输电线路上风速的分布式监测

风、雨等外界因素对输电线路的有一定危害,风对输电线路上的影响最为频繁且持续时间较长,输电线路上风速的分布式监测可观测到整条线路的风速分布,对输电线路的防振及防振定位有一定的指导作用,因此输电线路上的风速的分布式监测极为重要。本文以两条实验线路为例,根据卡门漩涡理论,由于风速的影响在线路圆柱体周围形成上下交替周期性的交变力的作用,这个交变力是一个瞬时稳定的力,使得输电线形成一个瞬时稳定的振动频率,利用卡门漩涡理论公式中振动频率与风速的关系计算相应时刻和相应位置的风速,并与微气象风速进行对比分析,结果显示这一稳定的振动频率能够很好地反映风速在输电线路上风速随时间的变化,预测风速的精度较高,为输电线路上振动研究提供理论依据,有一定的实用价值。     

输电线路沿线风速的分布式监测

风对输电线路的影响最为频繁且持续时间较长,输电线路上风速的分布式监测可观测到整条线路的风速分布,对输电线路的防振及防振定位有一定的指导作用,因此输电线路上的风速的分布式监测极为重要。文中以两条实验线路为例,根据卡门漩涡理论公式中振动频率与风速的关系计算相应时刻和相应位置的风速,并与微气象风速进行对比分析,结果显示这一稳定的振动频率能够很好地反映风速在输电线路上风速随时间的变化,预测风速的精度较高,为输电线路上振动研究提供理论依据,有一定的实用价值。     

输电铁塔分段模型的风洞试验

输电铁塔是架空输电线路中的重要电力设备,近年来我国沿海地区风致倒塔事故频发。为了研究输电铁塔的风荷载特性,该文进行了输电铁塔分段全尺寸模型的风洞试验研究。试验分别以风速和迎风角为独立变量,研究了分段铁塔模型风荷载随风速和迎风角的变化规律。结果表明:分段铁塔模型的竖向风荷载在中低风速下随风速变化符合指数规律,其系数与分段模型的类型有关;竖向风荷载随迎风角变化符合正弦规律,且不同分段模型正弦函数的周期和幅值不同。用拟合函数推算中高风速下的分段输电铁塔竖向力,计算结果表明随着风速增加,输电铁塔竖向风荷载呈一定的变化规律。研究结果可为输电铁塔防风防灾提供理论依据。     

动态风荷载对输电导线位移的影响分析

风荷载对输电线路影响颇为广泛,输电线路架设为了减少风害影响,通常只考虑静态风荷载,不能准确反映风荷载对线路的影响。以某供电局500 kV线路风动实验数据为基础,研究不同风速,不同角度下风载对输电导线位移的影响,得出了动态风荷载下输电导线的位移变化情况。本研究成果可为输电线路防风设计、事故分析和防风校核等提供参考,对于深入风荷载在输电线路方面的研究具有重要意义。     

基于测风激光雷达的沿海架空输电线路台风观测方法

为研究台风近地层风场的时空变化特征,积累台风期间沿海架空输电线路杆塔的现场风速资料,本文利用国产某扫描型测风激光雷达,开展了1604号强台风“妮妲”登陆期间的局地风场观测。根据雷达风廓线扫描与低仰角水平方位扫描数据反演与分析,验证了沿海输电线路台风观测采用测风激光雷达的适用性。研究结果表明:台风“妮妲”眼区经过观测点所形成的气压时间变化呈现典型的“U”形曲线形态。台风眼壁强风区经过观测点所形成的风速时间变化呈现较为典型的“双峰形”曲线形态。台风眼壁强风区与眼区的风速、风向、阵风系数等随高度的变化差异明显。风速廓线在300 m高度以上明显偏离指数律或对数律廓线形式;受地转效应影响,风向随高度增加出现一定幅度的向右偏转;阵风系数随高度增加、平均风速增大出现下降的趋势。通过分析低仰角水平方位扫描的雷达径向风速分布图能够解析地形对局地风场的影响,不同地形下的输电线路杆塔风速差异明显。     

特高压输电线路塔线体系风振响应特性及对登塔人员影响分析

登塔是输电线路施工、巡视和检修的重要技术手段，而特高压输电线路截面大且为高耸的塔线耦合的弱阻尼系统，其风致振动特性及其对登塔作业人员的影响对确保作业和人员安全具有重要意义。针对±800 kV直流输电线路建立了输电线路塔线耦合体系有限元模型，基于风速随高度变化的Kaimal谱和谐波叠加法生成了2 m高风速分别为6、8、10 m/s的风速时程，应用模拟的风荷载对三塔两线体系在A、B两种地形下的风振响应进行了时域分析，并讨论了铁塔振动对登塔作业人员的影响。结果表明：在2 m高风速为6 m/s时，A、B塔线体系整体风速都没有超过10 m/s，铁塔各部位风致振动的位移较小，典型作业位置处作业人员基本没有不舒适感；在2 m高风速为10 m/s时，铁塔横担以及地线支架处位移较大，作业人员的登塔作业人员感到极不舒适，存在高空坠落风险。建议登塔作业人员测量风速时将地面测量的风速修正到作业位置高度处，修正值小于10 m/s再进行登塔作业。     

