脈動(dòng)風(fēng)載下的輸電線路風(fēng)偏計(jì)算研究.pdf

1、我國疆土遼闊，東西部電力資源分布和經(jīng)濟(jì)發(fā)展不相匹配。架空輸電線路作為主要的電能傳輸方式其發(fā)展日新月異，而導(dǎo)線風(fēng)偏閃絡(luò)問題嚴(yán)重影響輸電線路的安全運(yùn)行，因此準(zhǔn)確、高效地計(jì)算導(dǎo)線的風(fēng)偏響應(yīng)具有實(shí)際的工程意義。
　　本文在導(dǎo)線非線性動(dòng)力方程中引入了結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度與風(fēng)速的相對(duì)速度，建立了考慮氣動(dòng)阻尼的風(fēng)偏計(jì)算方法。運(yùn)用諧波疊加法模擬瞬態(tài)風(fēng)場(chǎng)，以此構(gòu)建作用于導(dǎo)線上的脈動(dòng)風(fēng)荷載。針對(duì)某實(shí)際八跨線路，建立精細(xì)化的多跨導(dǎo)線有限元模型，基于非線性瞬態(tài)分

2、析方法考察了輸電線路自身運(yùn)動(dòng)引起的氣動(dòng)阻尼對(duì)輸電線路風(fēng)偏瞬態(tài)響應(yīng)的作用特征，結(jié)果表明:氣動(dòng)阻尼作用明顯，在風(fēng)偏動(dòng)態(tài)分析中必須考慮氣動(dòng)阻尼的影響。將本文考慮氣動(dòng)阻尼的風(fēng)偏計(jì)算結(jié)果與考慮美國輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范ASCE No.74給出的氣動(dòng)阻尼公式計(jì)算得到的風(fēng)偏值進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明這兩種考慮氣動(dòng)阻尼的方法所得的風(fēng)偏計(jì)算結(jié)果基本一致，ASCE No.74中所給出的氣動(dòng)阻尼公式可供日后風(fēng)偏計(jì)算時(shí)采用。
　　論文研究了目前常用的風(fēng)偏計(jì)算單擺模型

3、的準(zhǔn)確性，對(duì)比單擺模型與多自由度連續(xù)多跨模型風(fēng)偏響應(yīng)結(jié)果;考察了動(dòng)態(tài)風(fēng)荷載作用下多自由度連續(xù)多跨模型的風(fēng)偏總響應(yīng)與平均響應(yīng)值，確定了動(dòng)力放大系數(shù)取值;將我國規(guī)范中導(dǎo)線風(fēng)偏的風(fēng)荷載計(jì)算方法與美國、英國及國際通用規(guī)范進(jìn)行對(duì)比，并以實(shí)際八跨線路為例，計(jì)算了各檔導(dǎo)線的風(fēng)荷載值。結(jié)果表明:單擺模型相對(duì)多自由度連續(xù)多跨模型偏于安全，可在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中采用;脈動(dòng)風(fēng)荷載對(duì)于導(dǎo)線風(fēng)偏影響不容忽視，其荷載的動(dòng)力放大系數(shù)為1.3-1.5;我國在計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)所

4、取的風(fēng)速、體系系數(shù)與其他國家相差不大，但關(guān)于風(fēng)壓不均勻性及動(dòng)力放大兩個(gè)因素的綜合考慮與他國相比較小，使得我國風(fēng)荷載計(jì)算值偏小。
　　本文提出導(dǎo)線風(fēng)偏響應(yīng)的頻域分析方法?？紤]導(dǎo)線在平均風(fēng)荷載作用下的幾何非線性，以平均風(fēng)載作用下的位置座位初始狀態(tài)，進(jìn)行脈動(dòng)風(fēng)載下的頻域分析，以某單跨導(dǎo)線為例進(jìn)行計(jì)算;分別取前20階、10階、5階、3階、2階模態(tài)進(jìn)行組合，考察其計(jì)算精度。結(jié)果表明:頻域計(jì)算結(jié)果與時(shí)域結(jié)果相近，證明本文所述采用頻域法計(jì)算導(dǎo)線