输电线路事故状态下受力计算分解
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大风作用下输电铁塔受力计算及模态分析摘要:本文在已知工况的情况下,自主进行特高压输电杆塔整体建模以及详细计算外部荷载,并在建立模型的基础上,通过赋材、施加外部荷载和约束等操作对输电杆塔进行静力求解、模态分析与地震谱分析。
在静力求解中,着重对杆塔中的地线支架以及其他部位的危险杆件进行强度校核;在模态分析中,通过读取各阶频率对应的振型,简单剖析杆塔的振型规律,以发现在杆塔建模中存在的问题并加以改进;在地震谱分析中,在合并模态的前提下,主要提取杆塔的前几阶有效频率,并简单分析其振型。
另外,通过利用两种不同的设计规范对同一杆件的不同材料分别进行强度校核,简单分析材料的选取对杆件强度的影响。
关键词:特高压输电杆塔静力求解模态分析1 引言输电塔是一种柔度较大的高耸结构,一般为较高的格构式钢析架塔,作为重要生命线工程的电力设施,输电塔的破坏会导致供电系统的瘫痪,造成严重的后果。
然而输电塔受风载破坏发生倒塔等事故屡有发生。
因此,确保风荷载、振动荷载作用下输电线路的正常工作,己成为电力工程与输电工程一个重要的研究课题。
本文对铁塔在平均风载荷下的受力情况进行分析计算,通过分析计算输电塔在平均风荷载下的位移和受力以及形变情况,对输电塔受风力作用的承载能力进行一定的分析和了解。
2 研究对象及对应荷载计算2.1 研究对象及对应工况本文对5C-ZJ1铁塔进行载荷计算,建模,使用 ansys 软件进行内力分析,模态分析以及动载分析。
该类型杆塔的设计条件、使用条件及杆塔单线图可以通过铁塔设计手册查询。
2.2 荷载计算计算设计工况下的输电塔受力荷载,除了考虑塔身角钢所受的风荷载,还需要考虑导地线、金具自重以及所受风荷载对塔身所施加的力。
计算出各部分受力后,将其加载到仿真模型的各个节点上。
其中,按着计算风荷载公式计算各节点受力情况。
(2-1)3 杆塔仿真模型的建立3.1 有限元建模思想本文采用桁梁混合模型对500KV超高压输电角钢塔500ZJ1进行有限元建模。
220KV输电线路倒塔事故原因分析及措施摘要:输电线路运行、检修部门要更进一步加强对杆塔事故预防措施的分析与研究,从而能够大大缩短抢修时间,提高了事故处理的工作效率和供电可靠性,保障好电力的安全输送和电网的安全运行。
基于此本文分析了输电线路倒塔事故原因与措施。
关键词:输电线路;倒塔事故;原因;措施1、输电线路倒塔事故原因1.1、外力破坏外力破坏包括人为的和自然的两种,人为的是在杆塔下进行土石方开挖或者进行施工建设重型机械撞击杆塔以及人为报复毁坏杆塔,盗取塔材破坏了杆塔的整体稳定性等等;自然的因素是山体滑坡泥石流导致的地基抗力降低,自然因素导致的地基失稳等。
1.2、第二,杆塔设计的承载能力不足杆塔在设计之初对日然灾害重现期取之偏小,以及最大风速取值不当,等等导致杆塔设计存在缺陷.在设计正常的情况下,遭遇临档断线的事故时,断线张力过大导致杆塔倒塔,对于直线塔还要注意就是施工检修时都不能用其中的某一个塔腿作为锚固,否则立即就会导致倒塔事故。
1.3、运维不到位在电杆倒塌事故中,往往存在以下不足:第一,电杆基坑没有分层填实的情况下,电力工作人员就贸然作业。
第二,没有完全参照国家安全作业的相关规定,登杆前的安全检查工作不到位。
第三,拉线和杆塔的设置不合理,存在安全隐患。
在以上问题未解决的情况下违规作业,会给工作人员的生命带来极大威胁。
在线路施工过程中,施工人员往往在永久拉线的承力功能还未完全发挥出来时就撤走了临时拉线,没考虑到永久拉线是否拉紧,埋下了安全隐患。
因此,一定要避免临时拉线拆除过早的问题,最大限度保证电杆的稳固性。
一旦铁塔所承受的荷载大于设计条件时,其就会直接表现为强度不足以被破坏、破坏点出现在承载能力过于薄弱的位置。
现阶段在电力线路假设过程中所使用的钢材多为细长构件,当其压力超过了欧拉的临界力之后,钢材的内部抵抗力以及外力就会处于一种不稳定的平衡状态下,并导致整个塔体出现比较严重的变形现象,并会在二阶弯矩的叠加影响下使得相关构件出现了破坏现象。
架空输电线路导线应力状态方程式计算过程解析1. 导言好家伙,提到架空输电线路,脑海中是不是立马浮现出那高高在上的电线杆?对,就是那些让我们在路上开车时不自觉仰头的大家伙!它们可不仅仅是把电送到你我家,更是承受着各种各样的应力,真是个“背负重任”的角色。
