共享铁塔防雷接地可靠性研究

共享铁塔是在电力杆塔上加装通信设备,然而电力系统和通信系统的容量、电压等级等相差较大,两者之间的相互作用不可忽略.为获取共享铁塔接地装置暂态性能,本研究参照220 kV电力铁塔和移动通信机房接地装置图纸,建立了铁塔地网和通信机房地网不同连接方式,不同连接点个数,电缆不同连接方式情况下雷击共享铁塔的暂态计算模型,研究共享铁塔遭受雷击时接地网防雷可靠性.通过分析地电位分布情况及电缆电磁骚扰情况,得到出重要结论:若考虑降低接地网的暂态地电位升峰值,宜采取两地网间距10 m;若从共享铁塔接地网的均衡性能角度出发,宜采用将通信机房置于塔下的接地方式.     

基于共铁塔的基站天线对在线监测设备电磁影响研究

随着共享铁塔建设的全面开展,基站天线对同塔布置的输电线路在线监测设备的电磁干扰问题开始凸显。结合在线监测设备的电磁兼容标准,揭示了基站天线对在线监测设备的电磁干扰机理。通过建立电大尺寸金属散射体无源干扰求解模型,采用物理光学-矩量法混合算法求解基站天线在铁塔表面产生的感应电流,获得了在线监测设备处的散射电场值。以山东35 kV 共享铁塔为算例,以天线工作频率、天线与在线监测设备之间的间距为变量,分析了铁塔塔头型式、天线功率、天线倾角等不同工况下的散射电场变化规律。结果表明,铁塔塔头型式对干扰影响较小,而天线功率和倾角对干扰影响较大。以此为计算依据,建议天线与在线监测设备之间的防护间距为18m。     

考虑多利益主体的电力与通信共享铁塔综合效益评估

能源互联网以其灵活适应能源和数字革命且交互相融的独特优势成为电网公司发展的重要前进方向。能源互联网的建设需要将电网与通信网更紧密地结合在一起,互联互通功能的增强,促成了“共享铁塔”的产生,分析共享铁塔的综合效益有利于激发其发展潜力。从电网公司、铁塔公司和政府主体出发,构建了共享铁塔综合效益评价指标体系,并引入区间数表征专家判断信息的模糊性,得到基于区间数的共享铁塔的综合效益评价模型,得出影响共享铁塔未来发展的关键指标,选取关键指标量化分析,为共享铁塔推广应用提供了重要参考。     

膨胀土地基桩基承载特性模型试验研究

输电杆塔基础的修建往往需要穿越复杂地质条件地区,膨胀土地基在遇水失水过程中剧烈的膨胀性和收缩性,不仅会引起土体强度改变,同时会引发膨胀变形,二者耦合作用使得膨胀土地基承载力的变化更为复杂。对此开展大尺寸模型试验,通过改变土体含水率,研究膨胀土地基中桩基在最优含水率和饱和含水率条件下的抗压承载力和抗拔承载力变化。研究表明:膨胀土含水率的变化,对抗压过程中的极限承载力影响更为明显,对抗拔过程中的极限位移影响更为明显。随着含水率的增加,桩身极限侧摩阻力和桩端阻力均在减小,但极限端阻力减小幅度大于极限侧摩阻力。同一含水率情况下,抗压试验桩身极限侧摩阻力呈抛物线形分布,而抗拔试验桩身极限侧摩阻力呈线性分布。     

500 kV变电站超规模扩建主变系统性研究

针对负荷发展需要增加500 kV变电站容量的现状,以某省现有最终规模为2~3台主变的20座500 kV变电站为基础,从电气一次、电气二次、土建、线路角度对这类变电站超规模扩建主变的可行性进行分析,提出超规模扩建主变的指导原则,为500 kV变电站超规模扩建工程的设计和评审工作提供相关依据。     

膨胀土地基扩底桩上拔承载力数值模拟

膨胀土的问题越来越被工程界所重视,尤其是我国有大量的建在膨胀土上的输电线路抗拔基础。利用已有的关于中等膨胀土的实验数据,采用弹性模量折减的方法,同时考虑了膨胀土含水率升高造成的土体强度衰减以及桩土界面摩擦因数的减小,从而模拟现场膨胀土含水率升高对膨胀土桩基上拔承载力的影响。着重对比分析了在浸水前后,扩大头埋深及扩大头直径对扩底桩承载特性的影响规律,从而实现膨胀土中扩底桩桩身尺寸的优化设计。     

