输电塔线体系的动力响应分析

以有限单元法为理论依据,建立了较精确的塔线体系模型,先对其进行模态分析,可以得出塔线体系主要振型与单塔振型接近,只是耦合了导、地线的模态;然后对单塔和塔线体系两种模型分别进行地震响应分析,通过对比可以得出:导、地线的存在使输电塔的位移和加速度响应有所减小,在一定程度上起到了类似阻尼器的作用,但因为导、地线的质量不可忽视,塔底支座各个方向的反力并非都减小,设计时应综合考虑输电线对输电塔的影响.     

输电塔塔-线体系动力特性

为更清楚地掌握输电塔塔-线体系动力特性,基于ANSYS软件建立输电塔塔-线体系有限元分析模型,并以典型设计500kV输电线路5A-ZM2型塔为例,对单塔双线模型和三塔四线模型的振动频率进行了比较.数值分析结果表明:单塔双线模型满足精度要求且简便易行,可用于实际工程的有限元建模.此外,对单塔双线模型进行模态分析,获得了塔-线体系的频率范围,结果表明:输电塔塔-线体系频率比较密集,前159阶振型均反映为绝缘子和输电线的振动,160阶振型以后才反映输电塔振动的频率.     

输电塔线体系振动的研究进展

介绍了输电塔线体系振动的基本特点,并对塔线体系振动响应的理论和实验研究进展进行了综合论述;重点阐述了考虑输电塔线体系耦联作用的各种计算方法、实验研究成果以及减振控制方法,提出了今后应重点解决的问题.     

输电塔线耦联体系的地震作用影响研究

通过振动台试验与数值模拟,对输电塔线耦联体系中导线对塔体地震响应的影响进行了研究。以某输电塔线体系为工程背景,设计了单塔、三塔两线缩尺试验模型,并进行了振动台试验。另外,采用有限元程序建立模型,其中,塔线的有限元模型里分别设置了不同的悬挂导线质量,并进行了动力时程分析。结果表明:由白噪声扫频结果可得,输电塔悬挂导线后结构自振周期略有增加,但增幅不大;导线对输电塔体地震反应有一定程度的减弱影响,并且不同方向的地震作用下,其影响不同;不同导线质量对塔线模型地震反应存在不同程度的影响,并且不同方向的地震作用下,导线质量对塔线模型响应的影响也不同。     

多维地震作用下输电塔线体系多质点模型研究

探讨了考虑摇摆分量作用后,在横线向地震作用下,输电塔线体系的等效多质点模型(垂链模型)的合理性。为此,对考虑摇摆分量作用后的塔线体系的多质点模型(垂链模型)进行理论分析,并采用实际输电塔线体系的简化缩尺模型,进行单塔模型、三塔两线模型及单塔悬挂质量模型在水平和水平-摇摆两种地震作用工况下的振动台试验。结果表明:考虑地震动摇摆分量后,在横线向地震作用下,采用输电塔线的等效多质点模型(垂链模型)对输电塔线体系进行等效是合理有效的;输电线对输电塔主体结构的水平位移和加速度响应有一定的减弱效果,考虑摇摆分量后,这种减弱效果将会被削弱。     

转角输电塔线体系的断线效应研究

研究了某大型转角输电塔线体系在断线作用下的动力效应特点。首先基于三维空间索单元和空间梁单元建立了转角输电塔线体系的分析模型。在此基础上建立了输电塔线体系考虑断线效应的动力分析方法。以中国某220kV大跨度输电转角塔为工程背景,采用ABAQUS软件研究了塔线体系在不同断线工况下的动力响应的特点和规律。结果表明,输电转角塔发生断线损伤所引起的动力冲击效应较为显著。随后导线的轴向应力迅速减小,在经历振荡后塔线体系在新的位置处于内力和位移平衡状态。因此,在转角输电塔线体系的承载分析过程中应充分考虑断线事故所引起的冲击效应。     