今天,我们就来聊聊这些导线的应力状态方程式是怎么计算的,听上去挺复杂对吧?其实也没那么难,咱们慢慢来。
2. 应力状态方程式的基本概念2.1 应力是什么首先,咱们得弄明白“应力”到底是个啥。
简单说,就是材料在外力作用下内部产生的抵抗力。
就像是你在沙滩上挖坑,沙子会对你的手产生一种反作用力,这个力就是应力。
电线在风吹日晒、雨淋雪压的情况下,也会产生不同的应力,形成“紧张局势”。
2.2 为什么要计算应力既然知道了什么是应力,那接下来就得问,为什么咱们要计算它呢?嘿,这个就像是咱们在减肥之前先量体重一样,有个基准才能知道自己有没有变化。
通过计算应力,我们能确保电线在各种情况下都不会“扛不住”,避免出现意外,比如断线那就惨了,搞不好连停电都要来一场!3. 应力状态方程式的计算步骤3.1 第一步:确定外力好啦,咱们的计算之旅正式开始。
第一步,就是得弄清楚电线周围的环境,哪些外力会影响它。
风速、雪重、温度变化,都是重要的“参与者”。
比如,冬天一场大雪下来,电线承受的重力可不小,那可是沉甸甸的。
3.2 第二步:建立模型接下来,我们得建立一个合理的计算模型。
就像搭积木一样,得把每个因素都考虑进去。
一般来说,咱们会用一些简化的假设来进行计算,毕竟没必要把每根电线都当成超级复杂的模型来对待。
一般的做法是把电线视为一个均匀的、线性弹性的杆子,然后通过公式来计算应力。
3.3 第三步:应用公式然后就到最激动人心的时刻了,应用公式!应力状态方程式通常可以表示为:σ = F/A。
听上去有点抽象,但没关系,咱们举个例子。
假设有根电线承受着100公斤的重力,而电线的截面积是0.1平方米,那么计算出来的应力就是1000帕斯卡。
“输电线路导、地线张力弧垂及杆塔荷载计算程序”使用说明书江苏省电力设计院2008年10月11日前言杆塔承受的电线荷载,就是电线通过悬挂点施加到杆塔上的力。
该力在无风情况下通常分解为相互垂直的三个分量,即竖向垂直荷载TG、纵向张力荷载TQ(顺线路方向的水平张力)、横向张力荷载TS(垂直于线路方向的水平张力,包括通过电线传递的风荷载)。
电线荷载一般需计算5种工况(覆冰、大风、不均匀脱冰、事故、安装)下的荷载,对于钢管塔还需考虑大风上拔,必要时杆塔设计还要校验验算工况。
在各种工况下组合垂直荷载、纵向荷载、横向荷载是一个很繁琐的过程,简单的靠人工或电子表格计算工作量大,且很容易出错。
“输电线路导、地线张力弧垂及杆塔荷载计算程序”集成了导地线张力及弧垂计算和杆塔荷载计算的功能,只需输入最原始的设计参数,计算结果可直接的以图形或表格的方式输出,直观且提高工作效率。
根据《110~750kV架空输电线路设计规范》(国标报批稿)、《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154-2002),并参照《电力工程高压送电线路设计手册》(第二版,以下简称《手册》)和我院原“500kV杆塔荷载计算程序”的有关公式,结合杆塔设计的经验,编制了本程序。
其特点如下:1.与导地线张力计算绑定编程,避免了开列杆塔荷载时导地线参数和气象条件的多次重复输入,无需借助于其它软件便可独立完成导地线的张力及荷载计算;2.设置了导地线、气象区及绝缘子串型数据库;3.具有计算数据自动保存和读取Excel荷载计算书中设计参数的功能,如要修改原荷载中某数据,只需操作“读取杆塔数据”按钮,修改某数据后再进行计算,无需再次输入全部数据,操作方便、快捷;4.荷载表中列出了导地线参数、气象条件、绝缘子、金具、线路参数及中间数据,同时在Excel上设有自校验功能,可从中获取荷载的详细计算公式,便于校核;5.可同时计算6组导、地线力学特性和架线弧垂表,生成的CAD图表可直接出版;6.可计算三层导线及地线,双回路塔的荷载可一次性开列完成。
220kV输电线路分裂导线运行应力分析摘要:导线是架空输电线路的主要元件之一.在架空输电线路建设投资中,双分裂导线相碰或十分靠近是出现粘连的先决条件,采用加装间隔棒的方法,虽然施工较为简单,但一般需停电作业,且不太适用于处理连续多档,尤其导线对地距离较大时,施工难度非常大,施工安全系数也比较低。
