架空输电线路荷载规范中导线风荷载的分析

《架空输电线路荷载规范》正逐步代替旧规范。成为重要的设计依据,主导今后架空输电线路工程中杆塔荷载的设计工作。本文主要研究《架空输电线路荷载规范》中线条风荷载的计算,通过对脉动风以及阵风系数、档距折减系数与风振系数等新系数的研究,解析系数背后的物理意义,并将其与旧规范计算结果进行比较。     

中美设计规范导地线风冰荷载比较

为详细研究中美设计规范在导地线风荷载和并何在计算方面的差异,介绍了中美两国输电线路荷载设计规范,从线条风、冰荷载计算公式出发,对基本风速、风压高度变化系数、风荷载调整系数、覆冰厚度等参数进行研究,对比线条风、冰荷载计算的异同点。算例结果表明,中美两国规范在导地线风、冰荷载计算值上都存在差别,为工程设计提供了参考。     

中印输电线路规范风荷载比较

面对越来越多的国外工程设计的需求,了解、熟悉并掌握国外规范及其与国内规范的异同,对于在国外工程中更好地采用国外规范进行设计是很有必要的。从实际工程出发,对印度输电线路规范IS 802和中国输电线路规范GB 50545-2010的风荷载计算进行分析和比较。结果表明,中印规范在风荷载重现期、平均时距、风载体型系数、风振系数以及线路和杆塔风荷载计算值上都有些差别。     

1000kV构架风振系数的计算研究

1000kV变电构架高度高,荷载大,结构重要性高,采用钢管格构式结构,自振周期大,属高柔结构,在风荷载作用下的动力响应相当显著。基于Matlab,采用Davenport风速谱对大气边界层的脉动风速进行模拟,并将风荷载作用于构架上,使用Ansys分析1000kV构架的风振响应。根据风振系数的定义,在风振响应计算结果的基础上,对1000kV构架各分段的风振系数进行了计算,并与基于相关规范的设计取值进行了比较。计算结果表明,构架x向与y向的风振响应并不完全相同,通过理论计算所得的风振系数并不与高度完全成比例,x向风振系数在构架横梁处存在较大的突变。杆件内力计算结果表明,只要取值合理,构架设计时,格构式部分可沿全高取统一风振系数,与根据各分段实际风振系数计算所得杆件内力的误差并不大。     

国内外输电塔风荷载技术标准比较分析

随着海外工程设计项目的日趋增多,设计人员了解、熟悉并掌握国内外规范间的异同显得尤为重要。将我国输电线路规范与美国ASCE规范、日本JEC标准、欧盟EN规范、国际标准IEC规范进行对比,重点分析了风压高度变化系数、风荷载体型系数、风荷载调整系数(风振系数)等相关参数的计算取值。对比分析结果表明,国内外规范在基本风速、风压高度变化系数、风荷载体型系数、风荷载调整系数(风振系数)、角度风荷载计算方法等方面存在差异。分析结果可供输电工程设计技术人员提供参考。     

国内外输电塔风荷载技术标准比较分析

随着海外工程设计项目的日趋增多,设计人员了解、熟悉并掌握国内外规范间的异同显得尤为重要。将我国输电线路规范与美国ASCE规范、日本JEC标准、欧盟EN规范、国际标准IEC规范进行对比,重点分析了风压高度变化系数、风荷载体型系数、风荷载调整系数(风振系数)等相关参数的计算取值。对比分析结果表明,国内外规范在基本风速、风压高度变化系数、风荷载体型系数、风荷载调整系数(风振系数)、角度风荷载计算方法等方面存在差异。分析结果可供输电工程设计技术人员提供参考。     