输电塔线体系在多维地震激励下的响应分析

通过数值模拟研究了多维地震激励下高压输电塔线体系地震响应。建立了输电塔线耦联体系三维有限元模型,考虑了输电线的几何非线性特征;依据《电力设施抗震设计规范》选取了不同场地的12条地震记录;利用非线性时程分析方法,分别研究了单维、双向和多维地震激励下输电塔线体系的地震响应。研究结果表明,输电塔线体系在多维地震激励下的响应明显地大于仅考虑单维地震激励,特别是仅考虑竖向地震激励的情况,在分析中忽略地震动的多维性将会低估结构的地震响应。为了得到精确的结构地震响应并更好地进行输电塔线体系的抗震设计,需要考虑多维地震输入。研究结果可为输电线路实际工程抗震设计提供参考。     

大跨越输电塔绝缘子金具的静风载荷分析

以长江三江口大跨越工程为背景,利用 ANSYS有限元分析软件对大跨越输电塔中的绝缘子金具进行建模,通过计算风载荷,得到绝缘子金具在静风载荷下的变形及应变.     

山区输电塔线体系覆冰断线效应研究

采用索单元和梁单元模拟输电导线和结构杆件,基于非线性有限元理论建立了塔线体系在覆冰荷载作用下的断线效应的评价方法。以南方某重覆冰山区的实际两塔三线输电线路为工程背景,研究了不同覆冰断线工况下塔线体系动力响应的特点。结果表明:山区输电线路的覆冰断线效应显著。塔底部分主材杆件已经超过了其强度极限并已进入塑性阶段。而塔顶地线位置的部分杆件应力虽然没有进入塑性,但强度储备已经较小。因此,在山区应充分考虑覆冰的灾变效应,即便不是严重覆冰也有可能引起严重的灾变事故。     

大跨越输电塔线体系气弹模型风洞试验

针对大跨越输电塔线耦合体系的风振响应问题，以规划中的世界第一高塔--某大跨越输电塔线工程为原型，采用离散刚度法设计制作了塔线体系的气弹模型，并在紊流风场中进行了多个风向角、多个风速下的单塔和塔线体系气弹模型风洞试验.试验结果表明，输电塔的响应可以分解为共振响应与背景响应.通过分析塔线耦合作用对输电塔2部分分量的影响，揭示了塔线体系的风振响应特性.塔线体系与单塔相比，由于阻尼的增加导致共振响应有所降低，而迎风面积的增大使得背景响应有较大幅度的提高.分析塔线体系总的风振响应必须同时考虑塔线耦合作用对2部分分量的影响.     

电力系统黑启动过程中线路继电保护运行分析

通过仿真计算分析了纵联差动保护在电力系统黑启动中所受到的影响,分析了常见的线路保护装置在黑启动过程中工作在单电源方式下的拒动问题。在此基础上提出了黑启动过程中线路保护配置的一些基本原则。     

覆冰输电线路塔线体系的脱冰振动

云南省某 500 kV交流输电线路位于滇东北,在高海拔、重覆冰等恶劣条件下,存在严重的覆冰输电线脱冰振动问题。本文以该输电线路为例建立了考虑输电塔线体系偶联作用的有限元模型,并利用修改密度法进行了脱冰振动分析。分析表明,由于塔体吸收了振动能量,塔线体系的最大脱冰张力和位移均比线体系小,塔体还将将一部分能量传递给了没有脱冰的导线和地线,引起其相应的震动。根据振型特点确定的半跨脱冰会增大导线的振动位移,而对张力影响不大。     

基于弧垂实时测量的输电线路动态增容决策系统设计

弧垂是限制输电线路输送容量的主要因素,难以实现在线监测和预测。现有弧垂测量方法普遍存在计算模型较复杂、测量精度不高、不能满足动态增容对弧垂的实时测量要求。为此,利用行波从线路一端传输到另外一端的时间测量线路长度,动态近似计算整条线路的弧垂;并利用超声波测量制约线路增容的局部线段弧垂,通过导线弧垂-载流量计算模型动态计算线路可运行的最大传输容量。最后,设计输电线路动态增容决策系统,可实现安全、准确、实时、有序的输电线路动态增容。     