目前处理分裂导线电磁力基于导线平行的状态,没有很好处理导线在受外力如电磁力、拉应力等情况下导线处于曲线状态的电磁力的求解,其中使用平行状态计算电磁力就会出现较大误差,并且导线间使用间隔棒和电流随电压出现波动也会使导线受力发生较大变化,以及导线在电磁力发生改变时导线长度的变化。
因此,对220kV输电线路分裂导线运行应力分析具有重要意义。
关键词:220KV架空;分裂导线;动态模型架空输电线路日常消缺工作经常需要检修人员出导线进行检修,如更换绝缘子、导地线防震锤的捉回和补装、导线间隔棒的调整、麻股和断股导线的修补、导地线上异物的拆除等。
根据这些工作作业量的大小和作业的复杂程度,工作人员会选择不同的作业方式、方法来完成检修工作。
通过建立输电线路模型,利用模型计算分裂子导线的影响。
继而利用数值计算出不同状态导线间距,并分析不同电流对导线距离的影响,建立过电流下导线伸长动态模型。
基于分析可知:各种因素对导线伸长和间距在影响,伸长与电磁力相互促进;动态模型显示导线伸长过程中各种参数变化,并提出相应预防粘连的措施。
一、架空输电线路的组成地线:地线即避雷线,挂在铁塔最上部的两根金属线,我们在设计的时候通常会选用良导体的地线,这需要通过潜供电流与过电压、光缆、通信线、运行通信、系统通信的要求来确定。
导线:导线的作用是传输电流,导线通过绝缘子串和金具挂靠在铁塔上。
在设计时应该考虑导线的一些物理特性,包括截面积与分裂型式,还有子导线的间距。
以及导线的电气特性与机械特性。
而且防腐导线适用于污秽的地区。
绝缘子:绝缘子串用来绝缘导线与铁塔、地线与铁塔的作用,送电线路的绝缘强度按清洁地区和污秽地区来划分,以污秽性质、附盐密度、污源距离、气候条件及已有线路运行经验来确定。
线路的力学计算
输电线路的力学计算步骤:
一、气象条件
根据气象区条件,主要确定覆冰厚度、风速、温度三个参数,然后根据三个参数形成气象条件的组合。
二、电线的机械特性和比载
1、机械特性:
直径、截面积、弹性系数、线膨胀系数、计算重量五个特性数值。
2、比载:
导线自重比载:γ1=9.80665*p1
覆冰比载:γ2=9.80665*0.9πδ(δ+d)*10-3
垂直比载:γ3=γ1+γ2
无冰时风比载:γ4=0.625v2dαμsc*10-3
(根据最大风速、安装风速分别求)
覆冰时风比载:γ5=0.625v2(d+2δ)αμsc*10-3
无冰时综合比载:γ6=【(γ1)2+(γ4)2】1/2
覆冰时综合比载:γ7=【(γ3)2+(γ5)2】1/2
3、力学计算
应变电站内导线悬挂点可以近似看做等高悬点,受力点的应力根据下式求(以中相受力计算)
切线分量:σA=σ0+γ2L0x2/2σ0
垂直分量:σA=γL0x。
第五节输电线路的事故处理由于输电线路是电网的基本组成部分,其分布范围广,数量多,常面临各种不同地理环境和气候环境的影响,因而容易发生故障,故障大多是由于过电压污闪、绝缘损坏、树障、外力破坏等因素造成的。
线路跳闸事故是发电厂、变电所运行中最常见的故障之一,线路故障一般有单相接地、两相接地短路、两相短路和三相短路等多种形态,其中以单相接地最为频繁,占全部线路故障的95%以上。
一、输电线路事故分析线路故障有瞬时性故障和永久性故障之分,例如设备缺陷、绝缘子破损等引起的永久性故障,线路绝缘子闪络、大雾或大雪等天气原因造成的沿面放电、大风、树枝或动物引起的对地短路或相间短路等瞬时性故障,其中瞬时性故障出现的概率较大,甚至达到线路故障的70%~80%。
1.引起线路事故跳闸的原因(1)架空输电线路倒杆塔事故,一般发生在暴风雨且类似龙卷风的恶劣气候条件下。
(2)架空输电线路雷击跳闸事故,每年雷雨季节,线路都不同程度地被雷击,这是引起线路跳闸的主因素之一。
(3)外力破坏事故,输电线路通道内违章建房、堆物取土采石、植树、架设附属物和电力设施偷盗等现象层出不穷造成破坏事故。
(4)导、地线覆冰事故,冬季,如果导线、避雷线覆冰,其荷载增加,首先改变导线或避雷线的弧垂,其次破坏金具、绝缘子串和引起倒杆断线,导致线路跳闸。
(5)输电线路的舞动事故,当水平方向的风吹到因覆冰而变为非圆断面的输电导线时,将产生一定的空气动力,在一定条件下,会诱发导线产生一种低频率、大振幅的自激振动,由于其形态上下翻飞也称为舞动。
由于输电线路的舞动易造成垂直排列的线路发生相间短路故障。
(6)鸟害闪络事故。
