摘要：为研究山区微地形中的竖向风速对跳线风偏的影响,基于刚性直棒法对导线、跳线及绝缘子串增加竖向风荷载分析,确定跳线处最大风偏位移值作为风偏指标,建立风荷载作用前后跳线静力平衡平面的几何变换关系,提出了考虑竖向风速影响的跳线风偏状态方程。建立半径5 km的地形模型,包含跳线风偏事故地点与微气象站点,采用数值模拟方法将微气象站点风速推演到事故地点风速,获得了考虑微地形影响的跳线风偏闪络事故风速。将事故线路参数及竖向风速代入跳线风偏状态方程,得到跳线风偏临界水平风速,通过与事故风速进行比较验证了跳线风偏状态方程的可靠性。最后根据风偏状态方程分析竖向风速的变化对跳线风偏临界水平风速的影响。结果表明:随着竖向风速的增大,跳线风偏临界水平风速线性减小,当风攻角为20°时临界水平风速可降低16%。考虑竖向风速影响的跳线风偏临界水平风速取值较为安全,建议在山区输电线路跳线设计过程中加以考虑。

摘要：以某500 kV发生绕引跳线风偏事故的实际线路为研究对象,对跳线及其相连导线建立精细化有限元模型。在平坦地形下利用谐波叠加法模拟了6种湍流度的脉动风场,并由大涡模拟获得考虑真实山区微地形影响的台风脉动风场,分别计算这7种脉动风场下的跳线风偏响应峰值因子、均方根、风偏位移极值等参数,分别分析了台风下微地形及湍流强度对跳线风偏的影响。跳线风偏形态表明,绕引跳线风偏危险点在跳线1/4跨处,而不是跳线绝缘子串挂点处。跳线风偏位移受台风期间高湍流度影响显著,跳线风偏响应与来流湍流强度几乎线性相关,据此给出了风偏位移拟合公式。在山区微地形环境下,风场受地势抬升、狭道效应等真实微地形影响,平均风速显著增大;微地形下相比更大湍流度的平地工况,跳线风偏位移仍有明显增加,跳线距塔身最小间隙仅0.65 m,小于规范最小绝缘间隙1.2 m;大涡模拟结果显示该山地微地形环境可按1.5倍修正绕引跳线10 m高度设计风速,即提升跳线设计风速至40 m/s,可满足该线路跳线防风偏要求。

摘要：台风、山火及线路覆冰等自然灾害为输电线路的可靠运行带来了挑战。为了更精准地预测自然灾害下输电线路的事故概率,近年来的预测方法整体上表现出考虑因素越来越全面的趋势,但仍存在改进的空间。对于离散型随机变量,传统的独热向量编码方式忽略了文字本身的信息和变量之间的逻辑关系。为了改进考虑多种影响因素的数据驱动预测方法,采用嵌入向量作为变量的编码方式以考虑变量内部的文字信息,基于知识图谱设计图卷积神经网络以考虑了变量之间的逻辑关系,最终实现事故预测。算例分析表明,提出的方法对自然灾害下输电线路事故的整体预测准确率为88%,与采用独热向量的编码方式相比准确率更高。一方面,采用嵌入向量替代独热向量对结构化数据和非结构化信息进行编码可以提高预测准确率;另一方面,有效挖掘变量之间的逻辑关系是进一步提高预测准确率的关键。

摘要：为有效降低双回路电缆金属护层的环流,提高电缆的使用寿命和载流量,分析了混合排列方式对双回路交联聚乙烯（XLPE）电缆护层环流的影响。首先,根据电磁学理论,推导了双回路XLPE电缆金属护层环流的计算过程;然后利用自制程序,分析计算了220 kV单芯XLPE电缆采用水平、直角混合排列方式时的护层环流值。研究结果表明：交叉互联分段均匀的情况下,电缆混合排列时的最大环流值将达到负荷电流的14.4%;而400 m-500m-600m分段的情况下,混合排列方式下电缆护层的环流值可达到负荷电流的24.2%,超出了工程允许范围。另外,相同敷设条件下,单回路电缆护层的环流比双回路敷设情况要小30%左右。为抑制XLPE电缆护层的环流,应严格保证交叉互联单元内电缆的排列方式一致,并尽量保证3小段的电缆长度相等。

摘要：分析了某500 kV输电线路风偏和倒塔两次事故的气象成因,利用自动气象站的观测风速,结合基于雷达反演的三维风场,获得线路事故区域的风速分布特征:两次事故周边自动气象站观测的最大风速和极大风速偏小;雷达反演的三维风场对事故出现地点和时间均有较好的指示,导致输电线路倒塔的强对流天气与导致风偏的强对流天气相比,具有更高的回波高度、更强的上升气流,其反射率因子核心高度在6 min内下降了3.5 km以上,造成更大的地面破坏,但其局地性强,影响范围较小。分析结果表明:目前的线路设计风速在导致风偏的强对流天气下是偏安全的,但也要尽量避开可使风速放大的不利地形;对于可导致输电线路倒塔的微下击暴流,建议以“防串倒”为主要思路;在强对流天气影响下,观测风速计算的阵风系数明显大于相关规范中的取值。

