[發明專利]一種強風作用下輸電線路安全性能的評估方法

有效

• 申請號: 201610031052.4
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105719071B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 楊風利;李正;程永鋒;程登峰;夏令志;張宏杰;季坤;劉靜;嚴波;李森林
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網安徽省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 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

本發明提供一種強風作用下輸電線路安全性能的評估方法，所述方法包括：建立輸電線路塔線體系有限元模型；確定桿塔螺栓節點的松脫位置；確定桿塔螺栓節點的風振次數；分析桿塔桿件的應力特征；評估破壞模式對相鄰輸電線路安全性能的影響。本發明提供的技術方案能夠反映輸電線路桿塔結構破壞對相鄰輸電線路安全性能的影響，與傳統的輸電線路安全性能評估方法相比，具有更好的適用性和更高的精度。

技術領域

本發明涉及輸電線路安全性能評估技術領域，具體講涉及一種強風作用下輸電線路安全性能的評估方法。

背景技術

隨著電網建設尤其是特高壓交直流電網建設的逐步推進，重要輸電通道占整個電網的比例逐年提高，3條及以上交、直流輸電線路(電壓等級500kV及以上)在同一個狹小斷面中通過的情況已較為普遍。以安徽安慶-宣城輸電通道為例，該通道合計輸送容量19600MW，±800kV錦蘇線、±800kV復奉線、±500kV葛南/林楓線在池州市匯入220kV官徽線，平行長度為8.878km，四回線路的平均間距僅為150m。重要通道輸電線路在強風作用下一旦發生機械破壞，將造成重大經濟損失和社會影響，嚴重影響國民經濟和人民生活。

桿塔作為架空輸電線路的支撐結構，在輸電線路系統中占有重要地位，其安全性和可靠性對于保證輸電線路系統的安全穩定運行具有重要意義。桿塔結構一旦發生機械損傷或破壞，相對于風偏跳閘、覆冰閃絡等電氣事故而言，其修復難度大、成本高，且一般不能迅速恢復供電。對于狹窄斷面內有多條高電壓等級輸電線路通過的通道，某一條輸電線路桿塔發生倒塌時，很可能會對相鄰輸電線路桿塔產生影響，甚至導致連續倒塔。分析重要輸電通道內桿塔發生災害時的相互影響規律，通過仿真分析評估輸電桿塔的健康狀態，提出重要輸電通道桿塔各類潛在災害的風險分級標準和預防措施，對于建立多層次、全方位的桿塔災害預警和預防機制，實現重要輸電通道安全預警、提升電網防災能力具有重要意義。

目前還沒有針對多條超/特高壓線路經過同一斷面情況進行安全評估的方法，尤其是強風作用下桿塔結構的破壞模式對相鄰輸電線路的安全性能具有重要影響，更需要提出適用的輸電線路安全性能評估方法，為重要通道輸電線路設計及運行維護提供參考和依據。

為滿足現有技術的發展，克服現有技術的缺陷，需要提供一種強風作用下輸電線路安全性能的評估方法。

發明內容

為了針對多條超/特高壓線路經過同一斷面情況進行安全評估，本發明提供一種強風作用下輸電線路安全性能的評估方法。

本發明提供的強風作用下輸電線路安全性能的評估方法，其改進之處在于，所述評估方法包括以下步驟：

(1)建立輸電線路塔線體系有限元模型；

(2)確定桿塔螺栓節點的松脫位置；

(3)確定桿塔螺栓節點的風振次數；

(4)分析桿塔桿件的應力特征；

(5)評估破壞模式對相鄰輸電線路安全性能的影響。

進一步的，其特征在于，所述步驟(1)中，根據輸電線路斷面圖和桿塔司令圖，生成的導線、地線和桿塔的節點空間坐標建立有限元模型。

進一步的，所述步驟(2)包括，按下式計算桿塔、導線和地線承受的風壓，確定桿塔螺栓節點的松脫位置：

其中，ρ表示空氣密度，表示平均風風速，u表示脈動風風速。

進一步的，所述脈動風的載荷的確定包括：

(1)進行傅立葉變換，確定與達文波特風譜對應的隨機傅立葉譜函數表達式；

(2)編制MATLAB數值分析程序，生成不同高程的脈動風風速時程曲線；