±500 kV直流线路工程多冰区与结构工程量关系研究

目的 塔重和基础混凝土量是线路工程中重要的工程量指标。文章通过对比云贵互联通道工程新设计10 mm、15 mm、20 mm、30 mm、40 mm冰区典型杆塔的塔重及基础混凝土量,探究冰区对塔重和基础混凝土量的影响。 方法 文章进行了杆塔部件分析,全面认识了各部件与杆塔总重量的关系;通过不同冰区塔重和基础混凝土量的比对分析,研究了不同冰区与塔重和基础混凝土量的关系。 结果 分析表明：耐张塔变坡以下塔身占总塔重的比例最大;直线塔横担、变坡以上塔身、变坡以下塔身均在总塔重中占有较大份额;覆冰对直线塔重量的影响大于耐张塔,30 mm冰区塔重增速最大;覆冰对耐张塔基础混凝土量的影响大于直线塔,30 mm冰区杆塔基础混凝土量增速最大。 结论 不同冰区杆塔的工程量存在一定的比例关系,可为以后的直流线路工程量的估算提供参考。     

500kV双回路直线转角塔输电线路的防雷保护分析

针对江苏省的典型500kV双回直线转角塔输电线路,杆塔型号为SZJ1、SZJ2和SZJ16,采用电气几何模型,分析杆塔呼高和绝缘子串偏角对直线转角塔输电线路绕击耐雷性能影响。计算结果表明,随着杆塔的呼高增加,直线转角塔输电线路的绕击跳闸率逐渐增大;随着绝缘子串偏角的增加,SZJ1和SZJ16直线转角塔输电线路的绕击跳闸率逐渐增大,而SZJ2直线转角塔输电线路的绕击跳闸率先降低后增加,在40°左右达到最小值;SZJ1和SZJ16直线转角塔输电线路的绕击跳闸风险降低,SZJ2直线转角塔输电线路的绕击跳闸风险较高。选取江苏省500kV兴斗5294线的56号杆塔(SZJ2型)处输电线路进行仿真计算,结果表明56号杆塔的内侧中相导线最易遭受雷电绕击,绕击跳闸率最高,与实际运行经验比较符合。通过分析减小保护角对SZJ2直线转角塔线路绕击耐雷性能的影响,给出不同高度直线转角塔线路所需采用的保护角推荐值。     

基于ANSYS的输电线路杆线体系模态分析

利用ANSYS有限元分析软件建立输电线路三杆两跨有限元仿真模型,研究不同工况下该体系中门型耐张杆塔的模态及固有频率,分析结构自重和导线张力对门型耐张杆塔振型和频率的影响。得出结构自重和导线张力对杆塔振动特性的影响较小;杆塔前四阶的振型主要是侧移和绕着自身竖向中部扭转,变形和振动最大处容易出现在杆塔的顶端和中间部位;杆塔具有同一频率对应多个不同模态的特性,会对输电线路杆线耦合体系的受力和变形产生重要影响。     

220 kV耐张杆塔导线侧金具更换工具的研制

摘要： 随着杭州市电网线路逐年增多,如何能够快速、安全、有效的更换220 kV耐张塔导线侧金具及其联板,已成为当务之急。通过仿真比较与现场测试,研制出了一套更换220 kV耐张杆塔导线侧翼型卡及配套工具的方法。现场测试结果表明,该方法有效地缩短了更换时间,改善作业技术条件,增加了送电可靠性。     

500 kV输电线路避雷器配置方案计算

针对单回酒杯塔、双回鼓形塔2种500 k V输电线路典型杆塔,通过三维电气几何模型法和电磁暂态分析程序仿真,对不同线路避雷器配置方式的耐雷水平和保护范围进行了理论分析计算,给出了不同地形下线路避雷器推荐配置方式,提高技术经济性。     

大跨越输电塔—线体系脱冰振动模型试验

输电线路脱冰振动响应给电网的正常运行带来重大的安全隐患。为精确分析大跨越输电塔—线体系中导地线脱冰对铁塔造成的动力冲击响应,以晋东南—南阳—荆门1 000 kV特高压输变电工程中的黄河大跨越段为原型,对覆冰条件下五塔四档线塔—线体系模型的脱冰冲击响应进行了模拟试验,通过对比分析塔—线体系在不同脱冰工况下杆塔的动力响应,获得输电杆塔的最不利脱冰工况,找出了输电塔在脱冰冲击作用下的最不利位置。利用ANSYS软件建立与试验模型相应的输电塔线体系模型,采用完全法瞬时动力分析模拟导、地线脱冰,提取各个测点应变,所得结果与试验结果吻合。     

