特高压输电线路V型绝缘子串动力学特性数值仿真研究

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电网的运行系统是电网的生命线,是保障人民生产生活的生命线,其输电能力更是国家综合实力的重要体现。随着一项又一项特高压输电工程投入运营,我国在输电技术上已处于世界领先水平,但由于我国特高压输电线路穿越的地形复杂,气候多变,随之而来的风偏问题得到了广泛关注。V型绝缘子串以质量轻,受力结构好,现已代替I型串被广泛运用于特高压输电线路中,绝缘子串是连接输电塔、导线的关键结构,主要承当了两个任务:在极端天气下不可因轴力过大而失效断裂;在极端天气下接线端位移不可过大,导致输电塔-导线结构间隙过小产生放电。为了保证输电系统安全平稳运行,针对以上两个任务,本文进行以下几方面研究:  (1)运用AR模型,结合本文的主要分析对象——V型绝缘子串-导线体系,采用线性滤波法对耦合体系所在风场进行数值模拟,编写MATLAB程序,生成对实际风载进行了高度还原的风场。  (2)对特高压输电线路实际运行的V型绝缘子串-导线耦合体系在SAP2000软件中建立模型,通过有限元静力分析,探讨定夹角、变夹角下V型绝缘子串随风力变化的力学特性规律,然后运用(1)中生成的脉动风对V串进行风荷载动力时程分析,通过脉动风时程分析,研究V串的夹角、基础风速、来流的风攻角对绝缘子串产生的最大轴力、导线的最大张力和接线端位移的影响。  (3)为了对比不同材料的绝缘子成串后的承力性特点,对陶瓷和玻璃两种盘型悬式绝缘子串,及复合材料柱式绝缘子串的耦合体系建立模型,进行静力研究;然后,通过动力学时程研究对比分析了三种绝缘子串在不同基础风速、不同来流风攻角下的各自力学性能特点。  本文旨在为特高压输电线路工程中V型绝缘子串的设计人员提出一些在结构安全设计、校核方面及绝缘子串选材等等方面的分析依据及设计参考意见。
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