輸電塔線體系作為輸電線路中重要承重設(shè)施,其結(jié)構(gòu)的可靠性直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。由輸電塔和導(dǎo)線組成的塔線體系,具有輕質(zhì)高柔的特征,易受到風(fēng)災(zāi)影響,而隨著輸電線路規(guī)模的增大,高塔身、大檔距成為了未來的發(fā)展方向,實(shí)際工程中需要更加重視塔線體系的抗風(fēng)性能,因此研究塔線體系風(fēng)致響應(yīng)特征對(duì)于保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行有著重要的意義。目前,針對(duì)塔線體系風(fēng)致響應(yīng)的研究工作大多都對(duì)風(fēng)荷載進(jìn)行了簡(jiǎn)化,忽略了線路周邊地形的影響,實(shí)際工程設(shè)計(jì)及分析中也僅通過相關(guān)規(guī)范中地形修正系數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)化考慮,此外對(duì)線路響應(yīng)最不利風(fēng)向也缺乏深入研究。圍繞這些問題,本文以溫州某山區(qū)輸電線路為工程背景,基于計(jì)算流體力學(xué)(CFD)和有限元分析(FEM)方法,從以下三方面開展了數(shù)值模擬研究:第一部分,對(duì)線路周邊三維風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行流場(chǎng)模擬。基于線路周邊地形的高程數(shù)據(jù)構(gòu)建風(fēng)場(chǎng)計(jì)算域,進(jìn)行了近地面三維風(fēng)場(chǎng)CFD模擬,結(jié)果表明山地地形對(duì)當(dāng)?shù)仫L(fēng)場(chǎng)有顯著的加速效應(yīng),且部分風(fēng)向作用下輸電塔當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速剖面結(jié)果不同于相關(guān)規(guī)范中指數(shù)分布規(guī)律,因此規(guī)范采用的指數(shù)剖面模型無法反映復(fù)雜地形條件下線路當(dāng)?shù)仫L(fēng)場(chǎng)特征。第二部分,耦合風(fēng)場(chǎng)CFD模擬結(jié)果進(jìn)行塔線體系風(fēng)致響... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

輸電線路周邊地形特征

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章近地面三維風(fēng)場(chǎng)模擬19（b）輸電鐵塔中構(gòu)件尺寸遠(yuǎn)小于近地面風(fēng)場(chǎng)計(jì)算尺度，可以忽略塔體結(jié)構(gòu)對(duì)于風(fēng)場(chǎng)計(jì)算的影響；（c）所選地形中大部分地貌為樹林，地面粗糙度條件可視為一致，對(duì)照相關(guān)規(guī)范，風(fēng)場(chǎng)模型中地形條件可視作B類。3.3近地面風(fēng)場(chǎng)計(jì)算域的構(gòu)建以前述擬合得到的地形曲面為基礎(chǔ)，構(gòu)建近地面三維風(fēng)場(chǎng)模擬計(jì)算域，為了保證風(fēng)場(chǎng)中山體尾流充分發(fā)展，在地形曲面周邊設(shè)置了基于地形曲面最低海拔值的平面以擴(kuò)寬地形曲面，然后以整體地面為底面進(jìn)行拉伸，形成近地面風(fēng)場(chǎng)模擬計(jì)算域，計(jì)算域整體大小為11500m10000m1400m。為了便于后續(xù)對(duì)不同風(fēng)向條件下該區(qū)域風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行分析，在整體計(jì)算域中間設(shè)置了包含當(dāng)?shù)氐匦吻娴膱A柱曲面，將整體計(jì)算域幾何模型分成了內(nèi)外兩部分，其中外幾何模型底面為平面，這樣僅需要旋轉(zhuǎn)外部計(jì)算域即可調(diào)整風(fēng)場(chǎng)模擬的風(fēng)向，減少了重新構(gòu)建曲面和計(jì)算域幾何模型的工作量。圖3.3近地面風(fēng)場(chǎng)幾何模型3.4風(fēng)場(chǎng)計(jì)算設(shè)置本章通過計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法研究實(shí)際復(fù)雜地形條件下的近地面風(fēng)場(chǎng)特征，計(jì)算平臺(tái)選用Fluent軟件。通過Fluent軟件進(jìn)行近地面風(fēng)場(chǎng)模擬計(jì)算需要在軟件中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，計(jì)算設(shè)置總體可見下表。

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第四章復(fù)雜地形條件下塔線體系風(fēng)致響應(yīng)31線點(diǎn)的高度差；x和Z值代表懸鏈線上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置�；趯�(shí)際線路工程參數(shù)，針對(duì)塔線體系中的各檔的導(dǎo)線計(jì)算了各節(jié)點(diǎn)的位置，使用LINK10單元連接各導(dǎo)線節(jié)點(diǎn)和塔體模型從而建立塔線耦合體系，如圖4.3，模型中共有3308個(gè)BEAM188梁?jiǎn)卧?400個(gè)LINK10桿單元，6848個(gè)節(jié)點(diǎn)。圖4.3塔線耦合體系有限元模型塔線體系中兩塔的相對(duì)地理位置關(guān)系可以參考圖4.3，其中塔一為東北側(cè)輸電塔，塔二為西南側(cè)輸電塔，塔一海拔比塔二高55.8m，兩塔之間檔距為183.3m，掛線點(diǎn)高度差為54.3m。塔一之前和塔二之后海拔較低，塔一之前檔距為255.9m，掛線點(diǎn)高度差為43.9m，塔二之后檔距為264.4m，掛線點(diǎn)高度差為101.4m。為了便于后續(xù)分析兩塔結(jié)構(gòu)響應(yīng)，對(duì)輸電塔不同位置的主材進(jìn)行了編號(hào)處理，見圖4.3和圖4.4，其中1、4號(hào)主材為背風(fēng)側(cè)主材，2、3號(hào)主材為迎風(fēng)側(cè)主材，而塔體前后兩側(cè)輸電線有著不同的特征，設(shè)定輸電塔1、2號(hào)主材側(cè)導(dǎo)線為塔體前側(cè)輸電線，3、4號(hào)主材側(cè)導(dǎo)線為塔體后側(cè)輸電線。圖4.4輸電鐵塔主材編號(hào)4.3模態(tài)分析模態(tài)分析是分析結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征的重要方法，可用于確定塔線體系中結(jié)構(gòu)動(dòng)力

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2946453