考虑电磁力影响的四分裂导线舞动

导线舞动是输电线路的一种低频、长时间的流固耦合现象。舞动通常会造成线路的严重破坏,特别是在高压多分裂导线架空输电线路,舞动现象会更加复杂。虽然现有研究已经提出了一些简化的导线舞动理论;但输电线路的舞动行为仍然需要进一步分析,这主要取决于线路运行工况的细化分析。采用精细有限元法计算了四分裂导线间的电磁力,得到了一种考虑电磁力影响的四分裂导线舞动数值模拟方法。此外,重点研究了电流强度对典型四分裂输电导线舞动特性的影响,包括舞动轨迹、频率、舞动模式和振幅。同时,进一步分析了在不同档距和风速下,考虑电磁力影响的四分裂输电导线舞动特征。结果表明,电磁力对线路的导线舞动行为有明显的影响。因此,有必要考虑导线舞动过程中的电磁力影响。     

覆冰八分裂导线舞动过程中的次档距振动研究

通过数值分析的方法分析了八分裂导线的次档距振动现象和特征,对比数值模拟结果,寻找各子导线间的运动轨迹及舞动幅值的异同。结果表明覆冰八分裂输电线路各子导线在不同风速下舞动的方向均相同,但因受尾流干扰和气动载荷的影响,子导线在不同的风速下振动的幅值不相同,其舞动时程图极限为一个斜椭圆形。可见覆冰八分裂导线舞动过程中的次档距振动,可能会导致子导线发生碰撞,从而对特高压输电线路的安全运行造成危害。研究结果为特高压输电线路的舞动原理的研究和防振提供参考。     

特高压新月型覆冰导线气动力特性研究

针对特高压多分裂输电导线的概况,通过风洞试验和FLUENT流体动力学软件,分析了八分裂新月型覆冰导线各子导线在不同风攻角、风速下气动力特性的变化规律,并将模拟结果与风洞实验数据进行了对比分析。同时探讨了阻力系数和升力系数变化规律的内在原因。风洞试验和数值模拟结果都表明风攻角对八分裂覆冰导线子导线气动力特性影响明显,风速对阻力系数的影响较大,对升力系数的影响却并不明显。数值模拟与风洞试验得到的气动力系数基本一致。     

特高压交流同塔双回输电线路损耗特性研究

在对特高压交流同塔双回输电线路损耗特性进行研究时,需计算输电线路损耗值,传统方法需通过实测方式获取输电线路损耗值,而受到压等级和导线方式的影响,当前还没有有效的实测方法,实现困难。为此,提出一种新的特高压交流同塔双回输电线路损耗特性研究方法。对某地区双回1000kv和双回500kv特高压交流同塔双回输电线路进行研究。采用π型等效电路对输电线路进行描述,依据电路分析结果对输电线路电阻损耗进行计算。依据不同天气下电晕损耗计算原则,在采集大量实验数据的基础上,提出一定范围内输电线路单位长度电晕损耗计算公式。研究不同天气环境、输送量、输送距离、负载率对输电线路损耗的影响。得出以下结论：4分裂导线单位长度电晕损耗低于8分裂导线;下雨情况下电晕损耗显著高于干燥情况下的电晕损耗;输电线路损耗率随输送量无显著变化,随输送距离的增加而增加,随负载的增加而增加,1000kv输电线路损耗率随复杂率的涨幅比500kv输电线路低,优势高。     

