特高杆塔雷电过电压计算

基于感应电荷准静法开发了用于特高杆塔雷电过电压分析的计算软件。用该软件计算了两种典型雷电 流波形下江阴特高杆塔绝缘子串两端的电压,并分析了组成过电压的两个分量的影响。计算结果与工程算法基本吻合,证明该软件可用于评价特高杆塔绝缘系统的雷电特性。     

特高杆塔的多波阻抗模型设计及雷击暂态特性分析

在特高杆塔遭受雷击的暂态过程中波过程占主导地位,因此特高杆塔的防雷设计与普通杆塔有本质区别,传统杆塔模型也不能套用在特高杆塔雷击暂态特性计算中。文章对国内外已有波阻抗杆塔模型做简要介绍,并在此基础上提出一种新的改进特高杆塔波阻抗模型,该模型考虑到塔身不同处波阻抗不同,将塔身分为多段分别计算波阻抗值。对雷击时暂态过程的分析说明新波阻抗模型更符合雷击时的实际情况,并应用该模型仿真分析了波阻抗、接地电阻及避雷线对特高杆塔雷击暂态特性的影响,为特高杆塔防雷设计提供了参考依据。     

大跨越特高杆塔线路防雷设计中EGM的应用

为确保大跨越特高杆塔的耐雷可靠性,在经典电气几何模型(EGM)的基础上,利用击距理论计算了线路等效受雷宽度,并利用改进的电气几何模型计算了大跨越特高杆塔线路的绕击跳闸率。计算中分析击距公式、击距系数、雷电先导入射角对线路受雷宽度和绕击跳闸率影响的结果表明,在大跨越特高杆塔线路的情况下,利用击距法计算的受雷宽度远远小于规程法所得结果,击距系数越大,线路受雷宽度越小,EGM法计算所得绕击跳闸率相应越小。计算结果可为设计线路部门提供依据。     

计算特高杆塔雷击响应的感应电荷准静法

雷击杆塔引起的过电压是导致输电线路事故的原因之一 ,需要尽量准确估计 ,而特高杆塔系统上传播的雷电波是球面波 ,为避免建立等效电路的困难建立了雷击杆塔、地线、导线系统响应分析的数学模型 ,提出了感应电荷准静法 ,用电磁场理论确定绝缘子串两端电压。分析对位参考点和分流问题后提出了新计算分流系数法。研究发现杆塔电位包括可变的抵消分量和雷电单极电荷引起的恒定分量两部分。感应电荷准静法计算杆塔模型的冲击响应与NEC 2的计算结果基本一致。     

输电线路雷击闪络分析中杆塔模型的研究

为更方便地计算输电杆塔各横担的电位以评估多回高塔的耐雷性能,建立了改进单波阻抗模型。基于电磁暂态计算程序,将新杆塔模型与传统的集中电感模型、单一波阻抗模型和多波阻抗模型对比,分析4种模型下塔身垂直方向上电位分布。采用反推法,由Hara多波阻抗模型推导出110、220、500 k V 3种电压等级下常见双回同塔和四回同塔高塔改进单波阻抗的推荐取值。研究结果表明,改进单波阻抗模型下的杆塔塔身电位分布与多波阻抗模型最为接近,在进行整条输电线路或者多基杆塔的防雷特性评估工作时,用改进单波阻抗模型代替多波阻抗模型,可以极大地减小计算量,实用性更强。     

输电杆塔结构抗震设计

结合输电杆塔震害主要型式及其原因分析,分析了现有杆塔抗震验算范围对输电线路抗震能力的影响,并提出杆塔抗震验算范围调整的建议。基于静力法、反应谱法和时程分析法等计算方法对杆塔结构抗震验算的适应性,提出了不同杆塔结构抗震设计的推荐方法。     

特高压线路雷击塔顶时导线上的感应过电压

随着电力行业的发展,尤其是国内特高压输电线路的出现,我国规程推荐的感应过电压公式的计算结果已严重偏离实际,需推出新的符合实际情况的感应过电压计算方法,作为防雷计算和防雷设计的依据。为此研究了雷击杆塔时,导线上产生的感应过电压的大小及波形,从理论上分析了包括规程法、回路法、抵消场法在内的多种计算方法及其特点。用以抵消场法为理论依据开发的感应过电压数字仿真软件计算特高压线路的感应过电压的结果证明了雷击塔顶时的感应分量和注入分量并非同时出现,简单的将两者相加作为过电压值是不准确的,而且主放电速度、雷电流峰值、上行先导长度、接地电阻等因素对感应过电压值都有明显的影响。     

改进复合材料杆塔多波阻抗模型及其仿真计算

针对目前复合材料杆塔耐雷性能仿真分析中多采用传统多波阻抗模型,雷击过电压仿真计算结果偏大的情况,考虑导线对地电容影响,提出了改进的多波阻抗模型,根据110 kV复合材料杆塔结构与接地方式,计算各部分波阻抗;建立复合杆塔三维模型,利用有限元法计算导线对地等效电容;利用改进多波阻抗模型计算分析不同塔型、不同接地引下线方式的复合材料杆塔耐雷特性,并与传统模型计算结果进行对比。结果表明,考虑电容时杆塔上的过电压下降了38%,更接近实际值;采用沿线路方向内侧竖直悬垂接地引下的方式可使复合材料杆塔的耐雷水平最大化。     

