脉动风作用下特高压绝缘子串的风偏特性

特高压线路比较低电压等级线路来说,具有绝缘子串更长,地理跨度更大,绝缘子串的动态风偏特性将更为突出的特点。建立了4档绝缘子串-导线整体数值模型,模拟了脉动风的风速时程曲线,通过改变风速、垂直荷载、导线型号和单/双联绝缘子串等因素,系统地研究了脉动风作用下特高压线路绝缘子串的风偏特性。结果表明：不同条件下特高压线路风偏角脉动响应系数β大致在1.1~1.2变化。风速一定时,绝缘子串风偏角随着导线截面增加而减小,在进行特高压线路绝缘子串风偏角计算时,双联复合、盘形绝缘子串可以简化为对应型号的单联复合、盘形绝缘子串。     

基于ADAMS仿真的悬垂绝缘子串风偏影响因素分析

导线风偏设计中,导线风偏角的传统计算方法是基于静力学平衡时悬垂绝缘子串风偏角最大,然而悬垂绝缘子串在静力平衡时风偏角并未达到最大。为此,根据多刚体动力学理论在ADAMS软件中建立了悬垂绝缘子串的多刚体模型,通过在ADAMS中对悬垂绝缘子串风偏过程进行仿真,分析了悬垂绝缘子串风偏角的影响因素。     

微地形微气象地区输电线路风偏故障分析及防范措施

针对内蒙古东部地区220 kV青中线63号塔在峡谷风道(风口)发生的导线风偏放电故障进行分析,认为现场微气候(微地形、微气象)条件已超过设计标准,强风致使导线风偏较大,造成绝缘子串摇摆角角度超过设计值,导线下线夹与塔身空气间隙不足,产生放电。故障主要原因是在线路设计时对线路所经地区微地形、微气象特点考虑不周,导致线路抗风能力较小。为确保微地形、微气象地区输电线路的安全运行,提出以下措施:对输电线路增加垂直荷载(如更换绝缘子串、增加防振锤、加装重锤等)以缩小绝缘子串风偏摇摆角;设计输电线路路径时应尽量避开微气象地区,对于无法避开的地区应考虑最不利的气象条件组合,并考虑采用V型串悬挂等方式,以控制风偏摇摆角,提高输电线路抗风偏能力。     

绝缘护套对输电线路导线风偏的影响

输电线路导线加装绝缘护套对导线风偏有两方面的影响,一是增加了导线空气绝缘,二是受风面积增大,导致风偏角增大。针对导线加装绝缘护套后,对导线风偏的影响进行分析;采用含绝缘子串的风偏角计算公式,对直线杆绝缘子、耐张引流线(有跳线串、无跳线串)在不同风速下的风偏角进行计算。分析表明:在直线杆导线包覆绝缘护套后,风偏角变化很小,但在引流线上加装绝缘护套后,风偏角有较大增加;绝缘护套能够加强线路的外绝缘作用,而闪络是由于安装工艺或其他防风措施不当引起的。     

某交流特高压线路风偏分析

为研究特高压输电线路的风偏机理,文中以1 000kV南荆Ⅰ线风偏闪络事故为基础,开展故障点的风偏分析。采用规范给定的刚性直棒法进行验算,在风压不均匀系数取0.61和0.75的情况下,计算结果均小于发生事故的阈值。在已有研究基础上确定了分裂导线的阻力系数取值;同时进行了风洞试验,确定了绝缘子串的阻力系数。在Ansys建立导线—绝缘子有限元模型,通过谐波叠加法模拟得到风速时程,在此基础上,进行事故线路导线风偏的动态计算,得到了设计风速下的风偏角大小。结果表明,脉动效应对计算结果的放大作用不可忽略,建议在线路设计和验算过程中应考虑脉动效应,并对风压不均系数进行合理的取值。最后对多个风速下的动态风偏角进行了计算,并用线性拟合的方法推算出了闪络事故发生时的可能风速,由此考虑1 000kV南荆Ⅰ线该次风偏闪络事故可能是由短时局部的强对流天气引起。     

悬垂绝缘子串风偏最小间隙距离计算分析

针对近年来输电线路风偏闪络事故频繁发生的现状,为降低风偏闪络的发生几率,本文分析了现有绝缘子串风偏角计算模型。对于目前模型存在的问题,从输电线应力变化方面考虑,通过受力分析,提出一种新的绝缘子风偏角计算模型,进一步研究对最小空气间隙的影响。利用matlab编程计算结果并对比分析,在一定程度上减小现有模型的误差,为高压输电线路防风偏设计和研究提供参考和理论依据。     

悬垂绝缘子串风偏最小间隙距离计算与分析

针对近年来输电线路风偏闪络事故频繁发生的现状,为降低风偏闪络的发生几率,本文分析了现有绝缘子串风偏角计算模型.对于目前模型存在的问题,从输电线应力变化方面考虑,通过受力分析,提出一种新的绝缘子风偏角计算模型,进一步研究对最小空气间隙的影响.利用matlab编程计算结果并对比分析,在一定程度上减小现有模型的误差,为高压输电线路防风偏设计和研究提供参考和理论依据.     