输电线路多分裂导线脱冰动力响应分析

为探究输电线路在脱冰工况下的动力响应状态并对现有的脱冰跳跃经验公式进行改进,运用有限元软件ABAQUS建立四分裂导线有限元模型;基于隐式动力学方法对输电线路脱冰动力响应进行有限元分析,并将分析结果与经验公式计算结果进行对比,对现有的经验公式进行评价和改进,探究部分子导线单独脱冰对输电线路脱冰动力响应的影响,以找出子导线脱冰的最不利工况。研究结果表明:当导线覆冰厚度较小时,导线悬挂点处的支反力随脱冰率单调增加;而当导线覆冰厚度较大时,支反力随脱冰率先增加后减小;在脱冰跳跃经验公式中引入脱冰率作为参数可以提高计算公式的准确性;当部分子导线单独脱冰时,下部子导线脱冰会增加分裂导线发生翻转的风险,从而增加导线磨损和断股的概率。     

预应力作用下压板传输结构的动态特性分析

针对电子整机中起信号传输作用的压板结构,运用ANSYS仿真分析软件,建立压板结构的仿真分析模型,根据实际工作环境中该结构受到一定的预应力,对其进行施加预应力条件下固有特性和随机振动特性规律的研究.结果表明,施加预应力对该结构低阶固有特性影响不大,高阶固有特性有一定的影响.对随机振动分析后结构所受的应力应变也有影响,主要与随机振动分析中施加的激励方向和预应力的方向有关.就该结构而言,施加Y方向的预应力,对Z方向激励的随机振动分析有较大影响.     

故障传输线的电压响应分析

基于故障传输线分布参数复频域节点导纳方程及数值拉普拉斯反变换方法，对故障传输线首末端节点电压响应进行分析。基于Ｍａｔｌａｂ下的分析结果表明，与Ｐａｄｅ有理函数对ｅｓｔ的近似数值拉普拉斯反变换方法相比，该方法参数更容易选择，计算更准确。     

应用附件系统提高线路绝缘子的工频干闪络和湿闪络电压

分析了线路绝缘子在工频干闪络和湿闪络方面存在的一些问题,提出了应用附件系统来提高线路绝缘子的干闪电压和湿闪电压的解决方法,针对该类型绝缘子进行了110 k V线路复合绝缘子的干闪电压和110 k V玻璃绝缘子串的湿闪电压试验.试验结果表明,在没有改变绝缘子原有结构的情况下,应用附件系统可以提高它们的干闪络电压和湿闪络电压.在实际中可以通过改变附件系统的形状、尺寸以及厚度等因素来达到所需要的闪络电压值.     

输电线路舞动在线监测预警判据的研究

输电线路舞动会导致相间闪络、金具损坏、绝缘子损坏等现象,严重情况下,还会出现线路断线、杆塔倒塌等事故.为了减少舞动对输电线路的危害,研究开发输电线路舞动在线监测系统,对于确保输电线路的安全稳定运行具有重大意义,而线路舞动预警判据的建立则是系统实现的关键.从舞动对线路危害的角度出发,利用弹性材料的胡克定律,在线路张力判据的研究中分别推导舞动线路的水平张力方程式和高悬挂点的垂直张力方程式,提出输电线路舞动的线路张力判据;同时,根据舞动幅值与相间距离的关系建立相间距离判据.这2种判据的建立为输电线路舞动在线监测系统的预警提供了理论支持,具有较大的应用价值.     

椭圆齿轮传动系统非线性动态特性分析

为获得椭圆齿轮副工作时的振动规律,以实现其稳定、高效传动,在分析椭圆齿轮固有特性的基础上对椭圆齿轮非线性动力学特性进行了研究。以齿轮动力学理论为基础,建立考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、静态传递误差、粘弹性阻尼的椭圆齿轮非线性动力学模型,利用四阶变步长Runge-Kutta数值方法对椭圆齿轮传动系统非线性动力学方程进行求解,绘制了系统的位移响应,相轨迹以及Poincaré映射,得到激励频率、阻尼比、时变啮合刚度、以及内部激励4个控制参数对传动系统动态响应的影响。椭圆齿轮副动力学模型的建立、求解和参数影响分析可以为后续的动态设计、不同参数下的振动响应趋势预测以及降噪提供一定的理论依据。