您的当前位置:首页正文

特高压输电线路覆冰断线张力计算与分析

来源:画鸵萌宠网
联 鞋C 敝{C O 嚣张鲑 { 鞣《辩}N8 第8期 吕健双,等特高压输电线路覆冰断线张力计算与分析 11 到当前状态第i档档距增量△z 的方程为: Ⅳ为导线分裂根数,Ⅳr为断线档剩余导线根数;Gi △f I南 绷+ 为第i档大号侧悬垂串串重;A 为串长; 为电线 的垂向荷载;. 为第i基杆塔对第i一1基杆塔的高 差;A为导线总截面积;A 为单根导线截面积。 ( o%; -  ̄rO)+ t-to+詈)一 Ah/c。 (1) 第i档悬垂串偏移量与第i档档距变化之间的 关系如下: 式中: 。为中垂时电线水平应力;7。为电线比 :/tl1+△ 2+ …+Al =6 1+△Zf (3) 载;t。为架线气温;z 为第i档的档距; 为高差 其中,3o=0,占1=Zil ,6 =0。 角; 为水平应力;T 为电线比载;t为气温; 第i档高差变化zth 与两端杆塔上挂点偏移量 之间的关系为: 量。文献[2]此公式中△^i前的系数为 , Ah =(A 一 一(A 一 (4) 式中:Ah;为第i档高差h 的增量,h =h +△^ , 其中,Ah1≥O,Ah >10。 1.2计算方法 若某相电线在第 +1档完全断线,则从小号 侧看,线路剩余 档线路,迭代计算的边界条件 tanO—i一—==二== —  √A - t= G(2一6 i ()) 为 :0。若某相电线断线后仍有剩余导线,设 一 耐张段内有n档,迭代计算的边界条件为6 =0。 利用牛顿迭代法求解,一般情况下,迭代不超过 WiAo \=( 2 cos ̄+ 1)/.+  1O即可得到满足要求的解。 文献[8]中,中国电力科学研究院建立真 f7(…)l(…)0 K… (i+1)0h(…) 型模型,试验研究电线断线的力学响应。试验的 静态张力结果与本程序计算值之间的误差均在 7%以内,见表1。这说明利用本程序分析断线张 式中: 为第i档导线系数, =(N一Ⅳ,)/N,其中, 力差是合理的,具有较高的精确度。 表1试验与计算结果对比 Tab.1 Comparison、】Irith experimental results and calculation datas 的计算模型,假定年平均温为悬垂串中垂气象条 2断线张力分析 件,断线的气象条件为一5℃,无风,有冰。改 变档距、高差、悬垂串串长、气象条件和导线型 本文以连续档张力差计算程序研究连续档线 号等变量,分析覆冰断线张力的影响因素,为线 路的覆冰断线张力差情况。建立连续7档耐张段 路设计提供参考。 l2 电力科学与工程 2013正 2.1 断线位置影响分析 表3档距对断线张力的影响 Tab.3 The influence of span to the fine tension 考虑550 m均匀档,无高差的平原地形,串 长为10 Ufl,8×LGJ一630/45导线,10 mm冰区, 分析不同档断线时的计算结果见表2。 表2断线档位对断线张力的影响 Tab.2 The influence of broken locations to the line tension 注:断线档剩余导线张力采用百分数表示,其值为断线档 剩余导线张力/(O.95 x导线拉断力)×10o,下同。 从表2的数据可以发现,对于均匀档线路, 断线发生在靠耐张塔一档内时,导线的张力差较 大,绝缘子串偏移较多,作用在直线塔上的张力 差大;而断线发生在连续档中间档时,断线剩余 档导线张力较大。因此,若需校验断线张力对杆 塔的影响,应假定耐张塔侧档断线;若需校验导 线强度,应假定中间档断线。断线4根时,断线 张力差最大值为6.26%,远小于规程 的规定值 20%;断线位于耐张段中间档时,断线档剩余导 线张力最大值达到了70.28%。从表2还可以发 现,悬垂串偏移量越大,线路某档的档距变化越 大,断线张力差越大。 在下面的分析中,张力差百分比、断线档剩 余导线张力百分比均指分别计算各档断线后的最 大值。 2.2档距及高差影响分析 考虑10 m串长,10 n]/n冰区,8×LGJ一630/45 导线,分析断线4根导线时的计算结果见表3,并 设定档距均匀分布,无高差。 表3计算结果为分别计算各档断线4根导线 后的最大值。从表3中可以看出,档距大小对张 力差影响较大,平均档距越大,张力差越大,档 距800 m时的张力差达18.49%,是档距300 ITI的 17.9倍,接近规程 对于10 mlTl及以下冰区平丘 地形导、地线断线张力的规定值20%;而断线档 剩余导线张力反而随档距增大而减小。 档距分布对断线张力也有较大影响,设定2~ 6档的档距为550 m,无高差,计算结果见表4。 计算了不同档出现600 m,700 m,800 m等大档 距时的断线张力,得到如下结论:分析不同断线 位置的影响,发现断线发生在耐张塔侧或大档距 时张力差较大;分析大档距位置的影响,发现大 档距临近耐张塔时,张力差最大。表4中为张力 差最为严重的第1档为大档距的计算结果,从数 据可以发现张力差和断线档剩余导线张力都随大 档距的增大而增大,第1档大档距为800 m时的 张力差达14.01%,是大档距为600 m时的 1.8倍。 表4档距分布对断线张力的影响 Tab.4 The influence of the distdbuUon of span to the line tension 表5计算了连续上山时高差对断线张力的影 响,设定均匀档距550 1TI,线路等高差连续上山。 线路连续上山时,分析不同断线位置的影响,发 现断线发生在耐张塔侧时张力差较大,断线发生 鞋£ 群0 r披lC O谢ER ENGlNE娃敞iNG 第8期 吕健双,等特高压输电线路覆冰断线张力计算与分析 13 在中间档距时,断线剩余档导线张力较大;高差 越大,张力差相应增大,而断线档剩余导线张力 减小。相比于高差变化,档距变化对断线张力的 述 影响较大。 