多鸟的地区,成群的鸟停留在直线杆塔横担上,排粪堆积在绝缘子串上,降低其绝缘强度,在雨雾天气,绝缘子容易发生闪络,引起单相接地故障。
(7)污闪事故,烟尘、废气对线路绝缘子造成一定的污染,降低线路的绝缘强度,在雨雾天气,容易引起线路跳闸。
2.输电线路事故跳闸情况分析(1)对于永久性故障,在正常情况下由于继电保护装置满足四性要求,且断路器满足遮断容量要求,同时短路冲击对系统的稳定性影响也不大,因此对故障的输电线路可以实施强送,继电保护应能正确动作,切除故障的输电线。
输电线路外力破坏事故分析与对策探讨摘要介绍了输电线路外力破坏的原因、特点、防范措施、以及相关法律依据和采取的手段。
有效防止电力线路人为破坏而影响地区供电、社会稳定、电力设备损坏。
同时避免对社会影响较大的停电事故发生和给国家、相关联用电客户造成重大经济损失。
关键词输电线路;外力破坏;措施0 引言电力输电线路设施由于考虑造价、土地占用、环境影响等原因大多数暴露在野外,容易受到各种外力的影响而发生事故。
任何一个环节出现故障都可能导致电网停运事故。
塑料薄膜、风筝线、塔吊、移动吊车、大型车辆、高干植物等都可能成为电网事故的导火索,可能影响电力系统稳定、电压波动、频率不稳、电网解列、大面积停电的严重后果,损害客户利益、企业利益和全社会的公共利益。
1 输电线路外力破坏上升原因分析1.1 企业外部的原因1)电力设施保护立法不完善,致使保护电力设施的法律责任落实不到位。
尽管从法律体系上我国构建了从法律、法规到部门规章以及各单位的具体办法和措施的严密体制,但由于落实部门明确,无法到位。
2)警力精力严重不足公安部门任务重、案件多,电力设施案件只是他们负责的各类案件中的一类,在电力设施案件上投入警力精力不足。
加之大部分公安机关认识模糊,只将盗窃电力设施归类为一般的案件,而对在电力设施保护区内进行盖房、挖沙取土等违法破坏电力设施的行为归类为安全监督部门处理的事件,致使在处理相当一部分破坏电力设施隐患上,只有电力部门唱独角戏。
3)城市建设速度加快,导致隐患增多城市建设规模扩大,城乡一体化速度加快,输电线路所处的地理环境发生了很大变化,原来的偏僻农田,现在成为经济开发区、居民区,各类违章建筑、违法生产活动现象增多,对输电线路设备构成的潜在隐患增多,致使直接导致外力破坏事故的次数增多。
1.2 企业内部的原因1)工作机制不完善电力企业内部机构、岗位及责任设置,对防外力工作目标不明确,工作体系不完善,缺乏外力破坏风险控制流程,无完整可操作性强的刚性制度。
第五节输电线路的事故处理由于输电线路是电网的基本组成部分,其分布范围广,数量多,常面临各种不同地理环境和气候环境的影响,因而容易发生故障,故障大多是由于过电压污闪、绝缘损坏、树障、外力破坏等因素造成的。
线路跳闸事故是发电厂、变电所运行中最常见的故障之一,线路故障一般有单相接地、两相接地短路、两相短路和三相短路等多种形态,其中以单相接地最为频繁,占全部线路故障的95%以上。
一、输电线路事故分析线路故障有瞬时性故障和永久性故障之分,例如设备缺陷、绝缘子破损等引起的永久性故障,线路绝缘子闪络、大雾或大雪等天气原因造成的沿面放电、大风、树枝或动物引起的对地短路或相间短路等瞬时性故障,其中瞬时性故障出现的概率较大,甚至达到线路故障的70%~80%。
1.引起线路事故跳闸的原因(1)架空输电线路倒杆塔事故,一般发生在暴风雨且类似龙卷风的恶劣气候条件下。
(2)架空输电线路雷击跳闸事故,每年雷雨季节,线路都不同程度地被雷击,这是引起线路跳闸的主因素之一。
(3)外力破坏事故,输电线路通道内违章建房、堆物取土采石、植树、架设附属物和电力设施偷盗等现象层出不穷造成破坏事故。
(4)导、地线覆冰事故,冬季,如果导线、避雷线覆冰,其荷载增加,首先改变导线或避雷线的弧垂,其次破坏金具、绝缘子串和引起倒杆断线,导致线路跳闸。
(5)输电线路的舞动事故,当水平方向的风吹到因覆冰而变为非圆断面的输电导线时,将产生一定的空气动力,在一定条件下,会诱发导线产生一种低频率、大振幅的自激振动,由于其形态上下翻飞也称为舞动。
由于输电线路的舞动易造成垂直排列的线路发生相间短路故障。
(6)鸟害闪络事故。
多鸟的地区,成群的鸟停留在直线杆塔横担上,排粪堆积在绝缘子串上,降低其绝缘强度,在雨雾天气,绝缘子容易发生闪络,引起单相接地故障。