基于电晕损耗计算的特高压交流同塔双回输电线路损耗特性

在对特高压交流同塔双回输电线路损耗特性进行研究时,需计算输电线路损耗值,传统方法需通过实测方式获取输电线路损耗值,而受到压等级和导线方式的影响,当前还没有有效的实测方法,实现困难。为此,提出一种新的基于电晕损耗计算的特高压交流同塔双回输电线路损耗特性研究方法,对某地区双回1 000 kV和双回500 kV特高压交流同塔双回输电线路进行研究。采用π型等效电路对输电线路进行描述,依据电路分析结果对输电线路电阻损耗进行计算。依据不同天气下电晕损耗计算原则,在采集大量实验数据的基础上,提出一定范围内输电线路单位长度电晕损耗计算公式。研究不同天气环境、输送量、输送距离、负载率对输电线路损耗的影响,得出以下结论:4分裂导线单位长度电晕损耗低于8分裂导线;下雨情况下电晕损耗显著高于干燥情况下的电晕损耗;输电线路损耗率随输送量无显著变化,随输送距离的增加而增加,随负载的增加而增加,1 000 kV输电线路损耗率随复杂率的涨幅比500 kV输电线路低,优势高。     

基于高压输电线路优化设计的感应电减缓措施研究

以500 k V架空高压输电线路为研究对象,对线路感应电产生机理进行分析和仿真模拟,论证布线方式、导线弧垂最低点离地高度、分裂导线几何间距、分裂导线自身半径、分裂导线根数对感应电的影响。研究结果表明:优化导线布线方式有利于降低地面感应电强度;感应电强度与分裂导线几何间距、分裂导线根数呈正比,与导线离地高度成反比;分裂导线半径变化对感应电强度影响较小。500 kV高压输电线路最优设计条件为导线离地高度18.07-21.92 m、分裂导线间距0.21-0.39 m、分裂导线根数3-5根。研究成果对建设"资源节约型、环境友好型"高压输电工程具有科学指导意义。     

特高压输电线路导线脱冰跳跃动态特性

覆冰导线脱冰会引起导线的剧烈运动,使导线跳跃上下摆动,对输电线路造成危害很大的机械和电气事故。建立了3自由度多档导线模型分析特高压输电线路脱冰跳跃问题,研究了覆冰厚度、脱冰量、档距大小、耐张段中档数、导线悬挂点高差、不均匀脱冰等因素对导线脱冰跳跃的影响,对特高压输电线路导线排列、铁塔选型、档距配置的设计有一定的参考价值。通过大量的计算,静态纵向不平衡张力换算为动态纵向不平衡张力的冲击因数可取为1.8,留有了一定的裕度,能够满足工程实际的需要。     

架空输电线路分裂导线扭转刚度计算新方法

针对以往在架空输电线路分裂导线扭转刚度研究中存在计算误差较大的问题,提出了一种计算分裂导线扭转刚度的新方法.首先通过分析分裂导线扭转运动所引起的子导线长度变化,推导了子导线在扭转时的实际张力计算公式;然后针对一个档距的任意分裂导线进行力学分析,除了考虑到以往研究中所涉及的一些影响因素之外,还特别考虑了线路弧垂和线路两端高度差的影响,最终导出了分裂导线扭转刚度的一般计算公式.所推导的计算公式较清楚地描述了各种参数对扭转刚度的影响规律,并且通过确定这些参数能够直接计算得到扭转刚度数值.通过与实测值的比较表明,对于不同的分裂数、档距长度等参数的分裂导线,其扭转刚度计算结果均有较高的精度,证明了该计算公式的有效性和适应性.本研究为进一步分析和防治架空输电线路分裂导线舞动提供了新的手段.     

500kV模拟真型塔外绝缘特性试验研究

紧凑型输电技术是采用缩小相间距离、优化导线排列、增加相分裂子导线根数等改变线路几何结构等方法,从而压缩线路走廊占地并提高其输电能力的新型输电技术。本文中,笔者通过500kV输电线路模拟真型塔外绝缘特性研究,以获得500kV紧凑型线路电气设计所需的基本参数,为电力设计部门进行特高压输电线路外绝缘设计时提供依据。     

特高压线路工频电场仿真分析

本文基于ANSYS软件建立1000kV特高压交流输电线路的二维电场模型。通过计算分析出线路下方工频电场强度水平方向的分布与变化情况的一般规律;研究了杆塔类型、导线类型、导线高度等各种因素对输电线路下方工频电场强度的不同影响。结果表明可通过提高导线高度和优化杆塔结构的方式降低特高压线路下方工频电场强度,减小线路的电场环境影响。     

