架空導(dǎo)線運(yùn)行溫度及載流量的數(shù)值模擬分析.pdf

1、本課題受國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《熱力耦合場(chǎng)中高壓架空輸電線微風(fēng)振動(dòng)效應(yīng)與疲勞壽命評(píng)估》（批準(zhǔn)號(hào)：51578512）的資助。
　　近年來(lái)，為了滿足日益增加的用電需求，輸電線路的增容技術(shù)也得到了越來(lái)越廣泛的研究和應(yīng)用，但是，由此帶來(lái)的導(dǎo)線長(zhǎng)期高溫工作條件逐漸成為影響線路運(yùn)行安全性和可靠性的一個(gè)不容忽視的因素。目前，已有的動(dòng)態(tài)增容技術(shù)，主要著眼于無(wú)線通信技術(shù)在導(dǎo)線表面溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用，對(duì)于導(dǎo)線本身的工作溫度場(chǎng)的形成原因和分布特點(diǎn)以

2、及影響因素（風(fēng)速、風(fēng)向、環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度等）研究相對(duì)不足。而這些對(duì)于準(zhǔn)確確定導(dǎo)線的溫度及其載流量有重要影響，因此值得深入研究?；诖?，本文以LGJ300/50為例，研究其在風(fēng)速、風(fēng)向、環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度等影響下的溫度分布規(guī)律，以期為輸電線路動(dòng)態(tài)增容技術(shù)提供理論支撐，也為后期導(dǎo)線在工作條件下的材性和疲勞分析提供參考。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　?。?）以IEEE規(guī)范為例，詳細(xì)介紹了導(dǎo)線的熱平衡方程以及對(duì)流散熱量、輻射散熱量、

3、日照生熱量、電阻的計(jì)算方法，為有限元數(shù)值模擬提供可靠依據(jù)；
　?。?）利用ANSYS軟件建立均質(zhì)導(dǎo)線模型（不考慮空氣間隙），驗(yàn)證了ANSYS仿真法的準(zhǔn)確性并明確了風(fēng)速、風(fēng)向、環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度等對(duì)導(dǎo)線整體溫度變化情況的影響規(guī)律，為后續(xù)分析提供可靠支持；
　?。?）利用ANSYS軟件建立精細(xì)導(dǎo)線模型（考慮導(dǎo)線內(nèi)空氣間隙對(duì)熱傳導(dǎo)的影響及股線間的實(shí)際接觸情況），驗(yàn)證了其分析導(dǎo)線徑向溫度分布規(guī)律的準(zhǔn)確性；研究得出，載流量在410A~

4、860A范圍內(nèi)，隨著風(fēng)速、風(fēng)向角、環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度等的變化，導(dǎo)線徑向溫差在4~10℃變化，該溫差對(duì)載流量的影響可達(dá)70A~80A；而現(xiàn)有的溫度監(jiān)測(cè)裝置，所測(cè)量導(dǎo)線的溫度多是導(dǎo)線的表面溫度，以此來(lái)調(diào)整線路的輸送容量則是偏于不安全的，結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)時(shí)增容技術(shù)，可以通過(guò)ANSYS分析導(dǎo)線相應(yīng)環(huán)境條件下的溫度場(chǎng)，從而根據(jù)導(dǎo)線內(nèi)的各點(diǎn)溫度分布，計(jì)算最不利位置的導(dǎo)線允許載流量，在保證線路運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上提高線路輸送容量；
　?。?）結(jié)合溫度場(chǎng)