(7)污闪事故,烟尘、废气对线路绝缘子造成一定的污染,降低线路的绝缘强度,在雨雾天气,容易引起线路跳闸。
2.输电线路事故跳闸情况分析(1)对于永久性故障,在正常情况下由于继电保护装置满足四性要求,且断路器满足遮断容量要求,同时短路冲击对系统的稳定性影响也不大,因此对故障的输电线路可以实施强送,继电保护应能正确动作,切除故障的输电线。
线路立塔内拉线受力计算线路立塔内拉线的受力计算是指在电力输送过程中,电力线路立塔中的拉线所受的力的计算。
拉线是电力线路中连接电力塔和电力线路导线的重要部分,主要负责承担导线的重量和风荷荡力。
下面将从拉线的受力分析、重力和风荷荡力的计算、受力平衡等方面进行详细介绍。
首先,拉线的受力分析是计算拉线所受力的基础。
拉线受到的力主要有两个方向:垂直方向的重力和水平方向的风荷荡力。
在计算拉线受力时,需要考虑拉线的自重、导线的重量和风荷荡力。
拉线的自重可以通过拉线的长度和单位长度拉线的重量计算得出,导线的重量可以通过导线的长度、导线的单位长度重量和导线的数量计算得出,风荷荡力可以通过风速、导线的形状和导线的单位长度风荷荡力系数计算得出。
其次,重力的计算是拉线受力计算的一个重要部分。
拉线的重力主要是由拉线自身的重量和导线的重量组成。
拉线的重量可以通过拉线的长度和单位长度拉线的重量计算得出,导线的重量可以通过导线的长度、导线的单位长度重量和导线的数量计算得出。
重力的计算可以通过将拉线的重量和导线的重量相加得到。
再次,风荷荡力的计算也是拉线受力计算的一个重要部分。
拉线受到的风荷荡力主要由风速、导线的形状和导线的单位长度风荷荡力系数决定。
风速可以通过气象数据或现场测量得到,导线的形状可以通过导线的直径、截面形状等参数确定,导线的单位长度风荷荡力系数可以通过实验或经验公式计算得到。
风荷荡力的计算可以通过将风速、导线的形状和导线的单位长度风荷荡力系数相乘得到。
最后,受力平衡是拉线受力计算的一个重要原则。
根据受力平衡原理,在计算拉线受力时,拉线所受的力应该平衡,即拉线所受的重力和风荷荡力之和应该等于零。
通过受力平衡原理,可以将拉线受力计算问题转化为一个方程求解问题,通过求解方程可以得到拉线受力的结果。
综上所述,线路立塔内拉线受力计算是一个复杂的问题,需要考虑拉线的受力分析、重力和风荷荡力的计算以及受力平衡等方面。
通过合理的受力计算,可以确保拉线的强度和稳定性,保证电力线路的安全运行。
电网事故及异常影响负荷计算方法探讨作者:何剑军,李建斌来源:《科技与创新》 2015年第19期文章编号:2095-6835(2015)19-0078-02何剑军1,李建斌2(1.中国南方电网电力调度控制中心,广东广州 510623;2.曲靖供电局电力调度控制中心,云南曲靖 655000)摘要:通过解释电网发生事故或异常后影响负荷的相关术语定义,探讨分析了每个分量的精确计算方法,并结合电力系统的运行特点,综合考虑备自投等安全自动装置、低压脱扣装置、用户等因素,提出了每个分量的计算公式,综合影响计算精度的管理和技术条件,给出了相应的建议。
关键词:电网故障;减供负荷;备自投;低压脱扣装置中图分类号:TM711.2 文献标识码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2015.19.0782011-09-01,国务院《电力安全事故应急处置和调查处理条例》(以下简称“条例”)正式施行。
条例规定,电力安全事故(以下简称“事故”)的等级划分,减供负荷和造成城市供电用户停电的比例,被作为电力安全事故事件等级划分的标准。
然而,受电力系统运行特点的影响,电网故障(异常)影响的负荷计算较为复杂。
1 术语和定义电网负荷:相应区域或行政区域内公司、地方供电企业管辖电网的所有负荷和用户自备电源的负荷。
电网减供负荷:省(自治区)、省会城市、地级市(州)、县级市、县等相应行政区域内的电网在事故发生期间的实际负荷最大减少量。
此过程不含因备自投或重合闸成功后恢复的负荷量、低压脱扣减少的负荷量。
备自投恢复负荷:电网发生故障后,利用备用电源自投装置恢复供电的负荷。
低压脱扣损失负荷:因为用户侧低压释放装置动作等用户自身的原因而脱离电网对应的实际减少负荷。
电网损失负荷:电网发生故障后,线路重合闸和备用电源自投装置动作完成后系统未恢复的负荷,包括电网减供负荷和低压脱扣负荷。
