我国输电线路铁塔结构设计可靠度研究

在已收集到的国内冰、风荷载统计资料的基础上,建立了冰、风荷载的概率统计模型;采用一次二阶矩法,对我国输电线路铁塔结构设计的可靠度进行了计算分析。结果表明,我国铁塔结构构件的设计可靠度水平基本能够达到目标可靠度指标的要求。研究成果可为研究我国输电线路元件的安全设置水平提供参考依据,为进一步深入研究元件的强度匹配关系奠定了基础。     

国内外输电线路铁塔设计安全度的比较

引入安全度概念,推导出铁塔安全度计算公式。结合荷 载效应比值、国内外标准的风、冰荷载比值等参数,计算得到 各国铁塔的设计安全度。结果表明,对于铁塔的设计,我国标 准规定的设计安全度与国外标准基本相当。研究成果可为我 国输电线路元件的安全设置水平提供参考依据,并且为元件 的强度匹配关系的研究做出了铺垫。     

输电线路元件的结构可靠度分析

为正确评价输电线路的安全性,本文以输电线路元件(导地线、绝缘子和金具)作为分析对象,建立了可靠度分析模型,通过分析影响输电线路元件荷载效应的永久荷载、风荷载的计算公式以及分布曲线,得到荷载效应的统计参数;考虑材料性能不定性、几何参数不定性和计算模式不定性,得到抗力统计参数。采用一次二阶矩方法,计算得到输电线路元件在大风工况下的可靠度指标。结果表明,按现行输电线路规范的安全系数设计的输电线路元件,其可靠度水平较高。研究结果可为输电线路概率极限状态设计方法提供参考     

基于ANSYS/PDS的覆冰荷载下高压输电塔可靠度分析

以2008年初南方雪灾致输电塔倒塌为背景,用现有输电塔设计规程作为标准,建立了某输电线路的一塔两线体系精细化有限元模型.考虑输电塔构件尺寸、材料性能及输电塔本身所受荷载的随机性,采用蒙特卡罗有限元法(ANSYS/PDS)进行可靠度设计,分析计算了覆冰厚度4种工况下输电塔的可靠性.结果表明:随覆冰厚度的增加,输电塔的失效概率随之迅速增大;输电塔的强度失效概率远大于刚度失效概率,覆冰荷载是造成强度失效的主要原因,而风荷载是造成输电塔刚度失效的主要原因;如果参考建筑结构构件的目标可靠度指标,现有输电铁塔在目前设计覆冰条件下并不能满足要求.     

考虑疲劳折损的架空输电线路风雨荷载失效概率模型

作为典型的风振敏感结构,架空输电线路极易受强风雨灾害影响导致故障停运。为了研究强风雨天气及设备自身机械强度对线路失效概率的影响,从输电线路设计规范和材料结构性疲劳过程入手,建立了一种考虑疲劳折损的架空输电线路风雨荷载失效概率模型。模型采用非线性退化过程模拟材料疲劳折损,并依据荷载-强度干涉理论进行失效概率计算。算例分析给出了风、雨、疲劳折损三者作用时的线路失效概率情况,并以IEEE-RTS 79系统为例介绍了以本模型结果为基础筛选重要线路、薄弱档号的方法。该模型能量化不同风雨荷载对失效概率的增大作用,同时响应线路日常振动导致的疲劳折损,是一种全新的建模思路,具有较好的应用前景。     

输电线路电子模拟原理

提出了输电线路电子模拟技术原理,并介绍了集中元件、小损耗输电线路及具有频变特性的输电线路的电子模拟方案.该技术依据导线之间电磁联系的数学模型,建立输电线路的等值计算模型.对于模型中数值可由采集量历史记录确定的元件采用数字信号处理器模拟,并通过A/D和D/A转换技术完成物理量与数字量的接口转换;而对于模型中与采集量历史记录无关、反映电压电流瞬时变化关系的元件则用实际元件实现.以小损耗输电线路电子模拟系统为例进行验证,试验结果表明了该原理的可行性,为进一步探讨体积小、投资省、操作方便的电力系统模拟方法奠定了基础.     