特高压输电塔结构动力分析及风振响应研究

特高压输电铁塔具有高度高、体系柔、对水平风荷载敏感的特点。以1000 kV特高压工程实例为研究对象,对输电铁塔进行了自振特性分析,验证了结构布置的合理性,利用随机振动线性滤波器理论模拟生成脉动风荷载,以求出风振系数,并将求出的结果与当前规范计算值进行对比。通过对比可知当前规范计算值无法准确反映输电铁塔的结构特点。将按照不同方法求得的风振系数代入有限元模型进行静力求解,并将得出的主材内力进行对比分析后,提出利用GB5 009—2012《建筑结构荷载规范》求得的风振系数对特高压输电铁塔进行设计计算较为合理、安全。     

输电塔防台风风洞试验研究

以500kV双回路三塔四线模型为对象,通过风洞试验研究输电线路在良态风和台风作用下的风振响应,并将试验结果与理论计算结果进行对比和分析。得出结论:在台风环境下塔线体系的风振响应增大;在1阶振型自振频率附近,导线的存在使塔线体系的振动比单塔显著;杆塔承载力计算时仅考虑1阶振型是可行的。对输电塔防台风设计方法提出建议:台风地区的杆塔风振系数取值应大于良态风场;应对GB 50009—2001《建筑结构荷载规范》的风振系数计算结果进行修正。     

输电线路风荷载调整系数(风振系数)计算探讨

输电线路风荷载调整系数(风振系数)的大小与结构本身和自然条件有关, 其值的大小, 不仅影响铁塔的安全和可靠度, 也影响到塔材指标。通过计算和分析可知: 杆塔风荷载调整系数βz与杆塔的类型、高度、坡度有关,βz值增大的主要原因是杆塔的质量增大; 导地线风荷载调整系数βc 值受风速、档距、气动阻尼和地面粗糙度的影响。在输电线路设计中必须找到快捷方便地计算βz和βc的方法。     

1000kV特高压山区单回路输电塔风振特性研究

1000kV特高压单回路输电塔属于风敏感结构,风与结构的相互作用十分复杂,风荷载常常是设计的主要控制荷载之一。以某1000kV单回路塔为研究背景,获得了结构的自振动力特性。基于随机振动理论推导了铁塔的风振系数计算公式,研究了垂直线路方向和顺线路方向的振型模态,同时分析了结构各层的风振系数分布特点,并与设计规范进行对比,得出特高压单回路输电塔风振系数计算的经验公式。通过研究,揭示了1000kV特高压单回路塔的风致振动特性,结果可作为特高压铁塔结构抗风设计的参考。     

国内外规范输电线路铁塔风荷载特性对比

输电铁塔属于风敏感结构,风与结构的相互作用十分复杂,风荷载是设计的主要控制荷载。随着涉外工程的增多,准确把握国外规范的风荷载取值成为铁塔设计的关键一步。首先对国际上通用的输电线路设计规范（包括ASCE 74-2009、IEC 60826及BS EN 50341）中关于铁塔风荷载的计算原理进行梳理和分析,得到了一套完整的铁塔风荷载计算方法。以某一典型的输电铁塔为研究对象,分别按照国外规范计算得到了塔身和横担的风荷载,分析了结构各层的风荷载分布特点,并与我国规范的计算结果进行对比研究。通过研究,揭示了国外规范计算铁塔风荷载的特点,结果可作为输电铁塔抗风设计的参考。     

国内外标准变电构架风荷载及风致响应对比

为提高中国电力工程变电结构设计的国际化水平,对比了海外变电站格构式构架设计中4种常用标准的风荷载及风致响应的差异,分析了产生差异的根源及不同标准风荷载对不同电压等级构架设计的影响。文中将ASCE 113、BS EN 50341-1、IEC 60826和GB 50009标准中风荷载的计算公式统一转换为同一形式,以便于单独对比分析各个系数,研究发现荷载系数的差异是导致中国国家标准（GB）风荷载设计值大于其他标准的根本原因。通过计算对比4个电压等级的典型变电站格构式构架,得到50年重现期时,按风荷载标准值计算的构架柱变形值GB与其他标准差异不大,而按风荷载设计值产生的杆件内力GB计算结果可达按其他标准计算结果的1.14~1.37倍,且此比值随高度和电压等级的提高而增大。     