用户主动停用负荷:受台风、降雨等影响电力用户主动停产、停工、停业、停课等减少负荷。
输电线路运行事故分析输电线路是电网运行的重要组成部分,当输电线路存在问题或出现故障时,会对供电工作的进行产生严重影响。
现阶段我国用电量大幅增大,而输电线路时间久、损耗大,因此输电线路故障逐渐增多。
加强管理和维护输电线路是现阶段电网发展的必然要求也是完善我国电力系统建设的工作需求。
掌握线路运行中存在的故障和问题对保障今后的供电顺利开展、电网运行事故有着重大意义。
该文根据现阶段的具体情况,分析当前电网中输电线路存在的主要问题和故障。
1.输电线路维护不到位输电线路是维系着电力系统和用户的重要组成,所以应当加强对输电线路的维护来保证供电的顺利。
但由于我国输电量较大,输电线路复杂,而电力系统中的人力、资源都十分有限,因此造成难以对线路进行全面维护的现状。
且由于电力系统对输电线路运行和维护的重视度不够高,使得输电线路没能发挥出其自身的维护作用。
2.输电线路设备过热、负荷加大随着用电量的不断增大,输电线路的负荷也越来越大,因而由于设备过热而引发的线路故障在运行中时常发生。
电气设备过热的原因存在外部热故障和内部热故障。
外部热故障是由于大电流的影响导致了接头处温度不断升高,电阻不断增大引发的恶性循环。
而内部热故障的故障处密封在金属外壳或是绝缘材料中,故障时间较长且稳定,通过对周边材料温度的检查可以判断电气设备中存在的内部故障。
在供电系统中,输电线路的热故障是引发线路故障的重要原因之一。
在对输电线路进行日常管理和检查工作中的忽视,导致线路故障的发生,影响着电网的正常运行。
3.受外部因素影响我国的地理条件的复杂导致了输电线路安装暴露在外部环境中。
由于部分地区的自然环境较为恶劣,一些突发灾害会对线路造成不同程度的损害。
如雷击、地震等因素,往往会对线路造成破坏,中断电力系统的供电。
且外部灾害对线路的破坏会造成很大的损失,甚至会引发火灾,造成了更加严重的破坏。
且在偏远地区,违章的施工会对造成供电的中断,导致输电线路造成破坏,影响用户的日常用电。
沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称控制系统课程设计院(系)自动化学院专业自动化班级。
学号20。
学生姓名。
课程设计题目输电线路事故状态下受力计算课程设计时间2015 年12 月15 日至2014 年12 月26 日课程设计内容及要求:架空送电线路无跨越架不停电跨越架线时,为保护被跨越的运行电力线,通常在跨越档采用全封网或局部封网布置。
文章针对跨越档全封网布置,且选用迪尼玛绳作为承载索时,跨越档应限制的档距及跨越档档端铁塔应增加的高度进行计算分析,为跨越档的设计参数选择提出了建议。
该系统的特征为:★可以在用户界面输入输电线路参数。
★可以计算出所需输电线路参数。
具体要求如下:1. 根据已有参数设计界面并调试成功。
2. 根据输入的参数按照特定算法计算出结果。
3. 完成课程设计说明书。
指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日沈阳航空航天大学课程设计(论文)题目输电线路事故状态下受力计算班级。
学号。
学生姓名。
指导教师。
目录0. 前言 (1)1. 总体方案设计 (1)2. 承载索张力和弧垂的计算方式 (4)2.1 承载索的张力计算 (4)2.2 承载索弧垂的计算 (5)3 软件设计 (5)4.联合调试 (8)5. 课设小结及进一步设想 (10)参考文献 (10)附录I 对应变量清单 (12)附录II 源程序清单......................................... 错误!未定义书签。
输电线路事故状态下受力计算。
沈阳航空航天大学自动化学院摘要:架空送电线路无跨越架不停电跨越架线时,为保护被跨越的运行电力线,通常在跨越档采用全封网或局部封网布置。
本课设针对跨越档全封网布置,且选用迪尼玛绳作为承载索时,跨越档应限制的档距及跨越档档端铁塔应增加的高度进行计算分析,为跨越档的设计参数选择提出了建议。
关键字:不停电跨越架线;全封网布置;设计参数;跨越档档距;跨越档档端杆塔高度。
0.前言随着架空送电线路的迅猛发展,跨越运行电力线的情况越来越多。
在许多情况下,运行电力线路难以停电来满足跨越架线要求。