超、特高压交直流同塔多回线路杆塔防风偏闪络可靠度研究

针对超、特高压交直流同塔多回线路Ⅰ-Ⅴ型和单Ⅰ型绝缘子串布置的塔型,采用刚体直杆模型法计算悬垂绝缘子串风偏角,建立了杆塔防风偏闪络可靠度计算模型;并以±800kV/330 k V和±800 kV/750kV交直流同塔多回线路两种塔型为例,采用SORM方法编程求解其防风偏闪络可靠度指标。结果表明:工频电压下发生风偏闪络故障概率最大,在设计中可以只校核工频电压下的风偏;下横担、中横担和上横担处发生风偏闪络故障的概率依次增大,即防风偏闪络可靠度水平依次略微降低;两种塔型防风偏闪络可靠度均满足正常使用极限状态目标可靠度指标1.5的要求,其中导线对其所在横担下表面闪络可靠度相对较低,可通过适当增加绝缘子串长度提高其可靠度。     

超高压输电线路风偏角的计算方法及风速取值的探讨

绝缘子串的风偏角对超高压输电线路塔头设计起直接的控制作用。例如,按现用的风偏角计算方法及风速取值计算500千伏超高压输电线路绝缘子串的风偏角:对工作电压约为45°～52°,对操作过电压为18°～24°,对大气过电压为10°。如绝缘子串长以5.2米计,则在上述三种电压下绝缘子串风偏后导线的水平位移分别为3.7～4.1米,1.6～2.1米和0.9米。导线风偏后的水平位移分别为正常工作电压所需间隙距离(1.35～1.50米)的250～330%,     

特高压Ⅴ型复合绝缘子串夹角设计研究

针对自然环境中导线受风荷载作用产生摆动引起的风偏跳闸问题,以某1 000kV线路为研究对象,编写了芯棒复合材料UMAT子程序,使用ABAQUS软件建立复合绝缘子串模型,利用该模型,采用有限元法分析复合绝缘子的屈曲特性,研究了Ⅴ型复合绝缘子串(以下简称"Ⅴ串)的风偏变形特性,以此推导考虑背风串受压时Ⅴ串夹角计算方法;采用谐波叠加法生成线路人工脉动风场,研究脉动风对Ⅴ串夹角设计的影响。结果表明:复合绝缘子串具有较大的变形能力,考虑背风串受压以及脉动风影响时,Ⅴ串夹角的1/2可比最大风偏角小约6°。     

500kV架空输电线路风偏数值模拟研究

采用数值模拟方法来研究500kV超高压输电线路在随机风荷载作用下的风偏问题.具体步骤是:采用考虑随高度变化的Kaimal风速谱和Davenport相干函数,并结合谐波合成法数值模拟线路风场;在ANSYS有限元软件中建立不同档距的输电塔线体系的有限元模型,用ANSYS有限元软件分别对模型进行时程分析,分析结果显示档距对悬...     

输电导线悬挂点处等效风荷载仿真分析

在实际的输电线路中,导线悬挂点处的等效风荷载直接影响着绝缘子串风偏角,其大小与绝缘子串的不同悬挂方式和通过风压不均匀系数折算出的整档导线风荷载有关。为此,首先建立了两档导线有限元模型,仿真分析了绝缘子串的不同悬挂方式对导线悬挂点处的风荷载影响,然后通过在导线上不同位置施加稳态风和选取不同的风压不均匀系数来研究风压不均匀系数折算方法对导线悬挂点处风荷载的影响。研究发现:当稳态风风速为30m/s,且集中作用在导线悬挂点两端附近时,导线悬挂点处的风荷载与设计规范的风荷载差异率达到38.69%,该结果可以部分说明即使导线高度处的实际风速没有超过其设计风速,线路仍有可能会发生风偏跳闸。     

