Mechanics Analysis of Overhead Transmission Lines Based On-line Monitoring

At present, the on-line monitoring is widely applied to the power line monitoring. In this paper, a new mechanical calculation model is established according to the on-line monitoring. And this model is based on the parameters that tension sensors and angle sensors on suspended points detect, and combines with the parameters of the wire itself, and also considers the deflection angel of wires due to wind. In this model, mechanics parameters of wires are turned into the new coordinate plane after deflection angel of wires due to wind, or windage yaw plane. A statics tension balance equation is built in the vertical direction of the new windage yaw plane. According to the theoretical analysis and algorithm, we verify the accuracy of this newly developed mechanical calculation model.

基于绝对节点坐标法的架空线断线工况动力学计算

为了计算架空线断线工况下的动力学变化特性,考虑架空线的绞制几何结构及其初始构型的布置特点,以绝对节点坐标法为基础,建立了架空线单元,推导了架空线单元的质量矩阵和弹性力矩阵,给出了架空线的系统动力学方程。针对钢芯铝绞线的绞制几何结构,给出了其对应的轴向、弯曲刚度计算公式。通过仿真计算得到线缆的运动图像,设计试验验证了算法模型的可靠性。结合实际架空线初始位形和初始应力特点,对不同初始应力下的架空线断线工况动力学问题进行仿真分析,绘制了悬挂点处的受力时程曲线并对曲线进行了频谱分析,研究了初始应力对断裂架空线运动过程以及悬挂点受力的影响规律。

架空输电线路机械化施工设计应用概述

为推广机械化施工在工程咨询、设计和施工全过程的应用,结合架空输电线路机械化施工特点,从项目全过程设计流程入手,总结近年来机械化施工架空输电线路工程中的设计创新应用成果,提炼架空输电线路械化施工全过程设计要点,为后续架空输电线路机械化施工提升应用提供借鉴。

腐蚀对架空输电线路铁塔承载力特性影响

为有效评估腐蚀对长期服役杆塔承载力特性造成的影响,采用扫描电镜、拉伸试验、轴压承载力试验和模拟仿真的方法,研究了不同腐蚀程度对杆塔构件腐蚀率、屈服强度、抗拉强度、断后延伸率、弹性模量和杆塔构件承载力的影响。结果表明:随着腐蚀程度的增加,杆塔构件屈服强度、抗拉强度、断后延伸率会呈非线性降低,而弹性模量基本不受腐蚀的影响;截面损失率越大,构件承载力越低,中间位置的腐蚀对构件的影响大于边部位置。

架空输电线路机械化施工方案造价分析

为深入分析架空输电线路机械化施工的造价水平,助推机械化施工技术应用,在大范围调研收资的基础上,以机械化率为分类指标,测算了不同机械化率架空输电线路机械化施工的造价,并重点分析了平地、丘陵地形条件下架空输电线路机械化施工的造价水平。选取6个典型架空输电线路工程,对其基础施工、杆塔组立、架线3个重点工序的机械化施工方案与非机械化施工方案的造价差异进行分析,并提出架空输电线路机械化施工的应用建议。

架空输电线路在线监测覆冰力学计算模型

架空输电线路覆冰在线监测系统要求准确监测输电线路覆冰状况。为准确计算覆冰,提出了以绝缘子串悬挂点拉力和倾斜角为基本参量,考虑风偏因素,将导线力学参量归算到风偏平面,并通过风偏平面内竖直方向上的静力学受力平衡计算覆冰厚度的力学计算模型。针对贵州电网覆冰在线监测系统运行数据,利用该模型计算的导线覆冰结果与监测系统采集的现场微气象和监测照片数据均吻合较好,验证了该计算模型的准确性和灵敏性。

基于力学测量的架空输电线路覆冰监测系统

对输电线路覆冰载荷进行了力学分析,讨论了覆冰厚度的计算方法。开发了基于架空输电线路轴向张力、二维倾角和风速风向、温湿度等气象信息测量的覆冰监测系统。利用全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线电业务(GPRS)网络,线路监测终端与中心监控主站进行数据传输,由主站专家系统软件利用相关覆冰理论模型分析导线覆冰状况,及时给出除冰信息,有效预防冰害事故发生。

1000kV交流输电线路架空地线感应电压测试分析

1000kV晋东南(长治)—南阳—荆门特高压交流试验示范工程是我国第1个1000kV电压等级输变电工程,测试并掌握该工程的架空地线感应电压水平对特高压交流线路的设计和安全运行具有重要意义。为给我国后续特高压交流线路提供基础参数,1000kV晋东南(长治)—南阳—荆门特高压交流试验示范工程的系统调试期间,在不同输送功率和单相瞬时人工接地故障工况下,对架空地线进行感应电压测试。通过测试,得到1000kV晋东南(长治)—南阳—荆门特高压交流输电线路的架空地线稳态感应电压水平和暂态感应电压水平。计算结果与测试结果基本符合。对测试结果和架空地线运行方式进行了分析。分段绝缘一点接地的运行方式可大大降低线路损耗。

