输电线路脱冰动力响应数值仿真研究
本文关键词: 输电线路 脱冰 数值仿真 冰跳高度 横摆 动力响应 出处:《华中科技大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:电网系统是生命线工程的重要组成部分,输电线路脱冰跳跃引起事故是近年来电网故障中较为突出的问题之一,对电网安全运行造成了严重威胁,给国民造成了巨大的经济损失。随着西电东输工程的推进,更多的线路必须穿越重冰区,导线脱冰跳跃问题将更为突出。为此,本文立足于电网安全运行的需要,基于国内外相关研究,,采用有限元数值仿真方法研究输电线路脱冰动力响应,针对引起线路故障的原因,以脱冰作用下导线之间的间隙和铁塔的动力响应为研究目标,对输电线路脱冰问题作了较为全面系统的探讨研究,并指导输电线路工程设计。本文主要工作如下: (1)基于有限元理论和导线的实际截面,推导得到导线单元6自由度刚度矩阵。然后,利用ANSYS软件建立包括输电塔、导地线、绝缘子、间隔棒等在内的输电线路塔线耦合精细有限元模型,对脱冰作用进行了动力计算,首先确定影响输电线路脱冰冰跳高度的设计参数,进行参数敏感性分析,然后从原理上分析了这些参数的敏感性,最后根据参数的参数敏感性和大量计算数据拟合出基于覆冰前后弧垂差的冰跳高度计算公式,以指导工程设计。 (2)通过研究多相导线间在脱冰和横风共同作用下复杂的相互运动,确定了计算横摆差的方法。然后根据该方法计算了不同参数下输电线路模型的横摆差值,分析不同参数的影响,根据大量计算结果和参数敏感性拟合得到导线脱冰横摆的计算公式。 (3)利用有限元方法,对铁塔进行了动力验算。提取导线挂点处由于脱冰而对铁塔的挂点力,与规范给出的静力值进行对比,最后将动力计算结果,与规范计算结果进行对比,对规范给出了一定的建议。
[Abstract]:Electric power grid system is an important part of lifeline engineering . It is one of the most prominent problems in power grid fault caused by de - icing jump of power transmission line . ( 1 ) Based on the finite element theory and the actual section of the wire , the stiffness matrix of the 6 - degree - of - freedom of the wire unit is derived . Then , a fine finite element model of the transmission line tower including a power transmission tower , a guide ground wire , an insulator and a spacer is established by ANSYS software . The sensitivity of these parameters is first determined , then the sensitivity of these parameters is analyzed . Finally , the calculation formula of the ice jump height based on the parameters ' parameter sensitivity and the large amount of calculation data is fitted out to guide the engineering design . ( 2 ) The method of calculating the yaw difference is determined by studying the complex motion of the multi - phase conductor under the common action of de - icing and transverse wind . Then , according to the method , the yaw difference value of the transmission line model under different parameters is calculated , the influence of different parameters is analyzed , and the calculation formula of the conductor de - icing yaw is obtained according to a large number of calculation results and the parameter sensitivity . ( 3 ) By using the finite element method , the power checking is carried out on the iron tower . The hanging point force of the iron tower is compared with the static value given by the specification at the point where the wire hanging point is extracted , and the power calculation result is compared with the calculation result of the specification , and a certain suggestion is given to the specification .
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TM752;TU311.3
【参考文献】
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