输电导线风致振动响应特性及影响因素分析

针对输电导线风致振动现象进行研究,重点分析了不同风速和张紧力下输电导线振动响应幅频特性及能量耗散状况.研究结果表明,输电导线振幅随风速的增加而增长,提升张紧力对导线振动具有显著的抑制效果.随着风速增大,张紧力对振动的影响逐步增大,振幅随张紧力的增大逐渐降低.导线能量耗散与吸收率的变化与振幅变化趋势基本一致,随来流风速增加而增加,随张紧力的增加而降低.该研究结果对探索导线风振抑制方法具有重要的指导意义.     

风荷载对输电线路舞动的影响及防舞动措施

输电线路在风的作用下会发生振动甚至舞动,导致输电塔线体系倒塌,造成严重的输电线路事故;分析不同情况下风速、风向对输电线路舞动的影响,提出可采用水平布置导线的方式,确定导线的水平相间距离远大于导线舞动的水平方向位移,即可防止导线问发生碰线闪络,提高导线的防舞动能力;另外,通过加装防舞动装置也可防止输电线路发生舞动,保证输...     

超声波测风换能器对风速的影响研究

利用流体力学软件Fluent对两种超声波测风换能器在不同风速下进行数值模拟,得到速度云图以及测风路径上风速随时间步长的变化曲线,分析对比了两种换能器对风速的影响。其次以圆柱形换能器为研究对象,在不同风速风向下,仿真了测风路径上风速随风向的变化情况,得到了测风路径上风速随风向变化曲线图和测风路径风速的x分量速度随风向的变化曲线与标准风速x轴分量速度随风向的变化曲线对比图。从图中可以清晰地看出,不同风向下超声波换能器对风速的影响程度。通过仿真结果可以总结出,采用流线形形状的子弹头型超声波换能器在高风速下较圆柱形换能器对风速的影响更小。除此之外,在设计超声波测风仪时超声波测风路径应当避免平行风,即测风路径应该与风向存在一定的角度,且该角度应当在60°左右。     

一种分时段输电线路动态载流量计算时间点的确定方法

讨论了输电线路动态载流量计算的启动时间问题,基于影响输电线路载流量的2个主要因素——温度和风速,结合长序列的历史气象数据,通过对相邻时段风速的互信息分析,总结出不同季节条件下日内24 h风速的变化规律,根据这些变化规律,提出了在1条线路或1个区域内输电线路动态载流量日内计算时间点的设置方法。在某省1条220 kV输电线路的全年仿真验证中,验证了所提计算方法相对于静态环境算法对同一条输电线路载流量有较大的扩容能力。     

新疆极端环境下架空输电线路时变停运模型分析

针对极端环境对架空输电线路的影响,根据风速的实时变化、输电线路的风荷载设计水平及虑及线路的疲劳折损,建立了极端环境下的线路时变停运模型,综合分析输电线路的可靠性水平。以新疆吐哈地区架空输电线路为算例,结合新疆地区环境特点,综合分析极端环境下架空输电线路的实际可靠性水平,结果表明:新疆极端环境下的输电线路风荷载按照国家相关规范设计不适用于新疆地区。指出我国高压输电线风荷载的设计规范中存在着问题并提出了相关意见。     

脉动风场中输电线路振动分析

输电线路杆塔是一种柔性较大的高耸结构,在自然风等动力载荷作用下会产生非线性动力响应,使杆塔和导线产生疲劳损伤。考虑输电线路是由导线、绝缘子和输电塔组成的非线性复杂耦合体系,建立了一个梁/杆单元混合的铁塔有限元模型,对输电线路杆塔/导线/地线耦合体系进行了在平均风作用下的静力分析,以及在脉动风作用下的动态响应时程计算,分析了结构的响应特点以及对系统强度的影响。通过分析可知,输电塔的振动是以平均风作用后的位置为平衡位置的振动;塔顶上部较下部的动态响应大;塔身主材的轴向力、轴向应力明显大于塔身辅材,即塔身主材是限制输电塔强度和整体刚度的主导因素。     

新型输电线路飑线灾害预警方法研究

针对输电线路对飑线风灾害预警的需求,提出了一种新型的输电线路飑线风灾害预警方法。该方法利用不同气压层上等距网格化的气象数值预报产品,建立微尺度多层下击暴流自动分析模型,该模型通过在中尺度上判断飑线风的形成,进一步利用输电线路上空微尺度数值预报的垂直和水平切变风速,判断输电线路的风荷载力是否过载,如过载则发出预警。该预警模型具有主动识别、适用于整条输电线路的特点,通过对省级电网公司输电线路飑线风灾害历史数据的模拟,证明该预警模型具有实用价值。     

