架空输电线路舞动时导线动态张力分析

导线舞动是威胁架空输电线路安全稳定运行的重要因素，我国是舞动灾害最为严重的国家之一，舞动会对输电线路造成巨大的破坏，破坏主要表现为闪络、跳闸，电弧烧伤，金具、绝缘子损坏，导线断股、断线，倒塔等。机械损坏主要是由舞动产生的导线张力的巨大变化引起的。通过对线路舞动时导线动态张力变化的理论及试验分析，得出了张力变化的规律，即线路舞动时导线动态张力（可能达到的）最大值约为导线静态张力的2倍，同时给出了导线张力变化的估算方法。结合舞动产生的导线张力变化对导线、金具、绝缘子等受力构件的影响的分析，提出了架空输电线路从提高机械强度的角度进行防舞设计的方法，为架空输电线路的防舞设计提供了依据。     

220kV架空分裂导线的应力动态分析

为了更好地评估过电流对水平排列导线伸长、导线间距的影响,研究了导线间距与电磁力相互作用的机理.通过建立输电线路为抛物线模型,利用模型计算导线电磁力、导线长度、导线拉应力,并分析计算拉应力、电流等因素对分裂子导线导线伸长、间距的影响.继而利用数值计算软件求出不同状态下子导线最小间距,并分析不同电流对导线间最小距离的影响,综合以上分析,建立过电流下导线伸长动态模型.基于以上分析可知:各种因素对导线伸长和最小间距存在影响,伸长与电磁力相互促进;动态模型显示导线伸长过程中各种参数变化,与导线粘连临界状态参数进行比较以判定导线粘连,并提出相应预防粘连的措施.     

合理布置分裂导线的间隔棒以减小舞动

针对结冰分裂导线舞动问题,提出了合理布置间隔棒以减小分裂导线舞动的对策.先导出气动力在分裂导线半波舞动时一个周期内的功的表达式,再分析此功与子导线的位移在档内的分布及子导线的攻角在档内分布的关系.间隔棒使子导线的扭转角减小,使子导线的冰形趋于一致,使气动力的攻角趋于一致,而作用在子导线的上的气动力是攻角的函数,从而间隔棒使作用在子导线的上的气动力趋于一致,导致分裂导线舞动的可能性增大.最后得到的结论是:对于分裂导线的半波舞动,增大档内中部的次档的长度,可减小分裂导线的半波舞动.     

电晕笼内多分裂导线电晕损耗

当输电线路的导线表面场强超过空气的击穿场强时,输电线路上就产生电晕放电,导线附近区域的空气放电产生热、光、可听噪声和无线电干扰等,同时伴随着大量的电晕损耗,系统研究线路电晕损耗及其影响因素具有重要的工程应用及理论价值。建立电晕笼内多分裂导线的平面及三维仿真模型,分别对2种模型下的多分裂导线表面电场进行仿真分析,研究了特高压大电晕笼防护段尺寸对多分裂导线表面场强的影响,从而确定大电晕笼防护段最佳尺寸。根据三维模型仿真结果,试验测量电晕笼内多分裂导线在不同降雨率下的电晕损耗,可作为实际线路电晕损耗估算的参考。     

分裂数及金具对特高压导线扭转刚度特性影响试验研究

多分裂导线是特高压输电线路中常用的导线形式。为了能够明确线夹回转式间隔棒和压重式间隔棒等防舞金具对导线束扭转刚度的影响,采用试验方法,对在多种金具安装工况下多分裂LGJ-500/45导线扭转刚度特性进行了测试研究。分析并揭示了防舞金具的类型、安装方式和数量对分裂导线扭转刚度的影响规律。结果表明,档距不变的情况下,间隔棒安装越密集,导线的扭转刚度反而会变小;安装两种防舞器时,导线-防舞器系统的扭转刚度区别不大;多分裂导线的扭转刚度具有不可忽视的非线性特征。     

特高压输电线路分裂导线表面电位梯度的计算及其特性分析

通过对工程中计算导线表面电位梯度的常用数学模型进行准确度校验,提出逐步镜像法由于具有较高的计算精确度,而且最大误差远小于可以接受的工程误差限值,适合我国在进行特高压输电线路设计和电磁环境研究时使用。基于逐步镜像法,计算了1000kV交流单回和同塔双回输电线路的导线表面电位梯度,重点分析了线路对地高度、导线分裂根数、子导线半径、导线布置形式和双回路相序布置方式等因素对特高压线路分裂导线表面电位梯度取值特性的影响。     

