单档不均匀覆冰下架空线路不平衡张力及形变特性研究

基于简支梁理论与“等线长法”,研究了单档不均匀覆冰下导线不平衡张力及相对形变随档距、覆冰长度、覆冰厚度、档数、高差、串长及电压等级的变化规律。结果表明,导线的最大相对形变值并非出现在整档覆冰情况,而是随档内覆冰长度的增加,存在极大值,当覆冰厚度较大时更为明显。对比不同档距、冰厚下各电压等级线路脱冰跳跃过程中导地线静态、动态接近距离和地线单档非均匀覆冰下导地线静态接近距离,单档非均匀覆冰间隙将先达到闪络条件,在220 kV及以下线路中尤为明显,因此,该文研究能弥补现行规程规范的不足,指导单档不均匀覆冰下杆塔塔头和荷载的设计,以保障电力系统的安全运行。     

输电线路设计覆冰厚度统计模型取用

根据捷克斯洛伐克Studnice覆冰观测站1940--1999年的覆冰观测数据,分别采用正态分布、极值Ⅰ型Gumbel分布、极值Ⅱ型Frechet分布、极值Ⅲ型Weibull分布对该数据进行了统计分析。由科尔莫戈罗夫一斯米尔诺夫入拟合度检验结果表明,极值Ⅱ型Frechet分布能较好地拟合该地区的年最大覆冰荷载。由于微地形等因素的影响,线路覆冰厚度的统计分布随地区而异。覆冰厚度是影响冰区输电线路安全、经济的一个重要因素。可根据覆冰观测数据选择概率模型确定设计冰厚。     

架空输电线路覆冰在线监测系统的研究与实现

针对架空输电线路覆冰在线监测要求准确反映线路的覆冰状况,根据耐张塔和直线塔的不同结构特点,综合利用拉力、导线和绝缘子倾角的参数,较全面地考虑风偏因素影响,分别建立了耐张塔耐张塔和直线塔直线塔覆冰监测模型,提出了依据覆冰厚度与覆冰速度相结合的综合覆冰报警方案,并将覆冰模型及报警方案应用于实际监测系统,运行结果表明其满足输电线路覆冰告警和预警双重化功能要求。     

电网冰灾典型线路段覆冰倒塔分析

在2008年初电网冰灾倒塔调研的基础上,建立了典型覆冰倒塔线路段铁塔、导线和绝缘子的三维模型,考虑档距、高差以及覆冰厚度引起的纵向不平衡张力对铁塔受力的影响,对线路段在均匀覆冰荷载和不均匀覆冰荷载作用下的导、地线张力及纵向不平衡张力进行计算,分析确定了线路覆冰倒塔的破坏模式,揭示了线路覆冰倒塔的主要原因。分析计算结果与现场实际破坏情况相吻合,表明导线覆冰过载以及覆冰产生的纵向不平衡张力是线路覆冰倒塔的主要原因。     

覆冰不平衡张力计算分析

为计算输电线路不均匀覆冰后所产生的不平衡张力,并分析各种线路参数对其产生的影响以便为覆冰设计提供指导。根据耐张段内串偏移量及档距变化量建立非线性方程组,采用牛顿法求解输电线路不均匀覆冰所产生的不平衡张力并分析了线路各种参数对其产生的影响。大量计算表明:增大导地线安全系数能增大不平衡张力;增加悬垂串串长和减小高差能有效减小覆冰时的不平衡张力;档距分布不均将有利于减小不均匀覆冰时的不平衡张力;适当增加耐张段内的档距数,覆冰不平衡张力将得到明显改善。     

江西电科院：开展电网防冰灾课题研究

2月8日。江西电科院交出了代表目前国内电网公司抗击冰灾最前沿技术的《2008年江西冰雪灾害现场调研情况及分析报告》。课题组人员几下萍乡、抚州、赣州现场,继续做好诃研工作。并及时修改报告。该报告提出“线路的覆冰厚度大大超过了设计标准。尤其是地线的覆冰严重。普遍超过导线的覆冰厚度．引起大范围的地线断裂。造成倒塔”的结论和冰区分布图的绘制思路。江西省电力公司选派一人参加国家电网公司组织的专家组,开展封闭式的研究。将在29日前向国家电网公司提交一份‘输电线路覆冰防治’和有关（线路设计、建设标准修订）的报告．     