为了实现运行电力线不停电状态下进行跨越架线,经多年实践,线路建设者们主要采取了2种方法:一种是在运行电力线两侧或一侧搭设跨越架实施跨越架线;另一种方法是在跨越档两端杆塔上设置横梁作为支承体,在两横梁间布置封网系统实施跨越架线。
后一种方法简称为无跨越架不停电跨越架线。
该方法由于省去了设计和搭设跨越架工作,有利于运行电力线和跨越架线的安全,有利于保护跨越档自然环境,因此,近年来在送电线路架线中得到较多的应用。
但是,后一种方法的应用仅靠施工单位往往难以实施,特别需要建设和设计单位的协助配合,因为它要求跨越档设计参数满足一定条件,即跨越档档距应尽量缩小,且跨越档两端杆塔应适当加高。
无跨越架不停电跨越架线的封网系统有2种布置方式,一种为全封网布置,即发生导线坠落(事故状态)后由承载索均匀承担其垂直荷载,另一种为局部封网布置,即发生导线坠落后由局部长度的承载索承担其垂直荷载。
本课设针对全封网布置,并且以迪尼玛绳作承载索为基础,研究跨越档档距及两端杆塔高度满足无跨越架不停电跨越架线应达到的条件。
1.总体方案设计在本次设计中承载索通过单轮滑车悬挂于跨越档两端铁塔的横梁上,其两端通过钢兹绳及手扳葫芦固定于地而,是一个具有两种不同性能的悬索形成的三跨连续档。
根据静态模拟试验结果分析,采取孤立档进行张力及弧垂计算比较符合实际。
承载索两端的横梁在受力后可能产生微小变形,以导致承载索张力和弧垂的变化,为简化计算,忽略此变形的影响。
承载索在安装状态和事故状态,由于环境气温的不同及风荷载影响,可导致承载索张力和弧垂的变化,为简化计算,忽略气温变化和风荷载的影响。
张力放线在正常状态时, 如图1中实线所代表的导线和承载索的位置。
F f 表示张力放线时的导线弧垂,A f 表示承载索的安装弧垂。
展放导线时,应使 导线与承载索间保持适当间距, 以避免导线和承载索磨擦损伤。
在事故状态下, 主要是指导线展放中可能发生突然跑线等,此时,牵引绳或导线会通过封顶网而压在承载索上,本文以导线压在承载索上进行分析。
事故状态时的导线和承载索将由图1中实线位置变化到虚线位置。
一般情况下,一相(直流线路为极)导线将有 2 条承载索驮住,受到导线重力的作用,承载索的张力由A H 增大至S H 。
承载索的弧垂由A f 变化为事故状态下的弧垂S f 。
图1 跨越档全封网布置的工作状态跨越段张力放线施工设计主要包括两个部分:①跨越方法的施工设计;②放线方法的施工设计。
跨越放线施工设计的基本原则:(1)安全性。
保障跨越放线安全是其施工设计的立足点和落脚点,安全性是其施工设计的基本原则。
(2)经济性。
在保障跨越放线安全的前提下,施工设计应选择较经济的工艺方法。
(3)环保性。
在保障跨越放线安全的前提下,应选择有利于保护环境的工艺方法。
跨越方法工艺设计包括下列内容:(1)选择合理的跨越方法。
选择跨越方法应因地制宜,依据被跨越物的形状、大小、高度,交叉跨越处的地形条件、运输条件,线路设计参数(塔高、档距、交叉角等)等因素选择确定。
(2)根据选择的跨越方法进行平面和立面布置设计。
(3)对跨越系统进行力学性能和电气性能验算。
(4)对跨越架安装方法进行验算及选择合适的工器具。
除应按普通张力放线施工选择放线区段计算放线张力、选择放线机具及平面布置设计外,主要应对展放过渡引绳的方法进行设计,包括人工展放及飞行器展放、过渡引绳规格的选择等。
树立跨越架线是系统工程的新观念。
跨越放线施工设计是系统工程一个组成部分。
实现跨越架线安全应是线路建设单位、运行单位、设计单位、施工单位及监理单位的共同目标。
实现跨越架线的安全应由上述各单位共同努力,坚持以人为本的理念,各自采取有效措施,协作配合,始终把跨越架线安全放在重要地位。
例如,设计单位在线路选线、定位等过程中应充分考虑跨越架线的可行性、安全性,跨越档档距应尽量小,跨越杆塔呼称高应高一些,交叉跨越角尽量接近90。
等,为跨越架线安全创造一个基础条件。
承载横梁的悬挂方式。
在新建线路跨越档铁塔上安装通长式或分段式承载横梁作为承载索的定位装置。
为保证横梁承受更大的下压力,在横梁两端悬挂承载索滑车的上部悬吊钢丝绳固定在铁塔主材上。
对于不同的铁塔型式,横梁的悬吊方式略有不同。
承载横梁的悬吊方式不意图如图2、图3所示。
