当前位置：文档之家 › 覆冰输电线横向驰振的建模及舞动原因分析

覆冰输电线横向驰振的建模及舞动原因分析

  • 格式：pdf
  • 大小：283.52 KB
  • 文档页数：6

第２ ２卷 第 １ 期
段巧巧 ， 等： 覆 冰 输 电线 横 向 驰振 的 建 模 及 舞 动 原 因分 析
２ ５
幅 Ａ＝ ２ ， 也 与谐 波平衡 法 的计 算结 果一 致 ， 验证 了非 线性 方程 精确 解结 果 的正确 性 。
２ ． ３ 数 值 仿 真
基 于平 均法 的状 态方 程数 值求 解 ， 分 析 参数 对零 解稳 定性 的影 响 以及对 舞动 振 幅 的影 响 ， 由此分 析
Ｚ
．
ｆ ａ ） ￡＝１ ． ０
ｒ ｂ ） ￡＝一１ ． ０
图３ ｓ对 零 解 稳 定 性 的 影 响
的结论 。
ｌ 运 动 方 程 的 建 立
驰 振是 由于流体 以较 高速 度 流过非 圆断面 的结 构 物表 面 所 引起 的一 种 自激 振 动 。为 便 于分 析 ， 这 里不 考 虑扭转 振 动及 湍 流风对 输 电导线 振 动 的影 响 ， 把来 流 视为稳 定 恒速 的均 匀风 。
采 用集 总参 法 ， 以输 电线 静平 衡位 置 的质 心 ０为原 点 ， 建 立 坐标 系 Ｏ ｘ ｙ ， 质 心 ｃ的垂 直 坐 标 为 Ｙ ，
如 图 １所示 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２—１ １ —２ ７
第 一作 者简 介 ： 段巧巧（ １ ９ ８ ６一） ， 女， 河 南新 乡人 ， 河 南理 工 大学土 木 工程 学院硕 士研 究 生。
中图分类 号 ： Ｔ Ｕ ３ １ ２ ． １
Hale Waihona Puke 文献标 识码 ： Ａ 近年 来 ， 随着 国 民经济 的发 展 、 社 会用 电量 的激增 ， 输 电技 术逐 步 向高压 、 超 高压 的规模 发展 。 由于
线路 舞动 的难 预测 性及 风雪 灾害 事 故 的频 发 等 原 因 ， 导 线 的舞 动 理 论 、 实 验 研 究 等受 到越 来 越 多 的关
的临界 风速 和舞 动振 幅 的精确 表 达式 ， 然后 利 用数值 仿 真验证 了精 确风 速 下舞
动模 型 的 准确性 。进 而分 析风 速 、 阻尼 等参 数 对 舞 动振 幅 的 影 响 ， 较 好 的 解释
了输 电线 的舞动 现 象。 关键 词 ： 舞动 ； 非 线性振 动 ； 谐 波平衡 法 ； 平均法； 数 值 仿 真
舞动 振 幅和频 率 。近年 来 ， 已有 许 多学者 致 力于 导线 舞 动 问题 的 研究 。然 而 由于舞 动 问题 的复 杂 性 及 研 究手段 的单一 ， 对 于舞 动 的产 生 机理 还没 有统 一 的说法 ， 仍 存在许 多 问题 有待 进一 步研 究 。 舞动 的形 成取 决于 三方 面 因素 ： 履冰 、 风 激励 和导 线 的结 构 参 数 。根 据 频 率 和振 幅 的不 同 可 分 为 高频 微 幅的 微风 振动 、 中频 中幅 的次档距 振 动和 低频 大 振 幅 的舞 动 。 由于 微风 振 动 不会 对 导 线 造成 很 大 的危 害 ， 因此本 文 主要研 究水 平 风 作用 下 （ 忽 略湍 流 对 导 线 的影 响 ） 输 电导线 横 向驰 振 现象 ， 采用 精 确风 速 的表达 式建 立数 学模 型 ， 分析 振动 方程 零解 的稳 定性 及各 个参 数 对振 动 的影响 因素 ， 得到 较好
