论文部分内容阅读
高压输电线路悬垂绝缘子串的风偏闪络事故是近年电网故障中频发的突出问题之一,为确保高压输电线路的安全运行,研究高压输电线路风偏闪络的原因,具有极其重要的工程实用价值。 本文针对高压输电线路悬垂绝缘子串风偏角传统计算方法的不足,考虑风力的动态特性,采用有限元法和多刚体动力学方法对悬垂绝缘子串的风偏特征进行了研究。首先简要介绍了杆塔设计中风偏计算的传统方法,并讨论了这些方法不能考虑风作用的动态特性的不足。其次采用Monte Carlo法数值模拟作用于悬垂绝缘子串上的脉动风荷载。采用ABAQUS有限元商用软件分别建立了悬垂绝缘子串风偏计算的有限元模型和多刚体动力学模型,并利用该两种模型计算模拟了220 kV和500 kV输电线路典型悬垂绝缘子串在稳定风、阵风和脉动风作用下的风偏。利用多刚体动力学模型分析了相邻绝缘子球头和碗头之间的摩擦效应,通过设计的风偏计算方法模型验证试验验证了两种风偏计算模型的正确性。 悬垂绝缘子串风偏数值模拟结果表明,在稳定风作用下有限元方法和多刚体动力学方法与传统方法结果一致,但在阵风和脉动风载荷作用下,有限元和多刚体动力学方法计算得到的风偏值远大于传统静力学方法的计算结果,这可能是导致风偏闪络事故发生的主要原因之一。模型验证试验的结果与两种数值模拟方法结果的一致性,验证了数值模拟方法的正确性,同时表明忽略相邻绝缘子球头和碗头之间的摩擦可以得到合理的结果,即绝缘子球头和碗头之间的摩擦作用对风偏影响很小。 本文通过数值模拟方法,对高压输电线路悬垂绝缘子串在稳定风和动态风作用下的风偏进行了较全面的分析,为防止风偏事故的发生提供了理论依据。