Calculating the switching surge critical flashover voltage ofphase-to-ground and phase-to-phase bundle conductor gaps

The paper presents a method for calculating the 50% breakdown voltages of conductor-to-plane and conductor-to-conductor air gaps for any bundle design, all the three phases of lines being taken into account. The method is developed for switching impulses with long time front (τf=1000-4000 μsec) which are the most typical for UHV lines. The results of calculations are extensively compared with previous experimental results for different bundles and over a wide range of gap spacings. The influence of bundle configuration, type of phases displacement (flat, delta or inverted delta) and voltage distribution among phases for UHV lines are analyzed     

Computer simulation of galloping catenaries

In order to provide more detailed information on galloping, a computer simulation of a galloping catenary has been developed. The coupled non-linear partial differential equations describing the motion are solved using a combination of finite difference and numerical integration techniques. A major feature of this simulation is that the elasticity of the cable is included. Aerodynamic data are input to the program as functions of velocity and angle of attack and the relative wind speed and angle are calculated as functions of position along the span. Field test results from two dissimilar test lines were used to check the simulation.     

Effect of machine saliency on overvoltages caused by the opening of a conductor

In this paper a new method is applied to predict overvoltages on power systems during the opening of a conductor. The effects of machine saliency and transmission line capacitances are the main objects of this study. The method of prediction is fully explained for the case of one synchronous machine connected by a transmission system to a very large power system which can be assumed to be an infinite system. The machine can be considered as equivalent to a group of machines connected to a common bus. Overvoltages on an open line are calculated in a numerical example.     

基于光流场的输电导线舞动监测方法

提出基于光流场的输电导线舞动监测方法,以输电导线舞动视频中截取的多帧连续图像为研究对象,利用金字塔光流法计算图像中各点的光流值,通过形态学滤波中的闭运算滤除孤立噪声点,设置面积阈值提取图像中舞动的导线;对图像进行多层亚像素级滤波处理,把图像中向量场以横向、纵向分为实值图,以横向、纵向估算光流像素点的位置并计算出光流速度;描绘出图像中各点的运动方向和位移,实现导线舞动的自动监测。该方法克服了视频监测单纯依靠工作人员观看导线运行状况视频的弊端。实例分析结果表明,该方法能够准确地检测出导线舞动的目标区域并计算出导线上各点的速度和舞动位移。     

黑龙江省电网架空输电线路舞动分布研究

为预防由于线路舞动而造成跳闸问题,基于2000-2010年黑龙江省电网架空输电线路舞动次数、运行经验、地形地貌及气象等因素基础上,对黑龙江省电网架空输电线路舞动区域进行等级划分,并绘制舞动分布图,以保证线路安全运行.     

基于张力测量的输电线路导线舞动在线监测系统

本文依据输电线路舞动时导线张力变化的模型,计算了其水平分量和竖直分量的变化值,研制了一套可在线测量导线舞动的监测系统。基于导线机械结构,设计出了适应于线路测量的压力传感器;通过A/D转换,输出张力变化的数字信号;基于ZigBee无线传输技术,实现导线张力的在线监测。最后通过某线路对比测试,证明该测量系统可有效地实现输电线路的舞动测量。当风速大于6.7 m/s时,导线舞动幅值与风速呈现正相关关系,直到风速为12 m/s时,舞动达到最大值6.1 m;随着风速进一步增大,导线舞动幅值呈现震荡趋势。     

Stochastic modelling and stabilization of galloping transmission lines

Galloping of overhead transmission line causes low frequency high amplitude oscillations resulting in line outages due to flashover between the phases, or between the phases and the ground wire. It is known that galloping is the result of aerodynamic instability of the iced conductors. In the commonly used approach to the analysis of galloping, the aerodynamic effects are represented by a deterministic coefficient in the system model. However, because of randomness of the wind velocity and direction, and of the shape of ice accumulation on the conductor surface, the aerodynamic forces could be better represented by a random process. In this paper, a stochastic model has been presented for modelling the galloping transmission lines considering the randomness of aerodynamic forces. Stochastic calculus has been used to obtain sufficient conditions for stability and instability. It has been shown that exponential stabilization of the conductor oscillations could be obtained by applying a suitable amount of mechanical damping to the conductor. The value of critical damping for the fastest decay of oscillations has also been obtained.The stability criterion given in this paper is based on rigorous analysis of the stochastic model. This gives a conservative estimate of the damping constant which can be relied upon under the worst possible disturbances.     