超高压输电线路附近民用建筑物区域电场数值模拟

传统方法模拟电荷位置及个数的选择对计算结果产生直接影响,仅可进行定性分析,不能有效实现电场数值模拟。提出一种新的基于ANSYS的超高压输电线路附近民用建筑物区域电场数值模拟方法。在ANSYS环境下确定不同单元的种类、材料等,按照实际研究对象构造输电导线与民用建筑物的计算模型,计算超高压输电线路附近民用建筑物区域电场值。研究民用建筑物高度对电场的影响,完成超高压输电线路附近民用建筑物房屋电场数值模拟、棱边倒角前后民用建筑区域电场数值模拟。结果表明:超高压输电线路附近民用建筑物不应过高;超高压输电线路附近民用建筑物棱角电场畸变较棱边更大,屋顶室内与阳台的电场屏蔽效果更加显著;对建筑物棱边进行倒角处理无法优化周围区域电场环境。     

覆冰地区分裂与扩径导线表面电场特性

输电线路覆冰对电力系统安全运行具有严重威胁,目前已经发展了多种防冰除冰方法,但每种方法都有其局限性,对于一些具有微气象、微地形特征的重覆冰地区尚未有较好的解决方法。文中考虑到扩径导线的特点和分裂导线输电线路的局限性,根据波阻抗和自然功率将分裂导线等效为单导线,并考虑电流的集肤效应,得到了等效的单根扩径导线,进而分析比较覆冰地区的分裂导线及其等效的单根扩径导线的表面电场特性。研究表明：等效前后导线截面面积相同且波阻抗一致时,扩径导线与分裂导线相比,不仅显著降低了子导线根数和输电线路的覆冰荷载,而且在扩径导线的半径等于分裂导线的等效单导线半径时,扩径导线的表面最大电场强度小于分裂导线。因此,在严重覆冰地区,采用分裂导线等效半径的扩径导线具有非常好的表面电场特性,且可显著降低冰风荷载,提高抗冰强度。     

1000kV交流特高压输电线路电场仿真分析

高压输电线路的电磁环境越来越受到人们的关注,特高压输电线路的电磁场强度要求直接影响线路建设成本.在改进超高压输电线路工频电场分布的数学模型的基础上,采用逐次镜像法对1000 kV交流特高压输电线路工频电场进行计算,采用MATLAB编制计算机仿真程序,对不同条件下的电场进行仿真,得出电场分布与各种因素之间的关系.     

不同电压等级下架空导线对雷达的无源干扰

输电线路对邻近无线电台站的无源干扰可能影响无线电台站信号的有效接收和发射,因此准确计算在外界电磁波入射情况下输电线路的电磁散射是确定两者合理避让间距的基础。其中对于雷达台站而言,由于雷达的工作方式等影响,架空导线是影响雷达探测的主要因素。高压架空输电线等设施作为障碍物,如果距离雷达站过近,会破坏雷达阵地反射面的要求,使雷达波瓣变形,进而影响探测性能;还会对雷达造成一定的遮蔽角或电磁波减弱,从而使雷达遗漏目标或探测距离降低。由于在不同电压等级下,输电线路的分裂系数、杆塔类型决定的线路高度及排列方式都会发生改变。针对一般情况下应用多级子算法开展架空导线的等效半径、高度和水平排列对雷达的无源干扰计算,得出了三条结论:当计算频率低于450 MHz时,可以用等效半径模拟分裂导线计算,高于这一频点情况下必须建立分裂导线模型;在误差允许的范围内,导线高度对电场强度遮蔽损耗的影响较小;同时导线水平排列不存在前后导线的遮蔽现象。从而对研究输电线路对无源干扰的影响具有应用指导作用。     

