本發(fā)明涉及分裂導(dǎo)線防振領(lǐng)域,更具體涉及一種多分裂導(dǎo)線分裂間距優(yōu)化選擇方法。
背景技術(shù):
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改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)電力工業(yè)快速發(fā)展。特別是近年來(lái),隨著用電需求的持續(xù)高速增長(zhǎng),電力發(fā)展速度進(jìn)一步加快。電力工業(yè)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。優(yōu)化能源資源配置,保障國(guó)家能源安全,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)、可靠的電力供應(yīng),是電力工業(yè)服務(wù)于構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的重要使命。
多分裂導(dǎo)線是目前架空輸電線路建設(shè)最常用的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)形式,而多分裂導(dǎo)線分裂間距的選擇是線路建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),分裂間距的選擇涉及的影響因素眾多,目前實(shí)際工程設(shè)計(jì)中分裂間距的選擇還主要依靠經(jīng)驗(yàn),經(jīng)濟(jì)性、可操作性和準(zhǔn)確性都較差,建議一種有效的、準(zhǔn)確的分裂間距優(yōu)化選擇算法,對(duì)于輸電線路工程設(shè)計(jì)和建設(shè)具有重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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本發(fā)明的目的是提供一種多分裂導(dǎo)線分裂間距優(yōu)化選擇方法,可針對(duì)線路情況選擇出合理的導(dǎo)線分裂間距,直接支撐線路的設(shè)計(jì)和建設(shè)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種多分裂導(dǎo)線分裂間距優(yōu)化選擇方法,包括以下步驟:
(1)根據(jù)電壓等級(jí)等電氣條件,分析電磁環(huán)境,得到滿足電氣環(huán)境要求的導(dǎo)線分裂間距選擇范圍;
(2)在所述導(dǎo)線分裂間距的選擇范圍內(nèi),確定幾種導(dǎo)線分裂間距的取值;
(3)分析在所述導(dǎo)線分裂間距取值條件下,分裂導(dǎo)線次檔距振蕩幅值和最大次檔距的關(guān)系;
(4)優(yōu)選分裂間距取值;
(5)利用金具設(shè)計(jì)條件和經(jīng)濟(jì)性條件對(duì)分裂間距取值進(jìn)行校核;
(6)反復(fù)迭代步驟(3)-(5),確定最優(yōu)的分裂間距取值。
所述步驟(1)中電磁環(huán)境包括導(dǎo)線表面最大電場(chǎng)強(qiáng)度、地面最大合成電場(chǎng)強(qiáng)度、地面最大離子流密度、正極性導(dǎo)線對(duì)地投影外20m處可聽(tīng)噪聲、正極性導(dǎo)線對(duì)地投影外20m處無(wú)線電干擾和極導(dǎo)線最小對(duì)地高度。
所述步驟(2)根據(jù)輸電線路類(lèi)型選取導(dǎo)線分裂間距的取值。
所述步驟(3)通過(guò)下式分析在所述導(dǎo)線分裂間距取值條件下,分裂導(dǎo)線次檔距振蕩幅值和最大次檔距的關(guān)系:
其中,2X0為次檔距振動(dòng)振幅,l為間隔棒間隔即次檔距,V為風(fēng)速,S為子導(dǎo)線間距,D為導(dǎo)線外徑,T為導(dǎo)線張力,W為導(dǎo)線重量,E為單個(gè)周期內(nèi)的振幅衰減率。
通過(guò)所述式(1)確定S/D對(duì)次檔距振蕩的影響,包括三種次檔距振蕩形式,為部分背風(fēng)側(cè)子導(dǎo)線次檔距振蕩、全部背風(fēng)側(cè)子導(dǎo)線次檔距振蕩和全部子導(dǎo)線次檔距振蕩;當(dāng)所述S/D的值大于10時(shí)發(fā)生次檔距振蕩的可能性小于所述S/D的值小于10時(shí)發(fā)生次檔距振蕩的可能性。
所述部分背風(fēng)側(cè)子導(dǎo)線次檔距振蕩為在無(wú)覆冰條件下,持續(xù)大風(fēng),背風(fēng) 側(cè)上、下兩個(gè)子導(dǎo)線發(fā)生以水平方向?yàn)橹鞯恼駝?dòng);所述全部背風(fēng)側(cè)子導(dǎo)線次檔距振蕩為在無(wú)覆冰條件下,持續(xù)大風(fēng),背風(fēng)側(cè)三個(gè)子導(dǎo)線發(fā)生以水平方向?yàn)橹鞯恼駝?dòng);所述全部子導(dǎo)線次檔距振蕩為在無(wú)覆冰條件下,持續(xù)強(qiáng)風(fēng),全部導(dǎo)線激發(fā)以水平方向?yàn)橹鞯拇螜n距振蕩現(xiàn)象。
根據(jù)所述步驟(4)選擇的導(dǎo)線分裂間距滿足所述步驟(5)中的金具設(shè)計(jì)條件和桿塔架構(gòu)的經(jīng)濟(jì)條件。
基于有限元法建立多分裂導(dǎo)線次檔距振蕩分析參數(shù)化模型,通過(guò)導(dǎo)線分裂間距和最大次檔距長(zhǎng)度的變化,以設(shè)計(jì)風(fēng)速條件下計(jì)算得到的子導(dǎo)線最大位移作為目標(biāo)函數(shù),使振動(dòng)位移小于允許值。
