發(fā)布時間：2017-07-19 11:18

  本文關鍵詞：脈動風載下的輸電線路風偏計算研究

  更多相關文章： 風偏 氣動阻尼 輸電線路規(guī)范 頻域法 等效靜力風荷載

【摘要】：我國疆土遼闊,東西部電力資源分布和經濟發(fā)展不相匹配。架空輸電線路作為主要的電能傳輸方式其發(fā)展日新月異,而導線風偏閃絡問題嚴重影響輸電線路的安全運行,因此準確、高效地計算導線的風偏響應具有實際的工程意義。本文在導線非線性動力方程中引入了結構運動速度與風速的相對速度,建立了考慮氣動阻尼的風偏計算方法。運用諧波疊加法模擬瞬態(tài)風場,以此構建作用于導線上的脈動風荷載。針對某實際八跨線路,建立精細化的多跨導線有限元模型,基于非線性瞬態(tài)分析方法考察了輸電線路自身運動引起的氣動阻尼對輸電線路風偏瞬態(tài)響應的作用特征,結果表明：氣動阻尼作用明顯,在風偏動態(tài)分析中必須考慮氣動阻尼的影響。將本文考慮氣動阻尼的風偏計算結果與考慮美國輸電線路設計規(guī)范ASCE No.74給出的氣動阻尼公式計算得到的風偏值進行對比。結果表明這兩種考慮氣動阻尼的方法所得的風偏計算結果基本一致,ASCE No.74中所給出的氣動阻尼公式可供日后風偏計算時采用。論文研究了目前常用的風偏計算單擺模型的準確性,對比單擺模型與多自由度連續(xù)多跨模型風偏響應結果；考察了動態(tài)風荷載作用下多自由度連續(xù)多跨模型的風偏總響應與平均響應值,確定了動力放大系數(shù)取值；將我國規(guī)范中導線風偏的風荷載計算方法與美國、英國及國際通用規(guī)范進行對比,并以實際八跨線路為例,計算了各檔導線的風荷載值。結果表明：單擺模型相對多自由度連續(xù)多跨模型偏于安全,可在實際設計過程中采用；脈動風荷載對于導線風偏影響不容忽視,其荷載的動力放大系數(shù)為1.3-1.5；我國在計算風荷載時所取的風速、體系系數(shù)與其他國家相差不大,但關于風壓不均勻性及動力放大兩個因素的綜合考慮與他國相比較小,使得我國風荷載計算值偏小。本文提出導線風偏響應的頻域分析方法�？紤]導線在平均風荷載作用下的幾何非線性,以平均風載作用下的位置座位初始狀態(tài),進行脈動風載下的頻域分析,以某單跨導線為例進行計算；分別取前20階、10階、5階、3階、2階模態(tài)進行組合,考察其計算精度。結果表明：頻域計算結果與時域結果相近,證明本文所述采用頻域法計算導線的風偏響應是可行的；當取前2階模態(tài)作為參與模態(tài)進行SRSS法組合,其所得的響應值與時程法計算結果的相對差值約5%,精度較好且計算效率最高。研究導線風偏響應的頻域特征,發(fā)現(xiàn)其響應主要是背景響應,共振響應很小。采用LRC計算處于平衡位置的單跨導線模型等效靜力風荷載。將等效目標響應與施加氣動力模型的響應進行對比,結果表明：采用LRC法計算得到的導線等效靜力風荷載精確度較高。
【關鍵詞】：風偏 氣動阻尼 輸電線路規(guī)范 頻域法 等效靜力風荷載
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM75;TU312.1
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 研究背景14-16
• 1.1.1 我國輸電線路的發(fā)展狀況14-15
• 1.1.2 風偏閃絡對輸電線路的影響15-16
• 1.2 研究現(xiàn)狀16-20
• 1.2.1 國外學者對于導線風偏研究16-18
• 1.2.2 國內學者采用靜力方法分析風偏18
• 1.2.3 國內學者采用動力方法分析風偏18-19
• 1.2.4 國內外輸電線路規(guī)范關于風偏計算風荷載取值的差別19-20
• 1.3 本文主要工作20-22
• 1.3.1 考慮氣動阻尼效應的輸電線路動力風偏計算20
• 1.3.2 我國規(guī)范風偏計算方法及與多國規(guī)范對比20-21
• 1.3.3 利用頻域法計算導線風偏21
• 1.3.4 導線的等效靜力風荷載21-22
• 第2章 考慮氣動阻尼效應的輸電線路風偏動態(tài)計算22-37
• 2.1 引言22
• 2.2 考慮氣動阻尼的動力學公式22-24
• 2.3 有限元模型的建立24-27
• 2.3.1 八跨線路的原始參數(shù)24-25
• 2.3.2 有限元模型建立25-26
• 2.3.3 輸電線路動力特性26-27
• 2.4 風速的模擬27-31
• 2.4.1 平均風速模擬28
• 2.4.2 脈動風速模擬28-30
• 2.4.3 風速模擬結果30-31
• 2.5 有限元結果分析31-33
• 2.6 采用ASCE No.74所提供氣動阻尼33-35
• 2.6.1 ASCE No.74中的氣動阻尼公式33-34
• 2.6.2 采用ASCE No.74氣動阻尼有限元結果34-35
• 2.7 本章小結35-37
• 第3章 我國規(guī)范風偏計算方法及與多國規(guī)范對比37-57
• 3.1 引言37-38
• 3.2 風偏計算模型討論38-41
• 3.2.1 弦多邊模型38-39
• 3.2.2 剛體直棒模型39-40
• 3.2.3 多自由度連續(xù)多跨模型40
• 3.2.4 單擺模型正確性討論40-41
• 3.3 動力放大系數(shù)取值41-42
• 3.4 多國規(guī)范線路風偏風荷載的對比42-55
• 3.4.1 輸電線路風荷載計算公式42-44
• 3.4.2 荷載系數(shù)γ44
• 3.4.3 風速的取值44-50
• 3.4.4 體型系數(shù)C_d50
• 3.4.5 η系數(shù)對比50-53
• 3.4.6 八跨模型按多國規(guī)范計算風荷載值53-55
• 3.5 本章小結55-57
• 第4章 利用頻域法計算導線風偏57-72
• 4.1 引言57-58
• 4.2 基于頻域算法的導線風偏響應基本理論58-62
• 4.2.1 頻域法計算導線風偏響應的過程58-61
• 4.2.2 導線使用頻域算法的條件討論61-62
• 4.3 單跨導線算例62-70
• 4.3.1 單跨導線的有限元建模62-63
• 4.3.2 導線模型施加平均風荷載63-67
• 4.3.3 頻域法計算結果67-70
• 4.4 本章小結70-72
• 第5章 導線的等效靜力風荷載72-82
• 5.1 引言72-73
• 5.2 風致響應分類73-74
• 5.3 導線風偏響應在頻域上的表現(xiàn)74-75
• 5.4 導線風致響應的計算方法及其對應的等效靜力風荷載75-78
• 5.4.1 平均響應75-76
• 5.4.2 背景響應76-77
• 5.4.3 總響應77-78
• 5.5 導線等效靜力風荷載求解78-80
• 5.6 本章小結80-82
• 第6章 結論與展望82-85
• 6.1 本文主要結論82-84
• 6.2 進一步工作展望84-85
• 參考文獻85-90
• 作者簡歷90
• 攻讀碩士期間科研成果90

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本文編號：562606