由于微风振动不会对导线造成很大的危害因此本文主要研究水平风作用下忽略湍流对导线的影响输电导线横向驰振现象采用精确风速的表达式建立数学模型分析振动方程零解的稳定性及各个参数对振动的影响因素得到较好的结论
第 ２ ２卷 第 １期
２ ０ １ ３年 １月
河 南 城 建 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｕｒ ｂ ａ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
舞 动 说 ，认 为架空 输 电线有 上 下运 动又 有扭 动 ， 当横 向垂直 振 动 频 率 近似 等 于 导线 固有 频 率时 产 生舞 动Ｅ ３ ３ 。Ｇ ． Ｓ ． Ｂ ｙ ｕ ｎ等建 立 了包 括垂 直扭 转 的 两 自 由度 模 型 ， 通 过描 述 函数 法 求 解 给 出 了变 风 速 下 最 大
水平 风 作用 下影 响输 电线 驰振 的 内在 因素 。
０ ． １ Ｏ Ｆ ｆ
０ ． ０ ５ ｝
０ ． Ｏ ０ ｝
一
０． ０５ Ｏ． １ ０Ｌ
一
０ ｌ ０ ２ ０ ３ ０ ４ ０ ５ ０ ６ ０ ７ ０ ８ ０ ９ ０ １ Ｏ０
ｆ
Ｏ １ ０ ２ ０ ３ Ｏ ４ ０ ５０ ６ ０ ７０ ８ ０ ９ Ｏ １ Ｏ ０
重 事故 。在 建立 导 线横 向驰 振 模 型 时 ， 大 多数 学者 采 用 的 是 简化 风 速 的 表 达
式 。 实际上 采 用精确 风速 ， 结 果更符 合 舞动 的 实 际状 况 。采 用精 确 风速 建立 了 覆 冰导 线 的横 向驰振振 动 模 型。通 过谐 波 平衡 法和 平均 法求 解析 解 ， 得 到起 舞
注， 并 不 断取得 进 展 … 。
Ｄ ｅ ｎ ．Ｈａ ｒ ｔ ｏ ｇ的垂 直 舞 动机 理 认 为导 线 产生 偏 心覆 冰 时 ， 覆 冰形 成 月牙 形 的机翼 ， 作 用 于其 上 的 风 力分 解为 水平 和垂 直分 力 ， 当垂 直气 动升 力 大 于 气 动 阻 力 时 导线 发 生 舞 动 ［ ２ ３ 。０ ． Ｎ ｉ ｇ ｏ ｌ 提 出扭 转 自激
Ｖｏ Ｊ ． ２ ２ Ｎ０ ．１
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ３
文 章编 号 ： １ ６ ７ ４— ７ ０ ４ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ —０ ０ ２ ３— ０ ６
覆 冰 输 电线横 向驰 振 的建 模 及 舞 动 原 因分 析
段 巧巧 ， 智 晓 晓
（ 河 南理 工 大学土 木 工程 学院 ， 河 南 焦作 ４ ５ ４ ０ １ ０ ） 摘 要： 覆 冰输 电线在 水 平风 作 用下 可产 生强 烈的上 下抖 动 ， 振 幅可达数 十 米 而导致 严

