基于輸電線路動(dòng)態(tài)荷載的導(dǎo)線等值冰厚計(jì)算模型研究.pdf

1、架空線路覆冰是影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要問題之一,導(dǎo)線覆冰將引發(fā)舞動(dòng)、斷線、倒塔及絕緣子閃絡(luò)等重大事故,嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。如何有效預(yù)測(cè)輸電線路覆冰厚度及準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)導(dǎo)線覆冰增長(zhǎng),成為國(guó)內(nèi)外重要研究課題,對(duì)于電網(wǎng)覆冰后及時(shí)采取防冰、除冰措施,從而避免重大冰害事故的發(fā)生有重要意義。國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了眾多導(dǎo)線覆冰預(yù)測(cè)模型,然而由于覆冰影響因素復(fù)雜、模型參數(shù)測(cè)量不準(zhǔn)確等原因,使得模型計(jì)算的精確性受到質(zhì)疑,在工程中沒有得到廣泛應(yīng)用。因此,建立準(zhǔn)

2、確的導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測(cè)模型、對(duì)導(dǎo)線覆冰增長(zhǎng)過程進(jìn)行準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè),不僅對(duì)電網(wǎng)防冰減災(zāi)設(shè)計(jì)和建設(shè)有著重要的理論參考價(jià)值和學(xué)術(shù)意義,還能為相關(guān)部門及時(shí)采取合理的防冰、除冰措施提供參考依據(jù)。本文依托國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃973項(xiàng)目和南方電網(wǎng)超高壓檢修試驗(yàn)中心《輸電線路覆冰預(yù)警方案與計(jì)算模型研究》項(xiàng)目,通過理論分析、仿真模擬、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)及實(shí)際運(yùn)行線路驗(yàn)證等方法,開展了以下研究工作：
　　⑴在雪峰山自然覆冰試驗(yàn)站對(duì)導(dǎo)線自然覆冰進(jìn)行長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè),分析了

3、導(dǎo)線自然覆冰增長(zhǎng)及影響因素;基于傳統(tǒng)量器具測(cè)量法和人工描繪導(dǎo)線覆冰截面形狀換算法,提出了用于現(xiàn)場(chǎng)人工測(cè)量導(dǎo)線覆冰厚度的覆冰形狀校正方法,并通過大量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)觀測(cè),得到了雪峰山試驗(yàn)站導(dǎo)線覆冰形狀校正系數(shù)。
　?、品治隽孙L(fēng)荷載產(chǎn)生原理及其計(jì)算方法,研究了諧波合成法模擬脈動(dòng)風(fēng)的數(shù)值模擬方法;并研究了輸電線路風(fēng)荷載經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式及氣動(dòng)力特性計(jì)算方法,基于導(dǎo)線荷載特性變化提出了等效計(jì)算風(fēng)荷載的新方法,利用雪峰山試驗(yàn)站采集的數(shù)據(jù)計(jì)算了導(dǎo)線風(fēng)荷載,

4、通過與經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證了該方法的合理性。
　?、腔诹黧w力學(xué)理論,建立了新月形和扇形截面覆冰導(dǎo)線空氣動(dòng)力參數(shù)仿真模型并提出了數(shù)值模擬方法,通過數(shù)值仿真分析了覆冰導(dǎo)線周圍空氣流場(chǎng),研究了兩種截面覆冰導(dǎo)線在不同迎風(fēng)攻角、風(fēng)速、覆冰厚度條件下的升力系數(shù)和阻力系數(shù),得到了風(fēng)速、覆冰厚度和覆冰截面形狀對(duì)覆冰導(dǎo)線空氣動(dòng)力參數(shù)的影響規(guī)律。
　　⑷針對(duì)現(xiàn)有導(dǎo)線覆冰計(jì)算模型未考慮風(fēng)荷載引起的導(dǎo)線荷載特性變化或考慮不當(dāng)問題,運(yùn)用力

5、學(xué)原理并結(jié)合導(dǎo)線覆冰增長(zhǎng)特性,以絕緣子串懸掛點(diǎn)拉力、傾角為基本參量,綜合考慮冰風(fēng)荷載影響因素,系統(tǒng)地建立了絕緣子串不同布置方式下(耐張串、I串及V串)輸電線路綜合荷載等值冰厚計(jì)算模型。
　?、筛鶕?jù)雪峰山自然覆冰試驗(yàn)站長(zhǎng)期大量的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和數(shù)據(jù)采集,對(duì)建立的綜合荷載等值冰厚計(jì)算模型進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證;同時(shí)應(yīng)用 C++開發(fā)相應(yīng)實(shí)現(xiàn)程序,將等值冰厚計(jì)算模型掛網(wǎng)于南方電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行線路進(jìn)行工程應(yīng)用,利用覆冰監(jiān)測(cè)終端的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和采集的現(xiàn)場(chǎng)覆冰數(shù)據(jù)對(duì)