【摘要】：根據(jù)國家電網(wǎng)公司發(fā)布的特高壓發(fā)展規(guī)劃,到2020年前后,特高壓電網(wǎng)將形成以華北、華中、華東為核心,聯(lián)接我國各大區(qū)域電網(wǎng)、大煤基地、大水電基地和主要負荷中心的強大電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。我國已建成的晉東南-南陽-荊門1000k V交流特高壓輸電線路經(jīng)過河南和湖北兩省,向家壩-上海和錦屏-蘇州特高壓輸電線路經(jīng)過湖北、湖南和安徽等省,1000k V特高壓交流線路一般采用八分裂導(dǎo)線。八分裂導(dǎo)線的多分裂數(shù)致使線路的電力損耗減少,實現(xiàn)長距離輸送電力,但也將導(dǎo)致線路所受的氣動參數(shù)變得更加復(fù)雜,風荷載作用下導(dǎo)線的振動形式也將更加復(fù)雜,線路安全受到嚴重威脅。特高壓輸電線路的電路輸送電荷較大,若線路出現(xiàn)安全事故,將對國民生活產(chǎn)生嚴重影響。目前,對輸電線路風致振動全面系統(tǒng)的研究相對缺乏,尤其是特高壓八分裂導(dǎo)線風致振動是輸電線路設(shè)計和安全運行中急需解決的問題。本文首先利用風洞試驗測量八分裂導(dǎo)線的空氣動力系數(shù)。設(shè)計制作了試驗?zāi)Ｐ?試驗得到在典型風速下八分裂導(dǎo)線各子導(dǎo)線的升力、阻力和扭矩空氣動力系數(shù)隨風攻角變化的曲線。試驗結(jié)果表明,背風側(cè)子導(dǎo)線的升力系數(shù)和阻力系數(shù)受迎風測子導(dǎo)線尾流的影響較為明顯,而扭矩系數(shù)受到的影響較小;在試驗的風速范圍內(nèi),風速對覆冰八分裂導(dǎo)線子導(dǎo)線的升力系數(shù)和阻力系數(shù)影響較小,對扭矩系數(shù)幾乎沒有影響;其次,對覆冰八分裂導(dǎo)線的試驗結(jié)果表明,覆冰厚度越大,子導(dǎo)線的阻力系數(shù)和扭矩系數(shù)越大,而升力系數(shù)隨風攻角的變化越大。最后,為了分析不同湍流度對八分裂導(dǎo)線空氣動力系數(shù)的影響,本文還基于風洞試驗測試了不同湍流度下八分裂導(dǎo)線的空氣動力系數(shù)。試驗結(jié)果表明,湍流與均勻流作用下的新月形和扇形覆冰八分裂導(dǎo)線氣動特性相比,湍流作用下某些子導(dǎo)線升力、扭矩系數(shù)會局部突增。此外,風攻角的不同,會致使湍流對各子導(dǎo)線的空氣動力系數(shù)影響存在較為顯著的區(qū)別。由風洞試驗可知,風荷載作用下的多分裂線路,迎風側(cè)子導(dǎo)線多存在擾流現(xiàn)象,致使風場中各子導(dǎo)線的空氣動力系數(shù)會有所不同。此外,多分裂導(dǎo)線在風荷載作用下還較易發(fā)生次檔距振動現(xiàn)象。該現(xiàn)象是多分裂線路所特有的現(xiàn)象,其會導(dǎo)致線路產(chǎn)生“鞭擊”現(xiàn)象,嚴重時甚至會致使導(dǎo)線、線夾和間隔棒等金具出現(xiàn)疲勞破壞。由于線路輸送功率較大,若線路發(fā)生故障,將對國民經(jīng)濟產(chǎn)生嚴重的危害。其次,覆冰多分裂線路,在風荷載的激勵下易誘發(fā)線路舞動現(xiàn)象。該現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于風荷載作用時,導(dǎo)線截面受覆冰影響為非圓截面所引起的偏心失穩(wěn)現(xiàn)象。線路舞動具有低頻率,大振幅的特點,因此,常致使線路出現(xiàn)閃絡(luò),跳閘等現(xiàn)象,嚴重時還會使線路斷股。另外地,由于受地面粗糙度的影響,越靠近地面,風越不穩(wěn)定,且湍流度越高。覆冰導(dǎo)線在高湍流風作用下,其舞動將會更加復(fù)雜。目前,尚缺乏對特高壓輸電線路在風荷載作用下該類問題具體研究。為了探究風荷載作用下特高壓輸電線路振動機理。本文首先根據(jù)風洞試驗所測得的氣動參數(shù),基于有限元軟件對八分裂導(dǎo)線的次檔距振動進行了相關(guān)研究;其次,對覆冰八分裂導(dǎo)線的舞動機理及防舞措施進行了深入的探究;最后,為了獲得湍流度對各子導(dǎo)線的空氣動力系數(shù)的影響,對新月形覆冰八分裂導(dǎo)線進行了風洞試驗。并在此基礎(chǔ)上,采用非線性有限元方法分析了覆冰八分裂導(dǎo)線的湍流問題,獲得舞動幅值隨湍流的變化規(guī)律。本文的研究成果對八分裂導(dǎo)線的風致振動及防治技術(shù)的后續(xù)研究具有十分重要的意義。
【圖文】：

典型輸電線路

導(dǎo)致導(dǎo)線、線夾和間隔棒等金具的破壞[5]，，如圖1.2所示。特高壓輸電線路由于線路輸送功率較大，若線路發(fā)生故障，將對國民經(jīng)濟產(chǎn)生嚴重的危害。圖 1.2 輸電線路次檔距振動金具疲勞破壞Fig.1.2 The topical transmission lines
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM72

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 秦力;陳友慧;張恩銘;;扇形覆冰導(dǎo)線舞動的力學模型分析與仿真模擬[J];水電能源科學;2013年06期

2 肖良成;李新民;江俊;盧軍;;典型覆冰導(dǎo)線氣動繞流計算及動態(tài)特性分析[J];中國科學:物理學 力學 天文學;2013年04期

3 朱大林;馬超;代生麗;;輸電線路多分裂導(dǎo)線次檔距振蕩分析[J];陜西電力;2012年11期

4 馬文勇;顧明;;扇形覆冰導(dǎo)線氣動力特性及馳振不穩(wěn)定性研究[J];振動與沖擊;2012年11期

5 王昕;樓文娟;沈國輝;許福友;;覆冰導(dǎo)線氣動力特性風洞試驗研究[J];空氣動力學學報;2011年05期

6 李黎;陳元坤;夏正春;曹化錦;;覆冰導(dǎo)線舞動的非線性數(shù)值仿真研究[J];振動與沖擊;2011年08期

7 張宏雁;嚴波;周松;胡景;劉小會;;覆冰四分裂導(dǎo)線靜態(tài)氣動力特性試驗[J];空氣動力學學報;2011年02期

8 馬文勇;顧明;全涌;黃鵬;;準橢圓形覆冰導(dǎo)線氣動力特性試驗研究[J];同濟大學學報(自然科學版);2010年10期

9 陶保震;黃新波;李俊峰;王常飛;;1000 kV交流特高壓輸電線路舞動區(qū)的劃分[J];高壓電器;2010年09期

10 李黎;陳元坤;葉志雄;尹鵬;;架空輸電線微風振動的室內(nèi)模擬試驗[J];華中科技大學學報(自然科學版);2010年08期

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 賈付娜;湍流下覆冰輸電線舞動分析[D];重慶大學;2013年

本文編號：2615335