图2 单回路紧凑型铁塔承载横梁悬吊方式示意图2322232224cos 24cos SS AAH SE W H H SE Hφλφωλ-=-图3双回路铁塔承载横梁悬吊方式示意图2. 承载索张力和弧垂的计算方式2.1 承载索的张力计算承载索有两种工作状态,一种为安装工作状态(即空载状态),另一种为导线事故状态。
两种状态下有不同的张力和弧垂。
当已知安装状态的张力求解事故状态张力时,可采用简化的导线状态方程式,即简化的斜抛物线方程式:式中各项的含义为:A H —承载索的安装张力,N/2mm ;λ—跨越档的水平档距,m ; 0ω—承载索单位长度的重力,N/m ;E —承载索的弹性模量,N/2mm ; S —承载索的净截面面积,2mm ; S H —事故状态下承载索的张力,N/2mm ;S ω—事故状态下承载索单位长度的重力 ,N/m ; φ—跨越档高差角。
S H 的求解方法:令将a ,b 代入下式可求解S H⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+++++=+33233323)12819(23)12819(23313a b a b b a b a b b a H S 2.2 承载索弧垂的计算安装状态下承载索的弧垂 A f 为:事故状态下承载索的弧垂S f 为:3 软件设计通过visual 2010软件进行编程,建立一个MFC 项目,编辑界面,在界面输入已知的各个输电线路的参数,然后点击计算,算出需要求出的输电线路参数。
计算的程序在后台运行。
3.1 输电线路参数计算软件实现(1)用visual 2010编程,建立MFC 窗口作为人机交互的中介。
如图4所示。
232224cos a Ao A H ES l H φω-=24cos b 322φωES l s =AA H 8f 02ωλ=SSS H 8f 2ωλ=图4 MFC窗口(2)功能:利用用户输入的输电线路参数来计算出特定的输电线路的数据并显示出来,供用户参考,省去人工计算的麻烦。
(3)计算程序:添加<math.h>头文件以便调取算数函数,之后利用算数函数实现各个变量之间的计算,最后将所得的结果赋给其他变量并在MFC窗口上显示。
计算程序如下:void C输电线路参数计算Dlg::OnBnClickedButton1(){UpdateData(true);float ha=m_1;float l;l=m_2;l=pow(l,2);//L的平方值float wo,wop;wo=m_3;wop=pow(wo,2);//wo的平方值float e=m_4;float s=m_5;float ws,wsp;ws=m_7;wsp=pow(ws,2);//wo的平方值float h=m_8;h=h* 3.1415926535898;h=h/180;//输入的角度换成弧度h=cos(h);//余弦值float x=pow(h,3);//x(高差角)为余弦值的立方float a,b,n,m;n=l*wop*e*s*x;m=24*pow(ha,2);a=n/m;a=(ha-a);//公式2-5-2b=((l*wsp*e*s*x)/24);//公式2-5-3float o,p,q,r,t;r=(81*pow(b,2)+12*pow(a,3)*b);r=sqrt(r);//平方根o=(9*b+r)*3/2+pow(a,3);t=(9*b-r)*3/2+pow(a,3);float hs;float li=0.3333333333333;hs=(a+pow(o,li)+pow(t,li))/3;//公式2-5-5float fa,fs;fa=((l*wo)/(8*ha));//安装状态下弧垂fs=((l*ws)/(8*hs)); //事故状态下弧垂m_9=hs;m_10=fa;m_11=fs;UpdateData(false); // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码}3.2 程序流程图计算程序流程图,如图5所示:图5 计算程序流程图4.联合调试(1)首先使用visual 2010将编写完成的程序运行,结果如图6所示,可以看到,运行程序后出现了一个人机交互界面,等待用户输入数据。
图6界面运行图(2)之后用户在界面输入输电线路相关数据,如图7所示。
图7数据输入图(3)入输电线路相关数据后,点击计算后将运行出相关结果,如图8所示。