微观结构对膨胀土土-水特征曲线的影响

为了探究膨胀土吸湿过程土-水特征曲线与微观结构变化的关系,采用渗析法和气相法对南阳原状膨胀土的持水特性进行研究,获得了土样在全吸力(0.01~309 MPa)范围内的土-水特征曲线。利用Van Genuchten模型对试验结果进行拟合;采用扫描电镜试验和压汞试验测定吸湿过程中土样微观结构的变化,从微观的层面对膨胀土土-水特征曲线的趋势进行分析。研究表明:在吸湿过程中,膨胀土的微孔隙和大孔隙体积含量增多,小孔隙体积含量减少;吸湿过程中小孔隙和微孔隙体积含量的动态变化使得膨胀土表现出在土-水特征曲线没有拐点的情况下持续增湿的特性;大孔隙体积含量的变化只影响土-水特征曲线的边界效应段,但是影响较小。     

共享铁塔无源干扰水平的求解与分析

新增基站天线使得共享铁塔的散射场更为复杂,不连续散射体在多激励源下存在耦合效应,进而导致传统输电线路无源干扰求解算法中电场积分方程推导用边界条件产生变化.为此,基于输电线路无源干扰散射场的产生机理,考虑不连续电磁散射体之间的耦合效应,提出了一种基于大面元物理光学法(large elemen-physics optic,LE-PO)算法的共享铁塔无源干扰水平改进求解方法.基于互易定理和等效原理,推导出了共享铁塔散射体二阶耦合散射后的边界条件,对其进行联立求解,获得了互耦背景下各散射体的等效源,然后对等效源进行积分求解以得到共享铁塔散射场,最终实现无源干扰水平的准确求解.单个基站天线与单根铁柱电波暗室实验结果表明,考虑耦合的无源干扰求解方法的相对误差为2.62％,而传统LE-PO算法的相对误差为9.85％.     

河南膨胀土地区输电线塔大板基础地基承载力数值模拟

河南地区输电线路大量分布在膨胀土地区,膨胀土具有吸水后强度明显降低的特性,可能导致输电线塔基础变形过大甚至失稳,威胁输电线路运行安全。基于膨胀土的强度特点,首先利用现行规范中的方法,计算了膨胀土地基的承载力特征值;然后通过三维有限元数值模拟建立了输电线塔大板基础模型,研究了大板基础膨胀土地基承载力和其破坏模式。模拟结果表明,随着饱和度的增加,膨胀土地基极限抗压承载力降低明显,但降低速率逐渐减小,破坏模式呈现出整体剪切破坏模式。将规范方法与数值模拟结果进行对比,可以初步得到规范法计算得到的膨胀土地基承载力偏保守的结论。     

基于多目标粒子群算法的变电站5G天线布点

为了减轻5G基站天线引入变电站后对站内敏感设备带来的电磁干扰,并对站内各监测设备处的5G信号进行优化,提出了一种基于多目标粒子群算法的变电站5G基站天线布点方法,即以变电站敏感设备处的射频场强不能超过规定的电磁兼容抗扰度限值为约束条件,以站内监测设备接受信号的Pareto最优解作为目标函数,采用多目标粒子群算法在变电站相关布点区域内寻找出最合适的基站天线布点。以500 kV官渡变电站为例,按照其内部实际的空间布局,利用本文算法得到4种天线布点安装方案,都能使得站内所有敏感设备处的射频场强低于10 V/m抗扰度限值,同时还能使得站内各监测设备处的平均信号分别提升3.77、6.37、4.34、4.58 dB,监测设备信号的方差分别减少了15.07%,12.64%,14.62%,14.78%,说明了本文算法即可以在一定程度上提升监测设备处的信号强度,还能使得站内各监测设备处信号的离散程度减小,使得信号在监测设备处覆盖更稳定,能为实际工程中变电站内5G基站天线的布点提供一定的参考。