基于输电线路力学模型的覆冰厚度计算方法

基于力学模型建立1种计算方法,通过分析架空输电线路悬点处导线的受力情况,利用导线悬点处的倾斜角、风偏角与拉力,联立架空线路状态方程计算,得到导线覆冰等效厚度的理论值。经实例对比验证,存在较小误差,能较好地反映输电线路覆冰厚度实际情况。     

基于塔线体系的中冰区分裂导线不均匀脱冰跳跃研究

为了掌握中冰区分裂导线不均匀脱冰跳跃特性,考虑输电塔、导线、绝缘子串和间隔棒等构件的力学特点、设置导线阻尼和边界条件,建立了中冰区五档四分裂塔线体系覆冰有限元模型,分析了导线脱冰时张力和脱冰跳跃高度的变化,研究了脱冰位置、脱冰率、脱冰方式、覆冰厚度、线路档距等因素对导线冰跳高度的影响规律,给出了导线冰跳高度工程实用计算公式,并与现行规范值进行比较。结果表明,导线脱冰跳跃呈现先急剧增大后振荡衰减的趋势,覆冰厚度增大,导线运行张力增加;五档四分裂塔线体系中档脱冰时导线跳跃高度大于边档脱冰,档中向档端的非均匀脱冰方式对导线的冰跳高度影响最大,从左往右的脱冰方式其次,均匀脱冰和两边往中间的脱冰方式影响较小。覆冰厚度、脱冰率及线路档距对导线的跳跃高度影响较大;中冰区塔线体系有限元建模方法适用于分裂导线脱冰跳跃计算,利用导线冰跳简化公式可快速计算中冰区高压输电线导线之间的安全间隙。     

基于分布式光纤的架空输电线路覆冰监测技术及应用

2015年北京地区输电线路发生严重覆冰跳闸故障,给社会造成了巨大的经济损失。为提高北京电网防冰抗冰能力,基于分布式光纤的架空输电线路覆冰监测技术,监测了北京地区110kV聂康线、220kV京聂线、220kV高泉线和500kV昌海线的覆冰状态,解决了北京地区主要易覆冰区域线路覆冰监测问题,并有效监测到2016年2、11月两次输电线路覆冰现象。经现场勘查,该技术所反映的覆冰过程、发展趋势、覆冰厚度与人工观冰、现场实际勘查情况相符,验证了该技术的有效性与准确性。     

基于VMD-IGWO-LSSVM的覆冰预测模型研究

精确的输电线路覆冰厚度预测,可以对线路除冰工作进行科学指导,及时调整电力系统除冰计划。覆冰厚度容易受到温度、湿度和风速等气候因素影响而具有不确定性和非线性。提出一种基于历史统计数据的输电线路覆冰厚度预测模型,使用变分模态分解（VMD）对覆冰厚度数据进行分解,得到具有不同中心频率的子分量;采用改进灰狼算法（IGWO）对最小二乘支持向量机（LS-SVM）中的参数惩罚因子c和核函数宽度δ进行寻优;对于各子分量分别建立最小二乘支持向量机（LS-SVM）预测模型,并集成为总预测值。通过仿真比较,验证了所提模型预测精度更高。     

中重冰区架空输电线路地线选择的探讨和建议

介绍了地线选择的原则.通过分析导线、地线不平衡张力杆塔受力情况发现,较短的地线金具应力调节能力差是严重覆冰中架空输电线路地线支架和地线受损的重要原因.通过对不同截面和强度的地线在不同覆冰情况下与导线的配合计算,以及对不同强度但相同截面地线的抗振分析,得出了在导线和塔头不变情况下增加地线截面和增加地线强度的可能性和优劣.最后得出,在中重冰区可以通过增加地线截面、增加设计覆冰、增加不均匀覆冰工况、提高地线钢丝强度等方式选择地线,并对实际输电线路设计中地线的选择提出了建议.     