电力微气象风偏灾害监测预警技术及系统实现

风偏灾害是影响输电线路安全运行的主要因素之一,风偏灾害监测预警系统对线路安全运行至关重要。通过计算悬垂绝缘子串风偏角和绝缘子串底部至杆塔的最小空气间隙距离,提出了基于最小空气间隙距离的风偏灾害预警方法。考虑到微气象因素对风偏的影响,提出了4种不同的数学模型对风偏角进行预测,使预警更加准确。最后,通过C#编程搭建了风偏灾害预测预警系统平台,并通过实例数据验证了系统的可行性和有效性。     

输电线路大风停运概率计算方法

如何进行大风故障预警及停运概率的准确计算,对于提高电力系统预防风偏闪络和断线停运的能力具有积极意义。基于绝缘子风偏计算模型和极端风速的g-h分布模型,提出了电网大风停运概率计算的新方法。该方法首先通过绝缘子风偏模型计算风偏角和最小空气间隙,并建立了小空气间隙和风偏故障概率的线性函数关系;进而提出基于g-h分布的大风灾害下电力线路的断线概率计算方法。安徽电网的实际数据的计算结果证明了方法的有效性。因此建立有效的风偏计算模型和大风分布模型对预防大风停运具有重要作用。     

悬垂绝缘子串动态风偏角有限元分析

有别于传统的刚性直杆静力学法, 利用有限元方法计算悬垂绝缘子串在脉动风作用下的风偏角,首先模拟考虑空间相关性的脉动风速时程并转换为风荷载时程; 然后利用梁单元模拟输电塔钢结构杆件, 杆单元模拟悬垂绝缘子串, 索单元模拟输电线, 建立塔- 绝缘子串- 输电线的有限元耦合模型。使用逐步积分法计算平均风激励、一致脉动风激励、不考虑塔- 线耦合的脉动风激励和考虑塔- 线耦合系统与空间相关性的脉动风激励4 种情况下悬垂绝缘子串的最大风偏角度, 并与传统的静力学方法对比。分析发现, 传统的静力学方法忽略了体系的动态响应, 使风偏角偏于不安全; 考虑塔- 线耦合体系与空间相关性的脉动风激励的模型能够综合各种因素, 得到较为合理的风偏角。     

风荷载调整系数在风偏角计算中的研究分析

近年来风偏事故的频繁发生致使输电线路经常停运,严重影响了电网的安全运行.因此一些学者经过分析认为:在输电线路设计时,风偏角计算中不考虑风的动力特性,即风荷载调整系数取值为1是不合理的.针对上述问题利用有限元软件对不同风速、不同档距下的悬垂绝缘子串的风偏角进行时程分析,并在风偏角计算公式中引入风荷载调整系数,结合有限元分析的结果给出风荷载调整系数在不同风速和不同档距下的取值,为输电线路的设计提供参考.     

基于数值天气预报的输电线路风偏闪络预警方法

现有输电线路风偏预警一般是采用在线监测装置实现,且没有对风偏后空气间隙的闪络风险进行有效评估,导致工程上适用性不强、预警效果不理想等问题。利用传统的风偏研究成果,提出了一种基于数值天气预报的输电线路风偏闪络预警方法。首先,采用反距离加权的插值算法进行格点预报风速映射处理,并依据风向与线路走向的夹角完成垂直于线路风速分量的计算。然后,以典型的酒杯塔为例,运用刚体直棒法计算线路与杆塔的最小空气间隙。最后,对间隙击穿电压进行空气密度、湿度、降水量的修正,得到预报天气条件下的闪络电压值,并与系统运行电压进行对比完成风偏闪络预警。该方法可为安装在线装置困难而又处于强风区的重要输电线路提供一种可行、有效的风偏闪络风险管控手段,对电网防风减灾工作具有重要的实用意义。     

500 kV输电线路悬垂绝缘子串风偏闪络的研究

近年来,500 kV输电线路风偏闪络事故频繁发生,其频率已超过电力系统安全运行可接受的限度。按照标准设计的输电线路在实际运行中应该是安全的,但自从500 kV 输电线路第2代杆塔投入使用以来,风偏闪络事故的发生率逐年上升,这在理论上分析是不合理的。文章从500kV输电线路悬垂绝缘子串的风偏角计算模型入手,对风偏角计算 所采用的静态受力平衡算法存在的问题进行了详细分析,给出了一种最大风偏角的修正方法;在确定杆塔与导线之间最小空气间隙时,传统做法是通过复杂的几何作图来估算,文中通过在杆塔计算模型中引入笛卡儿二维坐标系使计算更为简洁方便,且提高了准确度;最后对目前风偏现象研究中存在的几个主要问题进行了详细分析。