结冰导线扭转刚度实验

在结冰导线的舞动中，结冰导线的扭转起着非常重要的作用，因此研究结冰导线的扭转刚度对深入研究结冰导线的舞动机理有重要意义。根据结冰导线舞动机理的研究现状，在6种导线结冰的类型中选取近似于硬雾凇的冰型，在繁多的结冰导线的截面形状中选取新月形为结冰导线试件的结冰横截面的形状。结冰导线试件的型号是LGJ～300/40，结冰导线试件的标距是500mm。结冰导线试件分为2组，新导线为l组，已完成蠕变的旧导线为1组，每组的试件为11根。每组试件的冰厚分别为0、3、6、9、12、15、18、21、24、27、30mm。给结冰导线试件加载的设备是NJ—100型扭转试验机。给出了2组结冰导线试件分别在4种冰厚下的扭转刚度实验曲线，用最小二乘法拟合出结冰导线的扭转刚度随冰厚变化的公式，并给出了最简公式。     

基于灰色关联模型的输电线路舞动预警方法

中国是世界上架空输电线路覆冰舞动最严重的国家之一。近年来输电线路舞动跳闸呈现出频率高、影响范围大的特点。提出了一种基于灰色关联模型的输电线路舞动预警方法,根据舞动故障发生的主要原因,建立指标体系,并根据各指标的影响程度采用层次分析法对各个指标分别赋以权重。据此再利用灰色关联理论将当前数据与参考数据进行关联度分析,从而计算当前线路发生舞动故障的危险指数,对故障发生的可能性进行预测。检修人员可以基于预测结果选择相应的巡检策略,从而做到有针对性地预防舞动故障,提高巡检效率,进一步减小输电线路舞动带来的危害。     

基于压缩感知的架空线路舞动波形重构方法

针对高压输电线路时常发生的线路舞动灾害,提出了一种基于压缩感知的架空线路舞动波形重构方法.传统的基于传感器的舞动监测系统需要一定数量的传感器才能确保重构波形的准确度,而过多监测节点会增加输电线路的载荷,改变其力学特性.针对这一问题,将线路舞动数学模型进行稀疏变化,构建便于传感器布置的测量矩阵,并运用正交匹配追踪(Ort...     

基于嵌入式系统的输电线舞动在线监测系统

本文研究了一套基于嵌入式系统的输电线舞动在线监测系统的设计原理与实现,该系统是由USB摄像头,嵌入式计算机系统和GPRS模块构成。在嵌入式计算机系统中实现了嵌入式Linux的裁减,定制和移植,并在此基础上实现了基于Qtopia的应用监测程序的编写。该监测系统是以嵌入式计算机为载体,以USB摄像头采集到的图像数据为基础。实现了基于无线GPRS的电力设备的输电线的远程实时在线监测。     

沽太500kV双回线路覆冰舞动故障分析

介绍2009年4月发生的500kv沽太双回线路跳闸故障.从气象条件、海拔高度、地形地貌及线路结构参数等方面分析,确定此次线路故障是由强风、覆冰等恶劣气象条件导致的覆冰舞动跳闸.并结合输电线路舞动故障的研究成果以及华北电网公司的运行经验.从规划、设计、运行维护等方面提出以相间间隔棒为主、线夹回转式子导线间隔棒和双摆防舞器为辅的舞动防治措施和配置方案.建议相间间隔棒等防舞装置作为防治覆冰舞动的有效手段,应在易舞动等微地形、微气象区域深化应用.     

基于BP神经网络的输电线路舞动预警方法

为了保证在覆冰舞动环境下输电线路的正常运维,将输电线舞动预警问题归结为有监督机器学习方法下的分类预测问题,提出了一种基于BP神经网络的舞动预警方法。通过分析影响舞动的外界气象因素,构建了以风速、风向与线路的夹角、相对湿度以及温度为输入特征量的BP神经网络学习算法,判断是否达到易舞气象条件预测输电线的舞动情况,并采用评价指标评估其预警性能,以便进行模型改进。采用河南电网舞动相关历史数据进行算例分析,验证了所提方法的有效性和实用性。输出的预警结果可为电网运维人员合理制定调度决策提供支持,保证电网安全迎峰度冬。