超高压变电所电场分布的一种计算预测方法

本文提出了一种预测超高压变电所空间电场分布的方法。首先用模拟电荷法得出了能确定场强最大值的通用曲线,然后对最感兴趣的场强区的数值计算方法进行了分析,所得的结果与测量值进行了比较,最后提出一种对整个变电所的场强统计分布规律进行估算的方法:“所划为块——分块计数——查图修正——合成全所”,其结果已能满足工程上初步设计的要求。且为制订国家标准“超高压输电线路及变电所的静电感应”等提供了依据。     

特高压直流输电线路合成电场的天气影响因素及预测模型

特高压直流输电线路电离周围空气产生的离子和线路电场叠加形成合成电场,并在环境因素的作用下使得地面的合成场强发生变化。研究了天气因素对地面合成场强的影响,并提出了基于天气因素的电场预测模型。利用高压直流电场测量装置测量地面合成电场值及环境监测系统所测的天气参数,分析了风速、湿度、气压、温度、PM₁₀、PM_2.5、PM_1.0与场强的相关性。利用基于树形结构Parzen估计器(tree-structured Parzen estimator, TPE)优化的CatBoost建立地面场强在天气因素下的预测模型,并基于所测数据进行模型的训练和预测。结果表明：天气因素对场强的影响权重由高到低为湿度、风速、气压、温度、PM_1.0、PM_2.5、PM₁₀。通过特征排序选取前5个特征和所有特征预测所得到的均方根误差分别为0.83 kV/m和0.85 kV/m,实现了相对准确的预测。研究结果可为特高压直流输电工程环境评估提供有用的合成电场分析方法。     

基于弧垂效应的特高压线路无线电干扰研究

在电力需求日益增加而能源资源及负荷分布极不均衡的国情下,对特高压输电技术的深入研究和完善刻不容缓,其中特高压输电线路无线电干扰水平的准确评估和控制极为关键.目前特高压交流线路无线电干扰研究方法中使用较普遍的是激发函数法,该文采用一种更适合我国国情的激发函数对特高压线路无线电干扰进行研究,在2维模型的基础上用考虑弧垂的等效分析法进行了算例仿真,并与已运行的1 000 kV晋东南-南阳-荆门特高压交流示范工程线路无线电干扰实测数据进行对比,发现考虑弧垂的等效分析法更适用于实际工程,说明了实际特高压线路工程无线电干扰预测中考虑弧垂的必要性.最后分析了无线电干扰影响因素并提出了相应的减弱干扰措施,可为国家特高压输电线路以及杆塔的设计选型提供重要参考.     

特高压格构式输电塔线体系振动台试验设计

特高压输电塔线体系具有跨越档距大、塔体高的特点,进行地震模拟振动台试验测试时,现有结构试验方法难以完成.本文以特高压交流单回路输电线路工程为背景,设计制作了三塔两线体系缩尺模型,文中详细阐述了振动台试验的模型设计工作,其中包括试验材料的选取、动力相似关系的确定、模型的制作以及试验方案设计等方面.针对由强几何非线性的导、地线与弹性输电铁塔这两种不同形式的结构所组成的耦联体系提出了动力参数分离式模型设计方法,解决了塔线体系按统一比例无法满足振动台台面尺寸要求的问题.理论分析和实测对比验证了该模型较好地满足了振动台试验要求,该方法使得通过振动台试验研究特高压输电塔线体系的地震反应得以实现.     

500kV紧凑型线路导线非线性运动分析

研究了如何利用超高压输电线路紧凑化新技术,来提高输电线路单位走廊面积传输的电力容量。讨论了平原和山区两类气象条件下,对５００ ｋＶ 紧凑化线路导线的分析。应用了Ｎｅｗｍ ａｒｋ 方法对导线进行了非线性分析,及应用非线性有限元动力计算方法对相邻导线靠近的最小距离进行计算。得出相邻导线在外荷载特别是风荷载作用下的运动规律,从而确定如何设计安装间隔棒。计算结果表明,对５００ ｋＶ 紧凑化线路导线的非线性分析,得出的安装设计间隔棒的结论是可行的。