采用扩径导线有望降低输电线路的冰灾事故。为此结合导线覆冰形成机理,在雪峰山野外站对导线覆冰与其直径的关系进行了十余年的观测统计分析,并对扩径导线替代n(n=4, 6, 8)分裂导线的3种方案的覆冰特性和机械特性进行对比研究。结果表明:导线覆冰与其直径的关系满足导线直径越大,水滴碰撞率越低,覆冰量越少;与普通分裂导线相比,采用有效导电面积相同的扩径导线代替分裂导线,其传输能力相同,但覆冰量减少约60%～70%,提高了输电线路的抗冰强度,且其机械特性也优于多分裂导线。该研究结果可为覆冰地区的高压、超高压以及特高压输电线路采用扩径导线替代分裂导线实现冰灾的有效防治提供新思路和数据参考。     

掌握导线覆冰临界电流做好预防措施

提出导线覆冰临界电流的概念，并据此提出增大输电线路无功电流的方法，使导线不结冰，从而达到消除线路冰害事故的目的。     

覆冰导线空气动力系数数值分析

采用ANSYS12中的FLUENT模块模拟覆冰导线周围的空气流场,计算不同分裂导线在全迎风攻角下的升力系数、阻力系数及扭矩系数。首先通过将湖北省中山口三分裂导线的数值计算结果与风洞实验数据进行对比,验证了计算模型的精确度,然后运用该计算模型对部分多分裂导线的气动力参数进行计算分析,得到覆冰厚度、覆冰形状以及来流风速对气动力系数的影响,同时计算分析了导线间距与直径比对尾流的影响,得到的空气动力参数可为导线舞动研究提供载荷支持。     

结冰导线舞动机制分析

应用稳定性理论并结合线路的实际工况分析了结冰导线的舞动机制。经研究发现:气动升力曲线初始斜率为负且其绝对值足够大时,结冰导线可能发生舞动;气动阻力曲线初始斜率为正且足够大时,结冰导线可能发生舞动;气动力矩曲线初始斜率为正且足够大时,结冰导线可能发生舞动; Den Hartog原理为此结论中的特例。据此结论和对动力学方程的分析得出:结冰导线发生舞动的原因是气动升力曲线初始斜率、气动阻力曲线初始斜率、气动力矩曲线初始斜率可以产生负阻尼或负刚度,从而使得结冰导线吸收风能。     

覆冰导线非稳态空气动力参数模拟

在覆冰分裂导线舞动过程中,导线的扭转振动与横向振动耦合,产生非稳态运动。基于输电导线节段模型的耦合运动,推导输电导线的非稳态空气动力表达式,并对该表达式进行数值模拟,得到的非稳态空气动力参数用已有的风洞数据进行验证。非稳态空气动力参数模拟是对某些较难测试的风洞试验的一个有益的理论补充。     

不同初凝角下D形覆冰分裂导线气动力特性

通过刚性节段模型高频测力天平测力风洞试验,对D形覆冰二分裂和六分裂导线模型进行了13组不同工况的试验,测得了在不同初凝角下分裂导线整体和60°初凝角下各子导线的气动力系数,攻角范围为0°~360°,并以5°为各攻角间隔,基于邓哈托准则,对D形覆冰分裂导线的驰振稳定性进行分析。试验结果表明：初凝角对覆冰分裂导线气动力特性及驰振稳定性存在影响;在一定风攻角下,子导线尾流干扰对气动力特性影响显著,增大了导线的驰振不稳定性。所得试验结果为D形覆冰二分裂和六分裂导线的舞动分析及其防治技术提供了必要的气动力数据。     

覆冰导线风致振动的数值模拟

基于导线舞动的空气动力特性,依据流体动力学原理对覆冰导线绕流模型的流场进行了分析,得出不同风速、攻角下的空气动力系数,并探讨了风速、攻角等对舞动的影响。以索单元模拟输电导线,建立覆冰导线舞动的力学模型,采用Ansys软件对覆冰导线舞动进行模态分析,根据谐波叠加法研究了覆冰导线的风振响应,得出覆冰导线模型的前6阶振型并绘制导线对应振型的位移图,可为覆冰导线的优化设计提供依据。     

