输电线路张力放线系统刚柔耦合动力学研究

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随着我国电力需求的不断增加,输电线路的建设数量不断增加,目前国内已经出现了多条特高压输电线路,这些线路主要采用张力放线方法进行施工。目前张力放线施工过程中出现很多故障,其中部分是由于系统中缆索的柔性导致。虽然对于这些故障均有了一些预防与处理方法,但是当每次出现故障时均需要进行停机检查并维修。此外,该施工过程中是间断进行的。它们均增加了放线施工所需要的时间。本文基于锡盟—山东1000kV特高压输电线路某一标段内施工过程这一工程背景,对系统准静态条件下的振动情况以及放线系统的动力学特性进行研究,论文的主要研究内容包括:(1)基于特高压输电线路张力放线施工规范对该标段内的关键部件尺寸参数和牵张力进行计算,并将该实际过程简化为缆索滑轮系统。此外,本文还介绍了振动分析理论以及系统刚柔耦合动力学方程组求解方法等理论。(2)将简化后的系统中的滑轮与牵引板等刚性件简化为对缆索的约束与力。然后进行有限元振动分析。主要包括模态分析、谐响应分析以及单点和多点正弦激励以及随机激励作用下的谱分析。(3)基于空间描述的方法来建立缆索滑轮系统的运动情况,并结合空间描述与物质描述之间的关系和虚功率原理建立出系统中每部分刚柔耦合动力学方程组,然后将各部分进行组合得到系统的动力学方程组。(4)由于系统方程组中各部分相互独立,故而在求解过程中仍分开进行,本文采用基于模型降噪方法对无放线理想情况下由于滑轮两端外力差所导致系统的运动情况进行求解与分析,并与ADAMS软件等效仿真结果进行对比,得出该建模方法的适用条件。接着对无放线以及恒变速放线实际情况下的系统关键部件动力学特性进行研究。通过研究,本文对系统减振以及放线规律的选取等方面提出一些思路与建议,从而在保证施工质量的情况下提高张力放线的施工效率,并在一定程度上提高该施工过程的自动化程度。
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