摘要：为降低输电线路跳线风偏带来的安全隐患,保证电力传输安全,需要准确估计其风偏动力响应。现有《电力工程高压送电线路设计手册》中的跳线风偏计算方法忽略了风荷载的脉动放大效应,以此设计的线路可能偏不安全。通过建立某高压输电线路有限元耦联模型,采用非线性有限元方法计算了直引、绕引跳线的风偏响应,并与手册计算方法进行了对比分析,指出了手册计算方法的不足。在此基础上,采用等效静力风荷载代替跳线水平风载,通过引入风荷载调整系数βc来考虑风载的脉动放大效应,对手册计算方法进行了修正。研究结果表明:手册计算方法忽略了脉动风荷载放大效应,会严重低估跳线风偏响应,与有限元仿真结果对比最大误差约37%;修正方法计算得到的跳线风偏响应与有限元结果非常接近。本文提出的修正方法可用于精细化估算跳线风偏响应。

摘要：导线瞬时脱冰产生的显著竖向振动可能会导致导地线间闪络及电气结构损坏等严重事故,威胁电力系统的安全运行。为了设计合理的导地线间距,需准确计算导线脱冰后的最大跳跃高度,采用非线性有限元方法开展的导线脱冰跳跃分析可精确获取跳跃高度等动力响应,但因其存在建模复杂、计算效率低等特点而难以大规模开展工程应用。为此基于能量守恒定律推导了导线脱冰跳跃高度计算公式,通过引入跳跃高度衰减系数φ来考虑阻尼效应,提出了输电线路导地线最小设计间距的参考公式。将非线性有限元方法应用于导线脱冰跳跃高度分析,在冰厚、跨距、高差、档数、初始张力及阻尼比等参数空间内,对理论计算公式的准确性进行了参数化分析。研究结果表明,针对不同的线路和结构参数组合,即冰厚、跨距、高差、档数、初始张力及阻尼比,理论公式与仿真计算结果均吻合较好,该公式具有一定的普适性,可为输电线路导地线间距设计提供参考。

摘要：为提高输电线路的安全性和对恶劣天气的抵抗能力,考虑了强对流环境的高湍流、强脉动特性,基于有限元时程分析方法,分析了强对流环境下输电塔线体系的振动耦合特性,评估了输电塔线体系的可靠性。以2021年浙江省舟山市一处110 kV猫头塔倒塔事故为研究背景。基于脉动风载荷研究了输电塔主材轴力的时空分布规律,研究了强对流脉动风载荷的脉动放大作用;分析了强对流环境下导地线的线条风载荷对主材轴力的影响作用;考虑了脉动放大作用,研究了输电塔主材构件的受压强度和稳定性。结果显示,地导线的线条风载荷贡献率最高可达60.02%,考虑了脉动放大作用后,强对流脉动风的脉动放大比超过了2倍。这也是输电塔在强对流脉动风下容易发生倒塔的原因:主材会在强对流脉动风的放大作用下受压失稳,进而折损倒塔。该研究为对浙江省及其他沿海地区输电塔线体系的抗风设计提供技术支撑。

摘要：为提高变电站二次系统设计的工作效率,实现设计过程的智能化、系统化、标准化,通过研究智能变电站二次系统设计数字化设计体系,形成能够满足智能变电站设计、施工、调试、运行各阶段要求的二次系统数字化设计文件。针对传统变电站二次系统设计范围,利用二次系统设计软件进行原理图的绘制,实现端子排图、电缆清册的自动生成。在实现传统变电站数字化设计基础上,利用电力设计软件实现智能变电站光缆虚端子的链接和自动生成。最后,在变电站设计数字化的基础上,建立变电站一次设备与二次设备之间、电缆清册与电缆敷设之间、光缆/虚拟端子与设备之间的二维到三维的可视化接口,实现面向对象的图模一体化变电站设计。

摘要：复杂的地形山脉会影响山区的平均风场特性。根据真实地形建立交叉山脉的参数化简化模型,并定义其地形参数,采用数值仿真技术模拟不同风向角下该地形的平均风场,重点分析不同地形参数对交叉山脉山谷线区域总风速比的影响,在此基础上提出了山谷线区域总风速比的简化经验公式。研究结果表明,提出的简化地形能近似反映真实交叉山脉的山谷风场特征;来流沿着子山脉的风向为山谷线区域的不利风向;山谷线区域的总风速比沿海拔高度大致呈线性变化;子山脉坡度和山谷夹角增大均会减小山谷山脚处总风速比,增大山谷山顶处总风速比;数值仿真验证了提出的总风速比经验公式具有一定的合理性,可为实际工程设计提供参考。