适用于半波长输电线路的快速方向纵联保护方法

基于工频故障分量和序分量的功率方向元件利用背侧阻抗特征可以准确识别线路正、反向故障,但由于半波长输电线路波过程的折反射时间很长,因此常规方向元件在保护启动后无法快速、准确判别反向故障。为此,提出了一种适用于半波长输电线路的新型故障分量方向保护方法。该方法利用半波长输电线路反向故障初期电压相间差故障分量和电流相间差故障分量的幅值相位关系,在线路两端分别计算反向识别系数;通过反向识别系数的大小来实现反向故障的识别。同时,采用工频故障分量方向元件和负序方向元件作为判定正向故障的辅助判据,与新方法一起构成了半波长输电线路快速方向纵联保护方案。该方案采用基于反向识别系数的快速动作逻辑,利用保护对反向故障的快速识别实现区内故障的快速动作。PSCAD/EMTDC仿真表明,所提方法可以准确识别线路正向故障和反向故障,实现半波长输电线路全线速动。     

基于虚拟仪器技术的输电线路微型物理仿真系统的设计

设计了一种基于虚拟仪器技术的低成本微型输电线路物理模型故障仿真系统.该仿真系统以若干个物理元件搭建的模型来模拟真实高压输电线路,借助虚拟仪器技术实现故障录波,利用LabVIEW+MATLAB对故障数据进行分析处理.仿真测试结果表明,该仿真系统能够较为真实反映实际输电线路故障状态信息,为低成本的输电线路物理仿真试验提供了良好的思路.     

同杆并架双回线继电保护工程应用实践

同杆并架双回输电线路由于其良好的经济性,在220 kV输电线路上得到了广泛的推广,但由于其结构上的特殊性,故障情况十分复杂,现有的继电保护功不能很好地适应其发展。在洛阳牡－马同杆并架双回输电线路工程实践中,通过对双回输电线路进行深入研究,采用基于故障分量方向的综合选相元件、基于六相序阻抗的距离保护原理、自适应重合闸判据及顺序重合策略、横联差动保护,并能够实现五相运行、“准三相”及其运行情况下各项后备保护功能。     

考虑元件耐受性的电网关键元件辨识

在历次大停电事故过程中,电网中存在少量元件对事故的演化发展起到关键性作用.为此,本文提出一种综合元件耐受性与重要性的电网元件关键性评估方法.从电网元件对电网电能传输影响的角度来衡量电网元件的重要性,分别定义了输电线路的潮流分布影响熵和节点电压影响熵;从引发电网元件失效的主导因素出发来衡量电网元件的耐受性,分别定义了输电...     

输电线路金具的全寿命选型

针对传统金具大量使用铁磁材料引起运行过程中磁滞和涡流损耗的激增,在线路金具实际选型中提出的秉承全寿命周期设计理念在工程应用中受到极大关注。统筹考虑金具采购、安装和运输的经济费用、运行损耗费用、故障检修费用、使用寿命、安全可靠性、环境保护等,搭建了输电线路金具全寿命选型模型,并结合厂家调研数据和实际输电线路工程的设计条件进行了全过程综合性评价,推荐符合实际需求兼顾全寿命理念的线路金具型式,以提高线路工程资产总体经济效益和社会效益。     

特高压交流线路金具常见电晕位置及串型优化

基于浙北—福州1000 kV特高压交流线路现场测试结果,研究了特高压交流线路金具的常见电晕问题.借鉴中国1000 kV特高压交流输电线路金具设计、制造、建设及运行经验,根据1000 kV特高压交流线路技术参数开展了悬垂串、耐张串和跳线串均压屏蔽环金具结构的优化设计工作,通过悬垂串的真型电晕及噪声测试进一步验证了金具的优...     