典型架空输电线路分段绝缘地线取能研究

从分段绝缘地线取能具有工程简单、适用范围广等独特优点,是一种颇具潜力的架空输电线路在线供电方式。但该方式存在取能功率通常较小及运行安全受雷击威胁的问题,这两个问题也是决定该方式是否可行的关键。首先,该文通过对典型线路地线电磁感应的分析,提出了基于涡旋感应的取能等值计算电路,并对取能端口的戴维南等效电路参数进行了推导。同时,对有关线路参数如档距与杆塔接地电阻分布等的影响进行了分析。在此基础上可以方便地通过参数选择、阻抗匹配等获得所需功率。其次,通过EMTP-ATP程序对雷电冲击的影响及其防护进行了仿真分析。最后,以四川电网某500k V线路为例对取能功率等进行了现场实测。实测结果说明取能分析与计算是合理的,此外取能装置对线路绝缘不构成威胁。

极导线垂直排列直流线路地面合成电场的一种计算方法

极导线垂直排列直流线路在我国已用于实际工程,有必要研究有效方法计算该类线路的合成电场,以满足工程设计和环境保护需求。根据极导线垂直排列直流线路几何结构的特点,在Deutsch假设的基础上,提出了一种计算极导线垂直排列直流线路地面合成电场的方法。该方法还适用于极导线水平排列直流线路。通过试验和计算结果对比,对该方法进行了验证。使用该法对极导线垂直和水平排列±500kV直流线路的地面合成电场进行了计算分析。结果表明:在极导线高度和极间距分别相同的情况下,权导线垂直排列直流线路下的最大地面合成电场比极导线水平排列直流线路的略大,但极导线垂直排列直流线路的地面合成电场横向衰减较快;极导线垂直排列直流线路的走廊宽度约为极导线水平排列线路的50%。

架空输电线路覆冰状态评估模糊专家系统

极端寒冷气候下架空输电线路覆冰对电力系统运行安全构成了极大威胁,为分析覆冰对输电线路和杆塔可能造成的危害,实现覆冰输电线路状态评估,根据其多因素影响和不确定性的特点,提出了以在线监测系统为基础的覆冰输电线路状态评估模糊专家系统方法。在明确了各状态评估特征量,设计了机械荷载状态评估和外绝缘状态评估方案后,根据试验数据和专家经验确定了模糊隶属度函数,建立了各状态评估的模糊规则库。南方电网输电线路覆冰监测预警系统数据验证结果表明,将在线监测量与具体的输电线路机械和电气性能状态联系起来,建立的模糊专家系统结合专家知识和试验结果能较好地评估当前输电线路和杆塔的各个状态和综合状态,评估结果合理对架空输电线路运行维护有指导意义。

架空输电线路覆冰在线监测技术评述

介绍了输电线路覆冰在线监测系统的结构和功能,综述了国内外覆冰在线监测方法及其存在的问题,证明了称重法静力学计算模型的科学性,简化了导线倾角法计算流程。最后指出,进一步的研究方向是优化称重法计算模型、改进间接测量方法、准分布式和分布式光纤传感技术的应用。

同塔双回高压直流线路地面合成电场的计算方法

我国计划在实际工程中采用同塔双回高压直流线路,由于该类线路在世界上无工程应用先例,需要研究其地面合成电场的有效计算方法,以满足工程设计和环境保护需求。考虑极导线对地距离不同和极导线布置方案对每一极导线起晕电压的影响及正负极导线起晕场强的差别等因素,提出一种计算同塔双回高压直流线路地面合成电场的方法。利用同塔双回直流模拟试验线段,对极导线按不同方案布置时的地面合成电场进行测试,并采用该文方法对地面合成电场进行计算。结果表明,采用该文方法计算极导线按不同方案布置时同塔双回直流线路的地面合成电场,其分布规律与实测结果基本吻合;地面最大合成电场计算值与实测结果基本一致。

