【摘要】：根據(jù)國(guó)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(guó)各大區(qū)域電網(wǎng)、大煤基地、大水電基地和主要負(fù)荷中心的強(qiáng)大電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。我國(guó)已建成的晉東南-南陽(yáng)-荊門1000k V交流特高壓輸電線路經(jīng)過(guò)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(guò)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(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離輸送電力,但也將導(dǎo)致線路所受的氣動(dòng)參數(shù)變得更加復(fù)雜,風(fēng)荷載作用下導(dǎo)線的振動(dòng)形式也將更加復(fù)雜,線路安全受到嚴(yán)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(duì)國(guó)民生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響。目前,對(duì)輸電線路風(fēng)致振動(dòng)全面系統(tǒng)的研究相對(duì)缺乏,尤其是特高壓八分裂導(dǎo)線風(fēng)致振動(dòng)是輸電線路設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行中急需解決的問(wèn)題。本文首先利用風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)量八分裂導(dǎo)線的空氣動(dòng)力系數(shù)。設(shè)計(jì)制作了試驗(yàn)?zāi)Ｐ?試驗(yàn)得到在典型風(fēng)速下八分裂導(dǎo)線各子導(dǎo)線的升力、阻力和扭矩空氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)攻角變化的曲線。試驗(yàn)結(jié)果表明,背風(fēng)側(cè)子導(dǎo)線的升力系數(shù)和阻力系數(shù)受迎風(fēng)測(cè)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(yàn)的風(fēng)速范圍內(nèi),風(fēng)速對(duì)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(duì)扭矩系數(shù)幾乎沒(méi)有影響;其次,對(duì)覆冰八分裂導(dǎo)線的試驗(yàn)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(fēng)攻角的變化越大。最后,為了分析不同湍流度對(duì)八分裂導(dǎo)線空氣動(dòng)力系數(shù)的影響,本文還基于風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)試了不同湍流度下八分裂導(dǎo)線的空氣動(dòng)力系數(shù)。試驗(yàn)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(dòng)特性相比,湍流作用下某些子導(dǎo)線升力、扭矩系數(shù)會(huì)局部突增。此外,風(fēng)攻角的不同,會(huì)致使湍流對(duì)各子導(dǎo)線的空氣動(dòng)力系數(shù)影響存在較為顯著的區(qū)別。由風(fēng)洞試驗(yàn)可知,風(fēng)荷載作用下的多分裂線路,迎風(fēng)側(cè)子導(dǎo)線多存在擾流現(xiàn)象,致使風(fēng)場(chǎng)中各子導(dǎo)線的空氣動(dòng)力系數(shù)會(huì)有所不同。此外,多分裂導(dǎo)線在風(fēng)荷載作用下還較易發(fā)生次檔距振動(dòng)現(xiàn)象。該現(xiàn)象是多分裂線路所特有的現(xiàn)象,其會(huì)導(dǎo)致線路產(chǎn)生“鞭擊”現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)率箤?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(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。其次,覆冰多分裂線路,在風(fēng)荷載的激勵(lì)下易誘發(fā)線路舞動(dòng)現(xiàn)象。該現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于風(fēng)荷載作用時(shí),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(dòng)具有低頻率,大振幅的特點(diǎn),因此,常致使線路出現(xiàn)閃絡(luò),跳閘等現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)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(fēng)越不穩(wěn)定,且湍流度越高。覆冰導(dǎo)線在高湍流風(fēng)作用下,其舞動(dòng)將會(huì)更加復(fù)雜。目前,尚缺乏對(duì)特高壓輸電線路在風(fēng)荷載作用下該類問(wèn)題具體研究。為了探究風(fēng)荷載作用下特高壓輸電線路振動(dòng)機(jī)理。本文首先根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)所測(cè)得的氣動(dòng)參數(shù),基于有限元軟件對(duì)八分裂導(dǎo)線的次檔距振動(dòng)進(jìn)行了相關(guān)研究;其次,對(duì)覆冰八分裂導(dǎo)線的舞動(dòng)機(jī)理及防舞措施進(jìn)行了深入的探究;最后,為了獲得湍流度對(duì)各子導(dǎo)線的空氣動(dòng)力系數(shù)的影響,對(duì)新月形覆冰八分裂導(dǎo)線進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)。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(wèn)題,獲得舞動(dòng)幅值隨湍流的變化規(guī)律。本文的研究成果對(duì)八分裂導(dǎo)線的風(fēng)致振動(dòng)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(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。圖 1.2 輸電線路次檔距振動(dòng)金具疲勞破壞Fig.1.2 The topical transmission lines
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM72

【參考文獻(xiàn)】

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(dòng)的力學(xué)模型分析與仿真模擬[J];水電能源科學(xué);2013年06期

2 肖良成;李新民;江俊;盧軍;;典型覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)繞流計(jì)算及動(dòng)態(tài)特性分析[J];中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);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(dòng)力特性及馳振不穩(wěn)定性研究[J];振動(dòng)與沖擊;2012年11期

5 王昕;樓文娟;沈國(guó)輝;許福友;;覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)力特性風(fēng)洞試驗(yàn)研究[J];空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

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

7 張宏雁;嚴(yán)波;周松;胡景;劉小會(huì);;覆冰四分裂導(dǎo)線靜態(tài)氣動(dòng)力特性試驗(yàn)[J];空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

8 馬文勇;顧明;全涌;黃鵬;;準(zhǔn)橢圓形覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)力特性試驗(yàn)研究[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)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(dòng)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(fēng)振動(dòng)的室內(nèi)模擬試驗(yàn)[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年08期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 賈付娜;湍流下覆冰輸電線舞動(dòng)分析[D];重慶大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2615335