[發明專利]重冰區同塔雙回路輸電線路設計方法

有效

• 申請號: 201410355847.1
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104091032B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 張馳;張海平;王江濤;趙慶斌;任德順;賈素紅;敬捷;周亮
• 申請（專利權）人: 四川電力設計咨詢有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E04H12/08
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司51226
• 代理人: 何強,楊冬

技術領域

本發明涉及輸電線路設計領域，尤其涉及一種重冰區輸電線路設計方法。

背景技術

我國西南地區為水電資源富集地，是重要的清潔能源基地，受地理條件限制，大批梯級水電站主要集中在第一和第二階梯交界地帶，電站直接或間接采用500kV電力線路翻越崇山峻嶺后送至交流特高壓變電站或直流特高壓換流站。這些500kV電力線路所經區域的特點主要表現在：第一，海拔高，覆冰重，交通差，地形地質條件復雜，冰雪災害頻發，受外部環境限制，線路按重冰條件設計的情況很普遍；第二，絕大多數地區屬于少數民族地區，且自然保護區和風景名勝區多，人文社會環境復雜。隨著水電輸出線路的增多，往往在同一電力輸送通道內需架設多回線路，線路走廊資源日漸稀缺，以至于傳統上采用單回路架設的高海拔、重覆冰線路也有了采用同塔雙回路架設的要求。

重冰區輸電線路融冰脫落時往往會引起導線的上下振動，這一現象稱為冰跳。由于無法準確把握不同工況下導線脫冰動力響應規律，從而缺乏重冰區同塔雙回線路設計的方法，因而在重冰區采用同塔雙回路架設方式在國內外尚無先例。近年來，國內外學者通過模擬試驗和數值分析等方法對導線脫冰動力響應進行了大量研究，但其研究模型均采用忽略導線抗彎和抗扭剛度的3自由度桿系簡化模型，且多數未考慮桿塔約束的影響，其研究方法和思路雖然為系統地把握導線脫冰動力響應規律進行了有益的探索，但由于其研究結論多數只給出了部分定性的結論，對于工程應用還有一定距離。

目前，我國輸電鐵塔設計中主要遵循的規程規范為GB50545-2010《110kV～750kV架空輸電線路設計規范》和DL/T5440-2009《重覆冰架空輸電線路設計技術規程》。其中，《110kV～750kV架空輸電線路設計規范》提出對輸電線路設計工作的基本原則，《重覆冰架空輸電線路設計技術規程》則適用于同塔單回路重冰區架空輸電線路設計和同塔單、雙回路中冰區架空輸電線路設計。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種重冰區同塔雙回路輸電線路設計方法，解決現有技術中在重冰區不能采用同塔雙回路設計的技術問題。

《重覆冰架空輸電線路設計技術規程》的附錄A--規程的用詞說明部分明確記載：

A.0.1為便于在執行本標準條文時區別對待，對要求嚴格程度不同的用詞說明如下：

1、表示很嚴格，非這樣做不可得用詞：正面詞采用“必須”，反面詞采用“嚴禁”。

2、表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的用詞：正面詞采用“應”，反面詞采用“不應”或“不得”。

3、表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應該這樣做的用詞：正面詞采用“宜”，反面詞采用“不宜”。

4、表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的用詞：采用“可”。

因此，本發明中的用詞也遵循上述《重覆冰架空輸電線路設計技術規程》的附錄A--規程的用詞說明。

本發明解決其技術問題所采用的重冰區同塔雙回路輸電線路設計方法，包括：

A.利用有限元分析軟件建立包括鐵塔、導地線、絕緣子串、間隔棒、覆冰荷載、脫冰荷載、風荷載和同時氣溫在內的多檔精細化塔線耦合模型；

B.利用步驟A建立的塔線耦合模型，得到導地線在覆冰荷載、脫冰荷載、風荷載和同時氣溫組合工況作用下的靜力平衡狀態，與理論計算值進行對比，驗證塔線耦合模型的正確性；

C.確定塔線耦合模型正確后，利用步驟A建立的塔線耦合模型，分別模擬不同脫冰工況下導線脫冰跳躍動態過程，總結出脫冰過程中重冰區輸電線路脫冰動力響應規律：

C1.冰跳高度和橫擺距離規律：

(1)導線的冰跳高度正比于覆冰厚度、連續檔數、檔距和脫冰率，反比于導線截面積；

(2)導線脫冰時的橫擺距離正比于覆冰厚度、連續檔數、風速、水平檔距和脫冰率，反比于導線截面積，且采用V型絕緣子串比采用I型絕緣子串的橫擺距離大；

C2.桿塔動力荷載變化規律：

(1)脫冰過程中連續檔內直線塔和耐張塔沿線路方向的荷載均小于按《重覆冰架空輸電線路設計技術規程》計算得出的靜力標準荷載，且其不平衡張力隨檔距差增大而增大；

(2)脫冰過程中直線塔和耐張塔水平方向和垂直方向的荷載均大于按《重覆冰架空輸電線路設計技術規程》計算得出的靜力標準荷載；

(3)對于兩側均為非連續檔的耐張塔，其不平衡張力按《重覆冰架空輸電線路設計技術規程》中最大使用張力的百分數計算得出靜力標準荷載后，再按《重覆冰架空輸電線路設計技術規程》中規定的相應脫冰率進行驗算，從計算得出的靜力標準荷載與驗算值中取大值；