实测风速分析模拟及微地形下杆塔风速修正方法

输电线路运行安全受强风影响极大,但以往研究缺乏实测风速数据,忽略微地形对风速系数影响。基于气象观测站实测数据,对风速分布特征及重现期进行研究,完成脉动风速谱修正及模拟;通过Google Earth获取输电线路微地形参数,提出4种微地形下风速修正方法,计算风速修正系数。结果表明：GEV模型更适合于江苏地区风速概率分布密度拟合;江苏地区特高压输电线路设计风速应在34.5～39.0m/s;通过季风-台风-季风时间段内风速时程数据模拟得出脉动风速谱吻合程度较高;当杆塔呼称高一定时,风压修正系数随峰高或坡角的增加而变大;当杆塔呼称高/山高数值高于3.0时,风压修正系数为定值。研究结果可基于Google Earth微地形数据准确计算气象观测站附近微地形区杆塔风速。     

计及风速与线路故障率周期时变特性的风电并网系统可靠性评估

目前在风电并网系统长期可靠性评估中,风速多采用威布尔概率分布模型,输电线路故障率多采用年均值故障率,其评估结果无法反映系统可靠性随时间的变化情况。提出了综合考虑风速和输电线路故障率周期时变特性对电网的影响进行可靠性评估。在风电场出力方面,建立了风速的时间周期时变模型,并根据风机输出功率与风速的函数关系进一步建立了风电场的出力模型;在输电线路故障率方面,通过统计气象引起的输电线路故障次数计算历史同期各月故障率,用曲线拟合模拟其变化规律,建立了输电线路故障率周期时变模型。基于上述两种模型,用蒙特卡洛模拟法,对风电并网系统的时变可靠性进行评估,最后用算例进行了验证,评估结果可为电网中长期调度、运维及检修决策等提供参考。     

GB50545与ASCE74输电导线风荷载对比

《美国输电线路结构荷载指南》(ASCE74—2009)是世界上重要的输电线路设计规范之一。风荷载是输电塔设计的控制荷载,而输电塔总风荷载中导线风荷载占较大比例,了解GB50545与ASCE74—2009导线风荷载计算方法的区别对输电塔设计非常必要。介绍了GB50545与ASCE74—2009输电导线风荷载计算公式,并详细比较了基本风速、风压高度变化系数、体型系数、风荷载调整系数、地形影响因子、覆冰风荷载增大系数和风压不均匀系数等计算参数的差异,结果为输电工程设计提供参考。     

基于PnPoly算法的杆塔所属风区研判及风速配置校核研究

风载荷是输电线路杆塔的主要载荷,设计风速的取值直接影响线路运行安全和工程造价.随着气候条件的变化和风区图的迭代,输电杆塔设计风速与风区环境的偏差愈加明显,对电网安全带来威胁.本文提出一种基于PnPoly的杆塔所属风区研判方法,在对每级杆塔所属风区进行准确研判的基础上,结合PMS系统中的杆塔数据,给出设计风速配置校核模型...     

乌盟地区导地线振动现象原因分析

一、前言 在输电线路中,导线和避雷线因振动而造成断股、金具损坏、线间短路、单相接地等事故,严重地威胁着输电线路的安全运行。就乌盟地区来讲,一九八三年至一九九○年的运行统计资料表明,因导地线而发生的事故占总事故的1.6％,而导地线振动断股占综合性断股的30.6％。导地线振动现象对设备的健康水平,线路的安全运行以及设备升级和线路目标化管理产生的影响越来越大,引起了线路运行人员和上级部门的高度重视。乌盟地区气候干燥,属西北高温大陆性气候,常年主导风向为西南西风,盛行风向为西北风,平均风速为3.7米/秒,最大风速33米/秒。架空导地线振动现象归纳起来不外乎三种情形:其     

特高压线路常见典型大风类型分析

在输电线路工程设计中,设计风速是决定导线和杆塔荷载的基本条件。设计风速的合理取值,能够保证输电线路的结构强度和电气性能,更好的适应自然界的气象变化,对送电线路的安全运行、技术经济合理和设计计算都有十分重要的意义。本文通过归纳总结我国特高压线路设计风速影响因子及取值,为今后同类工程提供参考。     

架空输电塔线体系有限元建模及风载分析

架空输电线路发生严重的微风振动时会造成断线倒塔等电力事故.为此研究了输电线路中某一耐张段所在的塔线体系,建立"三塔两线"有限元模型,通过模态分析发现输电单塔主要表现为铁塔的扭转和侧移振型,塔线体系主要表现为输电导线的侧移和扭转振型.静态风载分析表明,风速与塔线体系中导线的最大位移成正比,导线自重在风速较低时对线路风振影...