合集下载

500 kV紧凑型输电线路覆冰舞动故障分析及防范措施

500 kV紧凑型输电线路覆冰舞动故障分析及防范措施

500 kV紧凑型输电线路覆冰舞动故障分析及防范措施祝永坤;李文鹏;刘辰;高树永;蒋鹏【摘要】分析蒙东地区500 kV紧凑型输电线路覆冰舞动故障原因为紧凑型线路相间距离小,且蒙东电网为送端电网,线路走向为南北走向,极易发生导线舞动故障.暴露出线路设计时对微地形、微气象因素考虑不周,以及紧凑型线路抗舞裕度较小、现有防舞间隔棒安装数量较少且连接方式不符合要求等问题.对发生舞动故障线路采取了加装相间间隔棒措施,并分析实施效果及存在的问题.从管理及技术角度提出防范措施建议:加装相间间隔棒,控制线间距离,降低舞动能量;加装防舞拉线和加设直线塔或耐张塔,以缩小档距、降低舞动幅值;进行常规型线路改造,增大线间距,降低舞动带来的损失,确保500 kV紧凑型输电线路安全运行.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2016(034)002【总页数】5页(P5-9)【关键词】500kV紧凑型输电线路;覆冰;舞动;档距;间隔棒【作者】祝永坤;李文鹏;刘辰;高树永;蒋鹏【作者单位】国网内蒙古东部电力有限公司,呼和浩特 010020;国网内蒙古东部电力有限公司,呼和浩特 010020;国网内蒙古东部电力有限公司,呼和浩特 010020;国网内蒙古东部电力有限公司,呼和浩特 010020;国网内蒙古东部电力有限公司,呼和浩特 010020【正文语种】中文【中图分类】TM726近年来，国内气候变化较大，暖湿气流逐年由南向北移动，在蒙东地区形成了北移东扩的趋势，尤其是春冬两季，季节交换时节（每年10—11月、次年2—5月），频繁出现导线覆冰现象，轻者造成导、地线脱冰跳跃，重者造成相间短路故障跳闸。

蒙东地区500 kV输电线路多为紧凑型线路，相间距离小，且均为送端线路，走向为南北走向，近年来多次发生导线覆冰舞动故障，给电网安全稳定运行带来极大影响。

本文对蒙东地区500 kV紧凑型输电线路覆冰舞动故障进行分析，并对现有防范措施进行评估，制订针对性的改进措施，以确保输电线路安全运行。

昭通输电线路覆冰情况技术分析报告

昭通输电线路覆冰情况技术分析报告

昭通电网输电线路覆冰情况技术分析报告编写：郭盛琛审核：邱平、杨华文批准：左志勇昭通供电局2011年1月前言覆冰是一种分布广泛的自然现象，尤其雾凇是一种美丽的自然景观。

但对于输电线路，严重的覆冰则导致线路故障，甚至会引发大面积停电等灾难性事故。

自1987年110kV桃洛线建成开始，昭通电网逐步形成。

也是覆冰严重的地区之一，长期以来，我局一直为解决覆冰问题进行不懈的探索，并获得了许多重要的工作成果。

今年自1月1日以来，昭通电网部分输电线路覆冰严重，截至2011年1月23日12时。

昭通电网累计覆冰线路已达19条，占我局输电线路总数的36.8%。

其中500kV线路2条，220kV线路6条，110kV线路13条。

冰灾共造成昭通电网110kV及以上输电线路停运4条次，220kV输电线路1基塔头变形、16基地线支架变形、1处光缆断线、1处地线断线，地线光缆断股7处；l10kV输电线路1基地线支架变形、导地线断线9处，导地线断股10处。

随着昭通电网的不断建设，输电线路覆冰问题将更加突出。

为认真剖析覆冰故障的深层次原因，现将2007年以来覆冰对我局输电线路造成的危害进行统计分析，为我局及网公司输电线路规划设计、施工建设、运行维护和技改大修提供依据。

1一、昭通地区气象特点1、昭通市气象特点昭通属亚热带、温带共存的高原季风立体气候。

昭通地区地形复杂、高差大，从海拔最低267米的金沙江畔的水富县滚坎坝到海拔最高的4040米的巧家县药山，气候类型从南亚热带到寒温带兼备。

（1）气候特征滇东北地区属低纬度高海拔地区，相对高差大，地形复杂，独特的地理位置和地形特征形成了其鲜明的气候特征，主要表现在以下三个方面：一是受复杂地形地貌影响，立体气候特征明显，具有寒带、温带、亚热带等多种气候类型，气候垂直变化比水平变化更为显著；二是复杂地形和特殊地理位置导致各种天气系统交替作用，受西南季风影响，形成干湿季节分明的降雨特征，汛期降雨量多、强度大，而且降水的时空分布极不均匀，各地差异明显；三是该地区是西北利亚冷空气入侵云南省的重要通道，冬春“昆明准静止锋”常摆动于此，多低温阴雨，加之地形复杂，易造成电线覆冰。

