【摘 要】
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输电线路的可靠性影响着电网的安全性能。在我国东南沿海多山地带,近几年台风灾害频发,经常出现断线停电故障,在部分微地形区域,输电线路尤其是输电铁塔受局部极端风场影响,倒塔事故时有发生,对电网的安全运行造成了严重威胁。风振系数是表征结构风振响应程度的重要参数,是铁塔抗风设计的关键指标之一,现行规范DL/T5551-2018计算铁塔风振系数主要是针对常规地形良态风场,而对于微地形环境中的铁塔风振系数有待
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输电线路的可靠性影响着电网的安全性能。在我国东南沿海多山地带,近几年台风灾害频发,经常出现断线停电故障,在部分微地形区域,输电线路尤其是输电铁塔受局部极端风场影响,倒塔事故时有发生,对电网的安全运行造成了严重威胁。风振系数是表征结构风振响应程度的重要参数,是铁塔抗风设计的关键指标之一,现行规范DL/T5551-2018计算铁塔风振系数主要是针对常规地形良态风场,而对于微地形环境中的铁塔风振系数有待于进一步研究。本文针对实际微地形,分析特高压铁塔在微地形风场下的动力特性,提出通过时程响应法计算铁塔在微地形风场下的风振系数,主要内容包括:铁塔有限元杆梁混合模型建立,实际微地形CFD建模与风场仿真,风速时程模拟及铁塔动力响应分析,时程响应法与DL/T5551-2018规范法风振系数计算值对比,实际受损铁塔应力分析与方法验证。主要工作和创新内容如下:针对特高压酒杯型直线塔ZBC33102-84,建立有限元杆梁混合模型并对其进行模态分析,基于线性滤波法采用Davenport谱模拟铁塔不同高度处风速时程,加载到铁塔上进行时程分析,研究其在良态风场下的动力响应特性,通过时程响应法计算铁塔风振系数,并和DL/T5551-2018规范法计算值进行对比,分析两种方法计算铁塔风振系数的差异性。对特高压线路沿线微地形进行辨识和提取,建立峡谷、高山等实际微地形CFD模型,通过Fluent研究实际微地形风场在不同方向的风速变化特性,采用石沅台风谱模拟微地形风场下的风速时程,针对微地形风场下的铁塔进行动力响应特性研究,根据时程响应法计算铁塔风振系数,对比良态风场分析计算结果,总结考虑了台风高湍流性的微地形风场对特高压铁塔的风振影响。研究超高压实际受损线路段微地形风速变化特征,对事故铁塔进行微地形风场下的动力响应分析和风振系数计算,通过风振系数计算铁塔等效静风荷载,分析事故铁塔各杆件在等效静风荷载作用下的应力状态,并将结果与实际倒塔状况进行对比,验证本文实际微地形风速仿真、铁塔动力分析和风振系数计算流程的正确性。
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