表5高差对断线张力的影响 Tab.5 The influence of the elevation diference t0 the line tension 实际上,山区线路由于受地形限制,不均匀 的档距分布和较大的高差往往是同步出现的。图 2模拟典型山区地形,计算得到最大断线张力百 分比为13.45%,小于规程对于山地的规定值 25%;断线档剩余导线张力百分比为70.09%。山 区地形的断线张力是均匀550 m档距无高差地形 的2.15倍。 图2典型山区地形7档耐张段示意图 Fig.2 The d ̄gram of a 7 spans line with typicai mountainous terrain 2.3覆冰厚度影响分析 为分析不同冰区对断线张力差的影响,考虑 平原地形,8×LGJ一630/45导线,10 m串长为计 算条件。不同冰区张力差计算结果见图3。 从图中可以看出,不同冰区的覆冰断线张力 相差较大,覆冰厚度越大,张力差越大。20 mm 冰区断线4根时张力差是10 mm冰区的2.5倍, 达15.85%. +断】根 簧 -a- ̄2根 蔷 断3根 —-__・断4根 0 5 10 15 20 冰区,mm 图3不同覆冰厚度张力差计算结果 Fig.3 The calculating results of tension diference 、 th diferent ice thickness 利用图2数据计算典型山区地形覆冰20 mm 时的断线张力差为25.51%,小于规程对于20 mm 冰区的规定值45%。 2.4绝缘子串长影响分析 为分析悬垂绝缘子串长对断线张力差的影响, 考虑平原地形,8 X LGJ一630/45导线,10 mm冰 区为计算条件。不同串长时张力差和断线档剩余 导线张力计算结果见图4和图5。 +断1根 -I---断2根 十断3根 - 一断4根 出yrYm 图4不同串长张力差计算结果 Fig.4 The calculating results of tension difference with different string length +断1根 -ll-断2根 十断3根 一断4根 串长/m 图5不同串长断线档剩余导线张力计算结果 Fig.5 The calculating results of wires tension th different string length :2R爱●■■霸嘲煎瓣 嚣l G 融l O 甓 驻蛳 ;螂 鞭 {NCi ̄I 14 电力科学与工程 2013拄 从图4和图5可以发现,断线后张力差明显 差计算。 随串长的增加而减小,断线4根导线时,串长为 2.5导线分裂根数及截面影响分析 12 m时的张力差只有串长为3 m时的31.3%;另 一考虑平原地形,10 m串长,10 mm冰区为计 方面,对于断线档剩余导线,其张力随串长的 算条件,分析常用导线不同分裂根数及截面的断 张力是串长为3 m时的约1.1倍。因此,对于特 增加而逐步增大,串长为12 m时断线档剩余导线 线张力结果见表2~5。 不同导线的最大使用张力和拉断力都不相同, 因此采用张力百分比进行比较。表6中可以发现, 高压交、直流线路等悬垂串长较长的线路,其断 线张力差值较小,反而是其断线档剩余导线的张 断线根数相同时,随着导线分裂根数的增加,张 力较大,需要引起足够重视;对于串长较短的线 力差和断线档剩余导线张力百分比都相应减小; 路,其断线张力差较大,除了要满足规程值要求 外,还应验算不同工况和不同断线情况下的张力 随着导线截面增大,张力差和断线档剩余导线张 力百分比相应减小。 表6导线型号和分裂根数对断线张力的影响 Tab。6 The influence of the wire type and split root number to the line tension 覆冰越严重,张力差越大;另外,导线截面越大、 3 结论 (1)断线张力取值是决定输电线路安全性和 经济性的重要参数之一。线路靠耐张塔的一档、 张力差较大;断线发生在连续档的中间档内时, 分裂根数越多,张力差越小,断线档剩余导线的 张力百分比越小。 (4)特高压线路绝缘子串长、导线截面大、 分裂根数多,从断线张力差角度考虑,在同样地 大档距或悬殊高差附近的一档发生断线时,断线 形条件下,特高压输电线路断线张力差百分比低 于超高压线路,经计算,对于平丘、山地等地形, 断线档内未断电线的张力较大;校验杆塔和电线 10~20 mm冰区的线路,按照规程规定的断线张 强度时,应以实际档距高差为条件,考虑较不利 力取值均有足够的安全裕度;但特高压线路短线 的情况进行校核。 时断线档剩余导线的张力较大,需要引起足够 (2)特高压输电线路经过重覆冰地区时,应 重视。 尽量控制档距、高差和耐张段长度,线路平均档 距越大,断线张力差越大,尤其应该注意避免过 大档距的出现;高差变化对断线张力差影响较小, 参考文献: 高差越大,断线张力差相应增大;对于山地或其 [1]GB 50665~2011.1000kV架空输电线路设计规范[s]. 他地形条件较差的区域,应注意校验断线张力差。 [2]DL/T 5440~2009.重覆冰架空输电线路设计技术规程 (3)绝缘子串长度和覆冰厚度对断线张力影 ,[s]. [3]刘庆丰.微地形对输电线路不平衡张力的影响[J].电 响较大,悬垂绝缘子串越长,断线张力差越小。 鞋C 拽{e OW差兰敝麓 0l脚蕊麓敝l 如 第8期 吕健双,等特高压输电线路覆冰断线张力计算与分析 15 力建设,2011,32(10):38—40. [6]邵天晓.架空送电线路的电线力学计算 (第二版) Liu Qingfeng.Impact from the micro—terrain to the unbal- [M].北京:中国电力出版社,2003. anced tensile force of transmission line『J 1.Electirc Power [7]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册 (第二版) Construction,2011,32(10):38—40. [M].