三自由度模型覆冰输电导线舞动的数值仿真分析

三自由度模型覆冰输电导线舞动的数值仿真分析


dd
(8)
式中： 0 为初始覆冰角度； 表示单位面积的密度； 为转动惯量； 为偏心量，等于物体质量与偏心距的乘
积，即 =
， 为覆冰质量， 为导线半径．
系统的势能为
=
1 2
2+
1 2
2+
1 2
2
(9)
根据拉格朗日方程
d
=
(10)
式中： = 称为动势，广义力 可由虚位移原理求得
3
=
(11)
=1
=
=2
(12)
0
图3
0参数平面内零解的稳定边界
Fig. 3 The boundary between the stableun stable
regions of the trivial solution in the 0 plane
来越小．即覆冰越厚，
导线越容易发生舞动．
/ (m/s)
/ (m/s)
图3是
0 参数
Abstract The influence of system parameters and environment parameters on the critical wind speed of galloping is investigated based on the 3 DOF model considering the coupling among vertical, horizontal and torsional motions of power transmission lines by numerical simulation. The curves between the critical wind speed and ice thickness, initial ice angle, air density, initial tension, mass of unit length and lateral damping ratio are given respectively. And then the complex motion resulted from bifurcation of galloping is studied. It is shown that the bifurcation of periodic motion can lead to quasi-periodic motion and chaos when wind speed changed. Key words power transmission lines; galloping; critical wind speed; bifurcations
输电线路运维防治导地线覆冰舞动方案

输电线路运维防治导地线覆冰舞动方案

输电线路运维防治导地线覆冰舞动方案一.导地线覆冰舞动的发生，常与气候和气象条件有关。

在气温为一5~1℃、风力为8~12m∕s（4~6级）、导地线覆冰厚度3~20mm的情况下，易发生导地线舞动。

导地线舞动会给线路造成严重的损害，可使金具断裂，导地线落地，塔材、螺栓变形、折断，出现大面积停电。

因此运行单位应高度重视，建立健全有效的管理制度，降低舞动发生的几率。

二.导地线舞动较严重的地区，各级生产管理部门和运行单位应组织科研和技术人员成立防治导地线覆冰舞动工作小组，研究本地区导地线舞动形成的规律、特点，拟定相应的工作制度，制订防治导地线舞动的措施、计划。

通过不断治理和积累经验,逐步抑制导地线覆冰舞动的发生，减轻或避免导地线舞动造成的危害。

三.加强对导地线舞动的观测和记录，绘制出易舞线路和易舞区分布图。

开展对导地线舞动在线监测技术的研究，为预防和治理导地线舞动积累资料。

导地线舞动在线监测是利用观测装置，实时监测、记录导地线舞动的相关数据，如：覆冰厚度、性状、导地线舞动时的风速、风向、温度以及舞动的幅值、频率、波形等。

四.处于重冰区（覆冰厚度在20mm及以上）或易于结冰的线路，应制订或适时采取融冰及防冰措施，避免发生线路故障。

根据情况设置冰凌观测站，以便导地线发生覆冰时及时进行观测及记录；加强对冰凌资料的积累、分析，结合运行经验制定预防冰害事故措施。

五.根据线路设计和运行情况，对各种交叉跨越距离按可能发生的覆冰情况进行校验，重要交叉跨越档宜采用孤立档。

为减轻或防止导线脱冰跳跃和舞动对导线造成的损伤，悬挂导线时宜采用预绞丝护线条保护，不使用重锤和非固定型线夹。

六.北方地区初春季节冰雪开始融化，应提前清除绝缘子串上的冰雪，防止冰闪事故的发生。

也可采取一些防治措施：改变瓷（玻璃）绝缘子串的配置（如在绝缘子串中插入大盘径绝缘子），或在条件允许的情况下增加绝缘子串长度（如采用结构高度较高的绝缘子或适当增加片数）。

七.对已采用的防舞措施（装置），应定期进行巡视和检查，发现异常及时处理，确保其运行状况良好。