輸電線路脫冰動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值仿真研究.pdf

1、電網(wǎng)系統(tǒng)是生命線工程的重要組成部分,輸電線路脫冰跳躍引起事故是近年來電網(wǎng)故障中較為突出的問題之一,對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重威脅,給國民造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著西電東輸工程的推進(jìn),更多的線路必須穿越重冰區(qū),導(dǎo)線脫冰跳躍問題將更為突出。為此,本文立足于電網(wǎng)安全運(yùn)行的需要,基于國內(nèi)外相關(guān)研究,采用有限元數(shù)值仿真方法研究輸電線路脫冰動(dòng)力響應(yīng),針對(duì)引起線路故障的原因,以脫冰作用下導(dǎo)線之間的間隙和鐵塔的動(dòng)力響應(yīng)為研究目標(biāo),對(duì)輸電線路脫冰問題作了較

2、為全面系統(tǒng)的探討研究,并指導(dǎo)輸電線路工程設(shè)計(jì)。本文主要工作如下:
　　(1)基于有限元理論和導(dǎo)線的實(shí)際截面,推導(dǎo)得到導(dǎo)線單元6自由度剛度矩陣。然后,利用ANSYS軟件建立包括輸電塔、導(dǎo)地線、絕緣子、間隔棒等在內(nèi)的輸電線路塔線耦合精細(xì)有限元模型,對(duì)脫冰作用進(jìn)行了動(dòng)力計(jì)算,首先確定影響輸電線路脫冰冰跳高度的設(shè)計(jì)參數(shù),進(jìn)行參數(shù)敏感性分析,然后從原理上分析了這些參數(shù)的敏感性,最后根據(jù)參數(shù)的參數(shù)敏感性和大量計(jì)算數(shù)據(jù)擬合出基于覆冰前后弧垂差的

3、冰跳高度計(jì)算公式,以指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)。
　　(2)通過研究多相導(dǎo)線間在脫冰和橫風(fēng)共同作用下復(fù)雜的相互運(yùn)動(dòng),確定了計(jì)算橫擺差的方法。然后根據(jù)該方法計(jì)算了不同參數(shù)下輸電線路模型的橫擺差值,分析不同參數(shù)的影響,根據(jù)大量計(jì)算結(jié)果和參數(shù)敏感性擬合得到導(dǎo)線脫冰橫擺的計(jì)算公式。
　　(3)利用有限元方法,對(duì)鐵塔進(jìn)行了動(dòng)力驗(yàn)算。提取導(dǎo)線掛點(diǎn)處由于脫冰而對(duì)鐵塔的掛點(diǎn)力,與規(guī)范給出的靜力值進(jìn)行對(duì)比,最后將動(dòng)力計(jì)算結(jié)果,與規(guī)范計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,對(duì)規(guī)范