北京:中国电力出版社,2003. [4]杨风利,杨靖波,张子富.重覆冰区特高压悬垂型杆塔 [8]杨风利,杨靖波,张子富,等.输电线路导线断线试验 不平衡张力分析[J].电网技术,2012,36(3):234— 及数值模拟分析[J].振动工程学报,2012, (2): 240. 154—160. Yang Fengli,Yang Jingbo,Zhang Zifu.Unbalanced tension Yang Fengli,Yang Jingbo,Zhang Zifu,et a1.Expenments analysis of tangent towers for UHV transmission lines located and numerical simulation on the broken conductors in trans— at heavy icing area[J].Power System Technology,2012, mission lines[J].Journal of Vibration Engineering,2012, 36(3):234—240. (2):154—160. [5]蔡斯特,芮晓明,倪海云.架空线路导线分层力学模型 [9]尹世锋,卢勇,王闸,等.基于CACA—WNN的恶劣气 及应用研究[J].电力科学与工程,2009,25(10): 候条件下架空输电线路覆冰厚度的预测[J].电力科学 35—39.46. 与工程,2012,28(11):28—31. Cai Site,Rui Xiaoming,Ni Haiyun.Application and study Yin Shi ̄ng,Lu Yong,Wang Zha,et a1.Icing thickness on stratified mechanical model of overhead conductor『J1. forecasting of overhead transmission line under rough weather Electirc Power Science and Engineering.2009,25(10): based on CACA—WNN『J].Electirc Power Science and 35—39.46. Engineering,2012,28(11):28—31. The Tension Calculation and Analysis of UHV Transmission Line when the Condition of Iced Line is Broken Lu Jianshuang,Li Jian (Centrla Southern China Electirc Power Design Institute,Wuhan 430071,China) Abstract:The anther established tension model of iced broken line,worked out the corresponding computer pro- gram.This paper analyzes and compares the different influence to the line tension with broken locations,terrain conditions,weather conditions,stirng length,wire type and split root Number and so on.The results show that: when the broken happened at the tension tower side,long span or big elevation difference span,the tension differ- ence between the front and back of a tower is more serious.And when the broken happened at the middle of a span,the tension on the remained wire is serious.The tension difference increases with the span,and weakly in- creases with the elevation difference.The greater the thickness of the ice cover,the greater the tension diference is.In the opposite,longer the string length is,the smaller the tension difference is,but with the remained wire tension increases.The tension diference decreases when the wire CROSS—section and the splitting root number is in- creasing,the remained wires tension have the opposite pattern.For UHV transmission line,the value of tension difference when line is broken in the rules has a sufifcient margin of safety. Key words:broken line when coved ice;the tension difference of a tower;the tension of wires 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Top