紧凑型耐张塔防雷分支地线的若干问题

近年来设计的500 kV紧凑型线路,为提高耐张塔防雷电绕击性能,在耐张塔地线支架外侧增加了跳线架,并加挂了防雷分支地线,但仍有分支地线从普通地线脱落,造成永久性单相接地短路故障的发生。从分支地线的受力模型、T接金具等方面分析了故障原因,提出采用预绞式T接线夹,优化分支地线安装位置、线长、弧垂等措施来提高线路运行的安全性。     

输变电采用节能型金具势在必行

文章列举了铸铁线路金具的耗能弊端,以大量试验数据和计算,阐述采用铝合金节能金具的必要性和可行性,通过综合比较,经济分析,认为使用节能金具势在必行。     

影响导线压接握着力的因素探讨

架线工程开工前需对工程用导线及相应的耐张线夹和接续金具(以下简称金具),同配套的钢模,制作3根检验性试件.试件的握着力均不应小于导线计算拉断力的95％方为合格.在实际操作过程中有时会出现导线压接不合格的现象.根据实际碰到的一些现象,对影响导线压接握着力的因素进行简单分析.     

±800 kV输电线路直流绝缘子串分布电导模型及其对电压和泄漏电流的影响研究

直流绝缘子串泄漏电流不仅是绝缘子金具腐蚀的主要原因,同时也是在线监测的一项重要指标。为了研究直流绝缘子串上不同位置绝缘子金具上的泄漏电流的组成及分布特性,文中建立了直流绝缘子串三维有限元模型,研究了绝缘子串上金具对导线、大地,以及绝缘子金具之间的电导,分析了绝缘子金具处泄漏电流的影响因素及分布特性。结果表明:直流绝缘子串不同位置金具上的泄漏电流存在较大的差异;绝缘子金具泄漏电流分为沿面泄漏电流和空间泄漏电流,沿面泄漏电流沿着绝缘子串表面流动,空间泄漏电流的一部分在绝缘子金具、空气、杆塔、大地之间流动,另一部分在绝缘子金具、空气、均压环、导线之间流动;直流绝缘子串电压分布情况是分布电容和分布电导共同作用而形成的动态平衡状态。该研究成果可为绝缘子金具腐蚀、泄漏电流在线检测以及绝缘子串等效电路的研究提供参考。     

南网输电线路导地线金具和绝缘子覆冰掉串原因分析及措施建议

在2008年初的电网冰灾事故中,导地线金具和绝缘子覆冰掉串是输电线路事故中常见的情况。文章对广东、贵州、云南和广西自治区四个省区的线路中导地线金具和绝缘子覆冰掉串情况进行了分类统计及原因分析,给出了导线绝缘子掉串的作用机理,为减少输电线路今后发生此类事故的概率提出了具体措施建议。     

1 000 kV特高压输电线路配套金具研制

为了配合国家电网1000kV交流特高压输电线路的建设，在江苏省电力公司的支持下，江苏省电力试验研究院、南京线路器材厂对1000kV特高压输电线路配套金具进行了立项研究。文章结合该研究项目，对特高压线路金具的研制内容、绝缘子串典型方案确定、主要金具产品的设计以及各类电气、机械试验的研究等进行了系统的阐述。     

输电线路压接质量检测装置的研究和设计

输电线路作为电力网中重要的组成部分,其时常出现的掉线等事故严重影响了电力系统的安全运行,造成掉线等严重事故多为输电线路上电力金具压接质量不符合规程要求所导致。为了预防此类事故的发生,对输电线路上金具压接质量的检测方法进行研究具有非常重要的理论与工程应用价值。首先提出了利用X射线探察作为无损检测手段;然后,基于X射线检测探伤理论和实际输电线路的检测工况,对该检测装置进行了结构设计;最后,利用这套装置对典型压接质量缺陷进行了验证,并且可以清晰、直观、可视化的展现出各种典型压接质量缺陷。这个装置实现了高压输电导线金具压接质量检测,为预防因输电线路压接质量不佳而产生的事故发挥了重要的作用。     

应力松弛对导线压接金具接触电阻的影响

应力松弛被认为是引起输电线路压接金具接触电阻增加的主要因素之一,研究应力松弛对压接金具接触电阻的影响对于评估金具压接质量和健康状态极其重要。通过开展压接金具循环电流试验,对比了循环电流引起的应力松弛对不良压接金具和良好压接金具的接触电阻的影响,研究了接头温升与接触电阻在评价压接质量方面的差异,探讨了接触电阻在线测量在工程应用中的价值。