全方位角度风作用下铁塔风荷载分配系数特性研究

准确确定铁塔风荷载是输电铁塔设计的关键一环,全方位角度风荷载分配系数的选取是否合理将直接影响到铁塔的设计指标。在对规范中塔身、横担风荷载的计算原理进行梳理和分析的基础上,通过对IEC 60826和BS 50341规范中关于塔身和横担风荷载的剖析,推导了线路前后侧塔身和横担360°风吹时角度风荷载分配系数计算公式,给出了不同正侧面投影面积比值时的角度风荷载分配系数,分析了分配系数的特点。通过对比研究揭示了塔身和横担角度风荷载分配系数的特点,研究结果可作为输电杆塔抗风设计的一种参考。     

输电线路设计规范中风荷载计算方法的比较

通过对我国GB 50545-2010《110～750 kV架空送电线路设计技术规范》与国际电工学会规范IEC 60826-2003、美国输电线路规范ASCE 74-2009、日本输电线路规范JEC 127-1979中输电线路设计风荷载的计算公式与各个计算参数设定的比较,在输电线路设计中可以更好理解输电线路风荷载的计算。以1条500 kV输电线路的典型铁塔为例,分析了相同设计条件下不同标准计算结果的差别。结果表明我国规范计算的风荷载在数值上与其他三者差别不大,但在各个参数规定上值得进一步讨论。     

中国与美国输电塔风荷载技术标准比较与分析

ASCE74—2009《美国输电线路结构荷载指南》已被许多国家采用和借鉴,了解其内容对我国的电力建设以及参与涉外工程具有重要意义。风荷载是输电塔设计的控制荷载,掌握我国规范与ASCE74—2009风荷载计算方法的区别对输电塔的设计非常必要。介绍了我国规范与ASCE74—2009的输电塔风荷载计算公式,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斜向风荷载计算方法等参数的计算差异,为输电工程技术人员提供参考。     

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。     

国际电力工程中不同标准的设计风速计算方法

针对国际电力工程设计常用的美国标准ASCE/SEI 7-05-2006《Minimum design loads for buildings and other structures》、国际标准IEC 60826-2003《Design criteria of overhead transmission lines》和我国相关标准GB 5009-2001《建筑结构荷载规范》(2006年版)中设计风速计算方法存在的差异进行比较和分析,并通过统计试验的方法对不同标准进行分析研究,为以后的国际电力工程勘测设计工作提供参考。     

风电优先调度对电力系统能源强度及经济成本的影响

近年来,中国风电产业快速发展,但同时面临着越来越严重的弃风问题,其主要原因之一是社会对风电发展的社会价值和经济价值还没有达成统一认识。利用京津唐电网2014年的实际数据,计算了在不同风电接入比例下,风电优先调度对电力系统能源强度和经济成本的影响,并进一步分析了为实现电力系统能源强度最低是否需要弃风的问题以及弃风出现的拐点及具体的弃风比例。研究显示,随着风电发电比例的增加,电力系统能源强度不断降低;为实现系统能源强度最低,在冬大和冬小负荷方式下,风电发电比例分别为14.19%和19.92%时将产生弃风,但此时弃风比例很低,接近于0;当风电发电比例分别为22.51%和24.62%时,为实现系统能源强度最低,冬大和冬小时弃风率也只有5.00%左右。研究还显示,随着风电发电比例的增加,电力系统经济成本不断下降。     

输电塔体型系数与角度风荷载系数对比研究

体型系数和角度风荷载系数是风荷载计算的重要参数.将中国规范与美国规范、欧洲规范、日本规范、澳洲规范、IEC规范以及相关风洞试验结果进行对比,分析体型系数和角度风荷载系数的差异.按中国规范,对一直线塔增加75°大风工况进行内力分析.结果表明:中国规范低估了角钢塔体型系数;中国规范钢管塔的体型系数与风洞试验结果比较接近;日...