220 kV贺青甲线路耐张杆塔跳线断股成因及对策

基于220kV贺青甲输电线路#1～#84段共15基耐张杆塔跳线断股现状调查,对不安装间隔棒垂直排列型式的双分裂输电线路耐张杆塔跳线断股原因进行分析,并提出了增大固定上跳线与耐张金具间距的解决措施,通过改进FJQ-405球绞型间隔棒、实施安装跳线防磨间隔棒的防跳线断股方案,使该线路跳线断股数量由12处减至1处,运行效果良好,已推广应用至相同排列型式的垂直双分裂线路上。     

架空输电线路覆冰在线监测系统的研究与实现

针对架空输电线路覆冰在线监测要求准确反映线路的覆冰状况,根据耐张塔和直线塔的不同结构特点,综合利用拉力、导线和绝缘子倾角的参数,较全面地考虑风偏因素影响,分别建立了耐张塔耐张塔和直线塔直线塔覆冰监测模型,提出了依据覆冰厚度与覆冰速度相结合的综合覆冰报警方案,并将覆冰模型及报警方案应用于实际监测系统,运行结果表明其满足输电线路覆冰告警和预警双重化功能要求。     

珠江三角洲地区典型10 kV杆塔感应雷耐雷性能分析

10 kV配电线路雷击跳闸的主要原因是感应雷。为分析各因素对感应雷耐雷性能的影响,从而实施有针对性的防雷治理改造,依据电磁场法推导了感应过电压的计算公式,选取珠江三角洲地区典型10 kV四回路直线塔BB 20,分析了雷击点位置、杆塔高度、线路绝缘水平对杆塔耐雷性能的影响。基于增加放电路径通道长度的原理,提出通过加装复合绝缘塔头或横担的方法来提高杆塔耐雷性能。     

交流特高压杆塔基础混凝土温升研究

针对特高压线路杆塔基础故障散流时引起混凝土温升问题,基于热力学有限元分析理论构造杆塔基础模型块,在比较ANSYS软件仿真和试验结果的基础上确立了混凝土发热仿真分析的可行性和有效性。对典型垂直四塔基单桩特高压杆塔基础散流情况下混凝土最大温升计算表明,杆塔基础混凝土的热稳定性能得到保证。     

超大功率风力发电机组塔筒屈曲分析

以某型8 MW风力发电机组塔筒为对象,采用有限元方法开展超大功率风力发电机组塔筒屈曲特性分析.建立塔筒门洞段有限元模型,研究门框对塔筒屈曲稳定性的影响,结果表明:门洞加框能提高塔筒屈曲稳定性.为进一步提高塔筒屈曲稳定性,提出塔筒内壁设置加强筋的强化设计方法,研究加筋数目、加筋尺寸与塔筒屈曲稳定性的作用规律,结果表明:环...     

角钢输电塔外贴槽钢并联加固承载能力研究

目的  现有角钢输电塔已持续运行多年,结构损伤导致使用性能降低,同时老旧输电塔设计承载力已不满足现有规范设计要求。为了解决老旧输电塔承载力不足的问题,提出了1种角钢外贴槽钢并联加固方法,通过试验研究与有限元分析获得了加固结构承载力,并提出了基于弹性分析的屈曲临界荷载公式。 方法  为了获得构件的承载力,设置了2组试件的轴压试验,开展了2种构件轴压有限元数值模拟：未加固角钢、角钢贴合槽钢;根据破坏形式推导了基于弹性分析的薄板屈曲临界荷载计算公式。 结果  轴压试验结果表明：未加固角钢试件发生弯扭破坏,角钢贴合槽钢试件发生局部屈曲破坏,加固构件承载力可有效提高。 结论  角钢贴合槽钢改变了原有角钢的失稳破坏状态提高了角钢承载力,建立的有限元模型可真实反映加固构件破坏状态,理论计算公式可准确计算加固构件的轴压承载力。     

