[發明專利]一種建立輸電線路塔線體系有限元模型的方法

有效

• 申請號: 201510744905.4
• 申請日: 2015-11-05
• 公開（公告）號: CN105354382B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 蘇志鋼;王飛;李清華;韓軍科;劉亞多;汪長智;胡曉光;朱彬榮;楊風利;張宏杰;邢海軍;黃耀
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網山西省電力公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種建立輸電線路塔線體系有限元模型的方法，包括：設定輸電線路塔線體系連接參數并生成輸電線路塔線體系連接信息文件；根據輸電桿塔的有限元模型獲取其結構信息；根據所述連接參數和所述輸電桿塔的有限元模型生成輸電線路塔線體系有限元模型。本發明技術方案建模速度快，模型不容易出現誤差。

技術領域：

本發明涉及輸電線路領域，更具體涉及一種建立輸電線路塔線體系有限元模型的方法。

背景技術：

近年來，國民經濟快速發展、科技不斷進步，對電力能源的需求不斷增大，為了適應社會需求的發展，我國的電網建設得到迅速發展，超高壓和特高壓技術得到了廣泛的應用。

檔距大、塔體高是超高壓、特高壓的突出特點，在普通輸電桿塔設計時，通常忽略塔線耦合的相互作用，但是由于超高壓、特高壓檔距大、塔體高的特點，忽略塔線耦合的相互作用的模型與實際情況相差較大，因此建立塔線體系有限元模型，考慮塔線體系的耦合，是精確的預測塔線應力和體系的承載能力，優化設計參數、提高系統經濟性、使系統得以安全運行的重要保障。

輸電線路塔線體系由輸電桿塔、絕緣子串、導地線連接組成，是一種復雜的空間體系，其中輸電桿塔是主要的承載部分。建立塔線體系的有限元模型非常復雜，需要耗費大量的時間。使用自制程序快速建立輸電塔線體系有限元模型，可大大節省了有限元建模時間，故提出一種快速建立輸電線路塔線體系有限元模型的方法，以克服上述缺陷是十分必要的。

發明內容：

本發明的目的是提供一種建立輸電線路塔線體系有限元模型的方法，該方法建模速度快，模型不容易出現誤差。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種建立輸電線路塔線體系有限元模型的方法，包括：

設定輸電線路塔線體系連接參數并生成輸電線路塔線體系連接信息文件；

根據輸電桿塔的有限元模型獲取其結構信息；

根據所述連接參數和所述輸電桿塔的有限元模型生成輸電線路塔線體系有限元模型。

所述輸電線路塔線體系連接參數包括桿塔參數、絕緣子參數和導線參數；所述桿塔參數包括桿塔個數信息和桿塔間連接信息；所述絕緣子參數包括絕緣子種類的個數信息和絕緣子信息；所述導線參數包括導線種類信息和導線信息。

所述結構信息包括節點信息、質量信息、材料信息、截面信息和單元信息；從而生成所述輸電線路塔線體系有限元模型的節點信息、質量信息、材料信息、截面信息和單元信息。

所述輸電線路塔線體系有限元模型的節點信息包括輸電桿塔、輸電桿塔的導線和絕緣子的節點信息；所述輸電線路塔線體系有限元模型的質量信息包括輸電桿塔、輸電桿塔的導線和絕緣子的質量信息；所述輸電線路塔線體系有限元模型的材料信息包括輸電桿塔、輸電桿塔的導線和絕緣子的材料信息；所述輸電線路塔線體系有限元模型的截面信息包括輸電桿塔、輸電桿塔的導線和絕緣子的截面信息；所述輸電線路塔線體系有限元模型的單元信息包括輸電桿塔、輸電桿塔的導線和絕緣子的單元信息。

所述輸電線路塔線體系有限元模型的節點信息的生成過程包括：

在輸電桿塔的有限元模型的連接信息中有輸電桿塔在整體坐標系中的坐標，對讀入的輸電桿塔有限元模型文件的節點的坐標進行偏移，偏移值為輸電桿塔連接信息中輸電桿塔在整體坐標系中的坐標；

對于所述輸電桿塔的導線節點信息，按照斜拋物線形狀生成節點坐標，拋物線坐標o點位于導線一端的掛點上，所述斜拋物線的通過下式確定：

其中，l——檔距；h——高差；β——高差角，y——導線各點到橫坐標軸的垂直高度；σ₀——導線各點的水平應力；γ——導線比載；