输电线路杆塔水平档距折算方法

为研究输电线路杆塔水平档距的折算方法,从杆塔规划入手,通过分析悬垂型杆塔及耐张型杆塔的受力特点,分析了杆塔的主要控制工况及其对选材和杆塔综合指标的影响,得出了悬垂型杆塔及耐张型杆塔设计时是否考虑档距折算的原因,并给出了悬垂型杆塔折算档距的计算原则和工程中的折算方法。     

杆塔模型对同塔双回110kV高杆塔雷电反击过电压的影响

杆塔模型对同塔双回110kV高杆塔上的雷电反击过电压幅值影响较大。为准确评价输电线路上雷电过电压的波特性,参考国内外输电线路反击耐雷性能中有关杆塔模型的研究,采用集中电感、单波阻抗、多波阻抗3种杆塔模型和9种波阻抗的计算方法,用ATP-EMTP建立雷击输电线路模型,计算并分析了实际运行同塔双回110kV线路中的一种高杆塔上的雷电反击过电压幅值与不同杆塔模型的适用性。计算结果表明,不同杆塔模型的计算结果存在一定的差异。     

基于智能天线的超高输电塔变形监测技术

提出了一种基于智能天线、扩频技术的超高输电塔变形测量方案,并对系统的工作原理进行了阐述.方案通过在超高输电塔安装多个无线电信标,利用天线阵列对信标的方位、距离信息进行监测,从而得到超高输电塔的变形量.针对多信标的波达方向估计需求,提出了一种基于平面阵的二维多重信号分类的改进算法,并对算法进行了仿真分析.仿真结果表明,提出的算法可以精确估计所有信标的方位信息,可对超高输电塔的变形以毫米级精度进行实时监测.监测到的变形信息将直接用于评估超高输电塔的健康状况.     

±800kV特高压线路耐张塔边横担特殊吊装技术

±800 kV特高压直流线路工程中采用的耐张转角塔具有高、重、横担长特点,在现场特殊环境条件下,常规施工方法无法完成耐张塔边横担吊装.介绍了采用内悬浮主抱杆配合塔上人字抱杆顺利完成吊装边横担的特殊施工技术.     

改进的双曲线冷却塔塔筒壁厚计算方法

对于常规冷却塔,塔筒喉部以上及喉部以下分别采用1个指数变厚参数,即可确定塔筒壁厚。然而超大塔、间冷塔塔筒下环梁的壁厚比常规塔要大很多,指数变厚方法难以适应这些塔筒壁厚定位设计的需要。为了解决该问题,提出了塔筒壁厚定位计算的改进方法,对喉部以下的区域进行分段处理,增加1个指数变厚参数。在满足塔筒稳定性的条件下,改进方法能够有效减少冷却塔塔筒的混凝土用量。     

输电铁塔计算模型分析

计算模型的选取是进行输电铁塔结构分析的首要任务之一。通过建立桁架模型、梁-桁架混合模型和刚架模型,分别对某角钢塔和钢管塔进行建模分析,得出输电塔在常见大风工况下的受力及位移状态。结果表明:对于角钢塔,采用桁架单元能够满足设计分析要求;对于钢管塔,使用梁单元建模分析能获得更加合理的计算结果。     

新旧荷载规范对输电塔风振的影响

为分析新荷载规范关于风荷载方面的修订对输电塔结构风振的影响,采用线性滤波法并考虑空间相关性对某一特高压输电塔的风速时程进行数值模拟.采用有限元法分析输电塔的动力特性,对比了由于新荷载规范湍流度的提高对输电塔结构位移响应和加速度响应的影响.根据模拟结果按定义式计算结构的风振系数,并同新旧荷载规范中的风振系数计算表达式计算的结果进行对比.结果表明,由于新荷载规范对10 m高度名义湍流度和峰值因子有较大提高,而钢结构的阻尼比不变,在新规范规定下结构的风振响应增大20％左右,而风振系数在各高度处均有不同程度的提高.     

雷电定位系统线路杆塔坐标校准方法

为提高雷电定位系统雷击故障定位的准确性以及线路雷电参数统计的真实性,给出了一种输电线路杆塔坐标的校准方法。首先,根据输电线路杆塔的测量坐标,计算出测量档距,将测量档距与运行档距以及线路的允许误差进行对比,确定坐标可能有误的杆塔;然后,根据可能有误杆塔的编号及误差的大小和符号,确定需要校准杆塔;最后,根据运行档距及杆塔的转角情况,利用地理信息系统软件的测距功能,对需要校准的杆塔坐标进行校准。以某线路为例对该方法进行了验证,一次雷击故障由定位到相邻杆塔变为定位到遭受雷击杆塔,提高了定位的准确性,验证了该方法的有效性和有用性。     

特高压钢管塔锻造法兰优化设计研究

钢管塔在特高压工程中的推广应用对钢管塔的可靠性与经济性提出了新的要求。通过分析比较钢管塔与角钢塔的塔材组成,并结合钢管塔的结构特点,提出了通过降低联接件比重实现进一步提高特高压钢管塔经济性的方法。详细分析了目前特高压钢管塔锻造法兰的应用情况,提出锻造法兰精细化设计的新方法,并结合超/特高压同塔4回钢管塔的设计进行了各种方法的可行性和经济性分析。研究表明：在特高压钢管塔设计中,通过应用强度级差与布置优化、结合锻造法兰进行钢管选材等综合措施,最大程度的降低锻造法兰的比重,能够进一步提高特高压钢管塔的经济性。