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)系到整個電力系統(tǒng)的安全運行。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)特征對于保證電力系統(tǒng)安全運行有著重要的意義。目前,針對塔線體系風(fēng)致響應(yīng)的研究工作大多都對風(fēng)荷載進(jìn)行了簡化,忽略了線路周邊地形的影響,實際工程設(shè)計及分析中也僅通過相關(guān)規(guī)范中地形修正系數(shù)進(jìn)行簡化考慮,此外對線路響應(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,對線路周邊三維風(fēng)場進(jìn)行流場模擬�；诰�路周邊地形的高程數(shù)據(jù)構(gòu)建風(fēng)場計算域,進(jìn)行了近地面三維風(fēng)場CFD模擬,結(jié)果表明山地地形對當(dāng)?shù)仫L(fēng)場有顯著的加速效應(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)場特征。第二部分,耦合風(fēng)場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

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【學(xué)位級別】：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)場模擬19（b）輸電鐵塔中構(gòu)件尺寸遠(yuǎn)小于近地面風(fēng)場計算尺度，可以忽略塔體結(jié)構(gòu)對于風(fēng)場計算的影響；（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，對照相關(guān)規(guī)范，風(fēng)場模型中地形條件可視作B類。3.3近地面風(fēng)場計算域的構(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)場模擬計算域，為了保證風(fēng)場中山體尾流充分發(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)場模擬計算域，計算域整體大小為11500m10000m1400m。為了便于后續(xù)對不同風(fēng)向條件下該區(qū)域風(fēng)場進(jìn)行分析，在整體計算域中間設(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)外部計算域即可調(diào)整風(fēng)場模擬的風(fēng)向，減少了重新構(gòu)建曲面和計算域幾何模型的工作量。圖3.3近地面風(fēng)場幾何模型3.4風(fēng)場計算設(shè)置本章通過計算流體力學(xué)(CFD)方法研究實際復(fù)雜地形條件下的近地面風(fēng)場特征，計算平臺選用Fluent軟件。通過Fluent軟件進(jìn)行近地面風(fēng)場模擬計算需要在軟件中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，計算設(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線點的高度差；x和Z值代表懸鏈線上每個節(jié)點的坐標(biāo)位置�；趯嶋H線路工程參數(shù)，針對塔線體系中的各檔的導(dǎo)線計算了各節(jié)點的位置，使用LINK10單元連接各導(dǎo)線節(jié)點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BEAM188梁單元，2400個LINK10桿單元，6848個節(jié)點。圖4.3塔線耦合體系有限元模型塔線體系中兩塔的相對地理位置關(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，掛線點高度差為43.9m，塔二之后檔距為264.4m，掛線點高度差為101.4m。為了便于后續(xù)分析兩塔結(jié)構(gòu)響應(yīng)，對輸電塔不同位置的主材進(jìn)行了編號處理，見圖4.3和圖4.4，其中1、4號主材為背風(fēng)側(cè)主材，2、3號主材為迎風(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號主材側(cè)導(dǎo)線為塔體前側(cè)輸電線，3、4號主材側(cè)導(dǎo)線為塔體后側(cè)輸電線。圖4.4輸電鐵塔主材編號4.3模態(tài)分析模態(tài)分析是分析結(jié)構(gòu)動力特征的重要方法，可用于確定塔線體系中結(jié)構(gòu)動力

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]輸電塔風(fēng)振響應(yīng)分析及結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算[D]. 侯億暉.西南交通大學(xué) 2016
[2]輸電導(dǎo)線氣動力特性及風(fēng)偏計算研究[D]. 李天昊.浙江大學(xué) 2016
[3]基于導(dǎo)線張力信息的架空輸電導(dǎo)線舞動分析方法研究[D]. 熊希.華北電力大學(xué) 2015
[4]風(fēng)荷載下大跨越輸電塔—線體系振動控制分析[D]. 王騫.山東大學(xué) 2014
[5]高壓輸電塔線體系的風(fēng)致動力響應(yīng)分析[D]. 岳培根.鄭州大學(xué) 2014
[6]山丘地形風(fēng)場特性及對輸電塔的風(fēng)荷載作用研究[D]. 姚旦.浙江大學(xué) 2014
[7]山地地形的近地風(fēng)場特性研究[D]. 李鑫.重慶大學(xué) 2010
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本文編號：2946453