覆冰导线设计中的三类复杂问题的探讨

针对现行架空线设计规范,研究了覆冰影响导线安全的3类复杂问题:一是覆冰和导线粘结在一起,应作为复合材料计算其弹性模量;二是覆冰使导线荷载增加的同时会引起导线的局部刚度增加,使导线受到应力增加的双重效应,在一定的风力作用下,导线的摆动使覆冰脱落或断裂,进而引起导线的刚度突变,从而引起应力突变与集中:三是架空线的局部受力和低温冷脆问题。通过对3类问题的探讨,指出覆冰脱落是导致倒塔主要客观原因。     

覆冰架空导线舞动跳闸概率计算新方法

覆冰导线的舞动严重威胁着电力系统安全稳定运行,如何准确地计算覆冰导线舞动导致的输电线路跳闸的概率成为备受关注的研究课题之一。提出了基于舞动运动方程、气象信息及故障信息相结合的覆冰导线舞动的跳闸概率计算新方法。首先由风速与冻雨量的历史样本获得风速与冻雨量的概率分布函数,然后根据牛顿定律建立了覆冰导线的单自由度舞动模型;进而,采用里茨-伽辽金方法求解舞动模型,获得了以风速和覆冰厚度为自变量的舞动幅值解析表达式;基于已获得的风速与冻雨量的概率分布函数,获得与二者为函数关系的覆冰厚度的概率分布函数,进而获得舞动幅值的概率分布函数;最后,根据覆冰舞动跳闸的历史故障记录所获得的泊松分布求得覆冰导线舞动幅值越限及短路故障的联合概率,结合贝叶斯公式获得舞动幅值越限条件下的覆冰导线舞动跳闸概率。算例证明了该方法的正确性及有效性。     

薄覆冰导线气动力特性风洞试验研究

薄覆冰舞动是一种常见而又难以用传统理论来解释的现象,需采用风洞试验对薄覆冰导线的气动力特性进行研究。根据某工程舞动现场调查结果,设计了3种覆冰厚度导线模型做风洞试验,利用六分量高频天平测得在2种不同流场中准椭圆形覆冰导线模型的平均气动力。通过平均气动力系数的对比分析结果,指出Den Hartog系数不适合用来分析薄覆冰导线的舞动特性。在Den Hartog对导线舞动定性分析的理论基础上,提出了2个发生舞动的必要条件。通过试验结果的分析,得到薄覆冰导线可能发生驰振不稳定的风向角。     

基于Fluent软件的干式变压器绕组热点温度计算与分析

根据一台2 500/6.3的干式变压器结构特点,利用Fluent前处理软件Gambit建立可用于数值计算的模型,并依据传热学的基本原理对模型进行参数设置,用Fluent软件求解该产品绕组的热点分布,计算结果与试验结果基本一致,为研究变压器绕组温度场提供了分析方法。     

基于CDEGS的裸导体表面电场强度分析

DL/T 5222-2005《导体和电器选择设计技术规定》提供了裸导体可不验算电晕的最小外径的计算公式,选定的导体表面电场强度水平是否满足Q/GDW 551-2010《变电站控制电晕噪声技术导则(导体金具类)》等相关规范的电晕控制要求并有多少裕度不得而知,且应用于750 kV、1000 kV电压等级的经验不多。本文基于CDEGS仿真计算软件,对按DL/T 5222-2005规范选定的可不校验电晕的最小外径的导体表面电场强度进行了核算。结果表明按DL/T 5222-2005规范进行750 kV、1000 kV导体电晕最小外径时是可靠的,且海拔1000 m及以下全面电晕电场强度E0宜取2000 V/mm。