塔线体系在覆冰荷载作用下的力学性能研究

以500kV典型设计中的5B-ZB1直线酒杯塔为原型,采用空间桁梁混合结构来分析输电塔和索结构,并基于有限元方法分析导地线,构建了输电塔及塔线体系模型,通过逐级增加覆冰厚度的方法进行静力计算,分析了输电塔和塔线体系在覆冰荷载、风荷载、自重荷载及导线张力共同作用下的力学性能,对比分析了计算结果。结果表明,在覆冰荷载作用下杆塔的主要破坏是达到钢材的屈服强度而发生失稳破坏,输电单塔比塔线体系更偏于安全,而塔线体系更符合实际情况。     

输电塔线体系脱冰跳跃动力响应分析

针对输电塔线体系脱冰跳跃动力响应的问题,基于ANSYS软件建立了输电塔线体系模型,利用集中荷载的方法对覆冰进行模拟,分析了塔线体系下考虑覆冰厚度、脱冰率等不同工况下脱冰跳跃的动力响应,确定了覆冰厚度、脱冰率对导线竖向位移、最大水平张力及到达时间的影响。结果表明,随覆冰厚度增加导线竖向最大位移、最大水平张力增加,但增长率不同;脱冰率增加对导线竖向位移影响不大,但对最大水平张力有一定影响,且到达时间延长。     

大跨越输电塔线体系覆冰断线数值模拟

为模拟大跨越输电塔—线体系覆冰断线,以1 000kV晋东南—南阳—荆门特高压输电线路工程黄河大跨越处一个耐张段(五塔四线)为例,利用ANSYS软件对该工程建立有限元模型,采用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟分析了塔—线体系在无覆冰、10mm覆冰两种断线工况下的冲击过程,提取出输电塔相应位置处的轴力及位移响应。结果表明,覆冰断线产生的冲击作用对输电塔横担端、地线支架、曲臂等位置的影响较大,并计算了在导线覆冰断线情况下上述位置的冲击系数。     

输电线路脱冰动力响应数值仿真

针对输电线路的脱冰跳跃现象,采用有限元数值仿真方法研究输电线路脱冰动力响应,根据导线实际截面推导得出导线单元6自由度刚度矩阵,构建了包括输电塔、导地线、绝缘子、间隔棒等在内的精细有限元模型,分析了档数、脱冰率、档距、覆冰厚度、导线型号、风速、绝缘子串串型和材料及高差这9个参数对输电线路脱冰的影响,并通过大量数据拟合出可考虑多参数影响的导线脱冰跳跃高度简化公式。另外,考虑脱冰作用和横向风荷载的时间相关性,研究了多相导线间在脱冰和横向风共同作用下复杂的相互运动。     

广西221 kV输电线路冰灾事故分析

以220kV田挡线为例对导、地线的覆冰过载能力、覆冰对导、地线弧垂影响以及覆冰产生的不平衡张力等几方面进行了研究。分析了广西220kV输电线路倒塔断线的原因。并根据分析的结果对220kV输电线路提出了提高抗冰能力的改造措施。     

Quantitative detection method for icing of horizontal‐axis wind turbines

Icing seriously endangers the operational safety of wind turbines, and there has been a lack of research on the quantitative detection and early warning of the icing distribution on a blade. In order to address the present state and specific engineering problems of wind turbines, a method based on external sensor installation is proposed for quantitatively monitoring the icing distribution on a blade through numerical simulation and sensor detection technology. Field tests were performed on 1.5 and 2.0 MW wind turbines in icy weather. The detected distribution and thickness of the blade icing showed good agreement with the field results, which verifies the effectiveness of the detection method. The error between the detected and real ice thicknesses was approximately 20%, which breaks through the limitations of previous qualitative monitoring, and the error for specific ice formations on the blade was within the acceptable range. This new monitoring method can provide a reference for wind turbine icing detection and technical support for the efficient design and effective operation of icing protection facilities.     

输电线路冰灾事故原因及按新国标 提高设计标准的措施

为提高电网应对冰害的能力,科学指导未来输电线路的设计和建设,以2008年全国输电线路的冰害情况为背景,分析了覆冰倒塔的特点,指出覆冰过荷载、纵向张力差、绝缘子串覆冰闪络和导线舞动为覆冰倒塔的主要原因,并在新国标的基础上,提出防止冰灾事故的4项措施:缩小耐张段长度、抗冰加固措施、防舞动措施以及其他措施。