山区长短腿输电塔的动力失稳分析

针对山区长短腿输电塔在静风和脉动风作用下动力失稳问题,为寻求输电塔失稳极限风速和破坏发生路径,研究了山地丘陵B类地貌常用5B ZBC4型长短腿输电塔在风载作用下的动力特性,采用B-R准则和动态增量法（IDA）并结合位移等值准则,考虑了不同的风载作用,模拟了山区脉动风载对输电塔进行非线性屈曲分析和时程分析。结果表明,输电塔靠近山顶侧发生受压破坏、山谷侧为受拉破坏,且从塔腿开始逐渐发展到塔身,最终导致倒塔事故;现行山地丘陵输电塔的抗风设计规范将风等效为静力荷载的方法偏于不安全。     

塔线体系在覆冰荷载作用下的力学性能研究

以500kV典型设计中的5B-ZB1直线酒杯塔为原型,采用空间桁梁混合结构来分析输电塔和索结构,并基于有限元方法分析导地线,构建了输电塔及塔线体系模型,通过逐级增加覆冰厚度的方法进行静力计算,分析了输电塔和塔线体系在覆冰荷载、风荷载、自重荷载及导线张力共同作用下的力学性能,对比分析了计算结果。结果表明,在覆冰荷载作用下杆塔的主要破坏是达到钢材的屈服强度而发生失稳破坏,输电单塔比塔线体系更偏于安全,而塔线体系更符合实际情况。     

基于有限元分析的风电机组塔架结构正交试验设计

采用正交试验设计方法设计正交试验模型,利用ANSYS有限元分析软件对正交试验模型进行静强度、疲劳强度、模态和屈曲分析,通过使用极差分析法,分析塔架结构因素对各试验指标的影响。并绘制因素与指标趋势图,直观地显示试验指标随因素水平变化的趋势,为进一步试验指明方向。     

MW级风电机组钢筋混凝土塔筒稳定性分析

通过理论计算与有限元分析方法,对钢筋混凝土塔筒进行屈曲与稳定性分析。计算结果表明,预应力下的钢筋混凝土最大静应力出现在门洞边缘位置,线性屈曲分析由于未考虑非线性因素的影响,得到的临界载荷偏大,而非线性屈曲分析得到的结果可作为对工程算法的修正。随着风力机功率的增加,塔筒高度也不断增加,深入研究钢筋混凝土塔筒的结构特性,为钢筋混凝土结构塔筒工程应用奠定基础。     

不同海况下近海超大型风力机动力学响应及结构损伤分析

以超大型DTU 10 MW单桩式近海风力机为研究对象,通过p-y曲线和非线性弹簧建立桩-土耦合模型,选取Kaimal风谱模型建立湍流风场,基于P-M谱定义不同频率波浪分布,并利用辐射/绕射理论计算波浪载荷,采用有限元方法对不同海况下单桩式风力机进行动力学响应、疲劳及屈曲分析。结果表明：不同海况波浪载荷作用下塔顶位移响应及等效应力峰值远小于风及风浪联合作用,其中风浪联合作用下风力机塔顶位移响应及等效应力略小于风载荷;波浪载荷对风载荷引起的单桩式风力机动力学响应具有一定抑制作用,此外相较于波浪载荷,风载荷为控制载荷;风载荷与风浪联合作用下风力机等效应力峰值位于塔顶与机舱连接处,波浪载荷风力机等效应力峰值位于支撑结构与桩基连接处;仅以风载荷预估风力机塔架疲劳寿命将导致预估不足;随着波浪载荷的增大,风力机失稳风险加大,波浪载荷不可忽略;不同海况下,风浪联合作用局部屈曲区域位于塔架中下端,在风力机抗风浪设计时,应重点关注此处;变桨效应可大幅降低风力机动力学响应、疲劳损伤及发生屈曲的风险。     

筒形结构抗屈曲加劲肋优化设计

针对风电塔筒极易发生屈曲破坏的问题,以筒形结构抗屈曲加劲肋设计为例,提出了一套集成化风电塔筒抗屈曲加劲肋设计方法。采用APDL语言进行建模和加载,自动提取屈曲计算结果作为参数,建立优化的状态变量和目标函数,采用零阶函数对数目众多且离散的变量进行优化,并可提供多组可行数据供用户比对分析。算例分析表明,该方法有效可行。