输电线路覆冰在线监测系统国内外研究综述

输电线路覆冰会影响电网的安全稳定运行,国内外对于输电线路覆冰在线监测进行了很多研究,笔者旨在分析当前覆冰在线监测系统的研究成果。首先,讲述了国内外关于输电线路覆冰过程预测的模型,包括基于热力学机理、流体力学机理和实测数据模拟等建立起的数学模型,并分析对比了其优缺点;其次,介绍了目前覆冰导线在线监测技术,包括视频监测技术、力学载荷计算监测覆冰厚度、倾角变化监测弧垂等技术;最后,指出了现有覆冰监测技术的一些不足之处,并提出了一些改进意见。

基于杆塔结构力学测量的线路覆冰在线监测系统研究

近年来我国输电线路冰灾日益严重,准确监测线路覆冰情况,进而采取防冰、除冰措施对系统安全运行具有重要作用。以国内已有的传统架空线路的覆冰力学模型为基础,提出基于不同杆塔结构力学测量元件的特点,分别建立适合耐张塔-耐张塔与直线塔-直线塔输电线覆冰监测模型。模型综合利用拉力、导线和绝缘子倾角等参数且考虑风偏影响,其中直线塔-直线塔覆冰模型通过风偏平面内竖直方向上的静力学受力平衡计算覆冰厚度。现场运行结果表明,两种模型均能准确监测输电线路的覆冰情况,并正确做出覆冰告警。

无人机激光扫描作业杆塔位置提取算法

基于激光点云的输电线路杆塔自动定位是电网无人机、直升机智能巡检技术应用的基础,但目前从激光点云中定位杆塔主要依赖于人工处理,工作效率低。针对如何从激光点云中自动定位杆塔这一问题,根据输电杆塔在激光点云中具有高密度、大坡度、大高差特征,提出了一种基于二维格网多维特征分析的输电杆塔自动定位方法。首先对无人机获取的激光点云进行滤波去噪处理,再对激光点云进行规则化,在此基础上计算点云的特征图像;然后结合架空线路走廊区域分析,根据密度、高差和坡度特征迭代定位出输电杆塔,最终实现了从无人机激光点云中自动定位输电杆塔位置。采用广东电网公司大型无人直升机实际巡检获取的输电线路激光点云数据对自动定位算法进行了验证,实验结果表明提出的算法具有较高的自动化程度和处理效率,对提高无人机、直升机机巡作业智能化水平具有促进作用。

光纤复合架空地线的雷击断股机理与防治措施

针对我国光纤复合架空地线(opticalfibercompositeoverheadgroundwire,OPGW)断股时有发生的现状,有必要分析OPGW的断股机理并研究相应的防治措施。通过对我国OPGW断股情况的调查和对断股样品的微观分析得出了雷击造成OPGW断股的机理;按照标准进行雷击试验,分析了OPGW外层绞线单丝直径、绞线材料、雷击转移电荷库仑数、张力、雷电参数等因素对OPGW雷击断股的影响;通过模拟试验得出了避雷线接地方式与遭雷击概率的关系,根据雷击试验结果研制了2种耐雷型OPGW,通过计算并参照有关标准提出了OPGW发生断股损伤后的处理措施以及OPGW雷击断股的综合防治措施。

输电线路机械除冰作业过程中抑制脱冰跳跃方法的研究

机械除冰作业时输电线路因外力冲击作用和覆冰突然脱落而发生大幅振动,会对线路结构产生潜在危害,从而阻碍了机械除冰技术的推广。为抑制机械除冰时电线的脱冰跳跃,通过分别采用绝缘绳或绝缘杆约束电线,分别保持约束点固定或可移动,及改变约束点位置等共组合产生了16种抑制方案;以某输电线路机械除冰试验为例,通过有限元仿真,研究了各种方案对机械除冰过程中除冰率、电线跳跃高度和最大张力的影响。结果表明,当采用绝缘绳施加在档距中点并固定约束点上跳位移的方案时,对抑制机械除冰中电线脱冰跳跃的综合效果最好,在工程中应优先选用。

关于架空输电线除冰措施的研究

降低冰灾损失是目前的技术难题,通常的融冰措施可分为热融冰和机械除冰两类,该文简要阐述了利用焦耳效应、短路电流热效应、高频高压激励时介质损耗发热以及双分裂导体间电磁力、短时脉冲引起的电动力除冰的机理,并分析了各方案的利弊及应用范围。此外,介绍了其它国家在此领域取得的科技成果。

传输线路感应雷防护计算方法的研究

感应雷电压对低压输电线路造成的影响不可忽视。对感应雷电压、雷电流的波形、幅值、陡度及传播过程进行了全面分析 ,并对感应雷的危害性作出评估。由于对感应雷跳闸率的计算不能象直击雷那样给出等值受雷宽度 ,故利用击距理论确定雷电流引起闪络的有效距离范围 ,而利用雷电流概率函数对雷电流积分求出感应雷跳闸率。