和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比,本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果
1、本發(fā)明的技術(shù)方案經(jīng)濟(jì)性、可操作性和準(zhǔn)確性都較高;
2、本發(fā)明的技術(shù)方案綜合考慮了防次檔距振蕩條件、電磁環(huán)境條件、金具設(shè)計(jì)條件和經(jīng)濟(jì)性要求;
3、本發(fā)明的技術(shù)方案可針對(duì)線路情況選擇出合理的導(dǎo)線分裂間距,在經(jīng)濟(jì)性、可操作性和準(zhǔn)確性方面具有明顯的優(yōu)勢(shì);
4、本發(fā)明的技術(shù)方案優(yōu)化能源資源配置,保障國(guó)家能源安全,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)、可靠的電力供應(yīng)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1:
本例的發(fā)明提供一種多分裂導(dǎo)線分裂間距優(yōu)化選擇方法,綜合考慮抑制次檔距振蕩、電磁環(huán)境因素、金具設(shè)計(jì)條件和經(jīng)濟(jì)性,提出多分裂導(dǎo)線分裂間距優(yōu)化選擇算法,以六分裂線路為例,其優(yōu)化算法流程如圖1所示,包括:
(1)根據(jù)電壓等級(jí)等電氣條件,分析電磁環(huán)境,得到滿足電氣環(huán)境要求的分裂間距選擇范圍。
(2)在分裂間距的選擇范圍內(nèi),確定幾種典型的取值。
(3)分析典型取值條件下,分裂導(dǎo)線次檔距振蕩幅值和最大次檔距的關(guān)系。
(4)優(yōu)選分裂間距取值。
(5)利用設(shè)計(jì)條件和經(jīng)濟(jì)性條件對(duì)分裂間距取值進(jìn)行校核。
(6)反復(fù)迭代步驟(3)-(5),確定最優(yōu)的分裂間距取值。
1.約束條件一
(1)考慮電磁環(huán)境
導(dǎo)線分裂間距的選擇,首先需要考慮電磁環(huán)境的影響,根據(jù)線路電壓等級(jí)及配置情況,分析不同分裂間距條件下導(dǎo)線電磁環(huán)境是否滿足設(shè)計(jì)要求,包括導(dǎo)線表面最大電場(chǎng)強(qiáng)度、地面最大合成電場(chǎng)強(qiáng)度、地面最大離子流密度、正極性導(dǎo)線對(duì)地投影外20m處可聽(tīng)噪聲、正極性導(dǎo)線對(duì)地投影外20m處無(wú)線電干擾和極導(dǎo)線最小對(duì)地高度。
(2)考慮金具設(shè)計(jì)
選擇分裂導(dǎo)線的分裂間距還應(yīng)滿足包括間隔棒在內(nèi)的相關(guān)金具的設(shè)計(jì)要求,例如,在大風(fēng)條件下,特別是子導(dǎo)線發(fā)生不同程度覆冰時(shí),子導(dǎo)線可能會(huì)發(fā)生一定角度的擺動(dòng),會(huì)帶動(dòng)懸垂線夾轉(zhuǎn)動(dòng),分裂間距過(guò)小可能會(huì)導(dǎo)致懸垂線夾在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與懸垂板相碰。
2、約束條件二
(1)考慮S/D(S:導(dǎo)線分裂間距,D:導(dǎo)線直徑)對(duì)次檔距振蕩的影響。如表1考慮三種次檔距振蕩形式。
表1不同S/D取值時(shí)分裂導(dǎo)線次檔距振蕩形式
(2)次檔距振蕩幅值計(jì)算
分裂導(dǎo)線次檔距振蕩引起的子導(dǎo)線的振幅計(jì)算如式(1)所示,為避免子導(dǎo)線振蕩時(shí)發(fā)生碰撞或疲勞破壞,根據(jù)具體情況確定子導(dǎo)線振幅的限值,然后通過(guò)公式(1)計(jì)算S/D的取值。
其中,2X0:次檔距振動(dòng)振幅(m),l:間隔棒間隔(m),V:風(fēng)速(m/s),S:子導(dǎo)線間距(m),D:導(dǎo)線外徑(m),T:導(dǎo)線張力(kN),W:導(dǎo)線重量(kg/m),E:?jiǎn)蝹€(gè)周期內(nèi)的振幅衰減率,取0.05-0.1。
3、經(jīng)濟(jì)性考慮
分裂導(dǎo)線不同分裂間距對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響主要體現(xiàn)在對(duì)桿塔結(jié)構(gòu)的影響,例如4×400mm2導(dǎo)線分裂間距450mm相對(duì)于400mm,相應(yīng)的對(duì)地高度及塔頭尺寸會(huì)有所增加,在分裂間距調(diào)整較大的情況下需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性校核。
4、目標(biāo)函數(shù)的確定:
基于有限元方法建立多分裂導(dǎo)線次檔距振蕩分析參數(shù)化模型,通過(guò)分裂間距和最大次檔距長(zhǎng)度的變化,以設(shè)計(jì)風(fēng)速條件下計(jì)算得到的子導(dǎo)線最大位移作為目標(biāo)函數(shù),使振動(dòng)位移小于允許值。
最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員盡管參照上述實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換,這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換,均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。