输电线路风载舞动分析与监测方法研究

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近年来,现代工业化不断发展,对能源的数量和质量也不断增加。电能这一经济环保能源作为现代社会的主要能源,发挥着日益重要的作用。但是,伴随电力系统发展出现的各种电力故障,严重影响系统的安全运行,而在所有的故障中,因输电线路风载荷引起的输电线路舞动,造成的输电线断裂及杆塔破坏事故时有发生,严重影响电力电网的正常运行。   输电线的风载荷舞动分析有助于提出更好的解决方案。论文分析了输电线路舞动机理,建立了引起舞动的风载荷模拟模型,采用有限元分析方法建立有限个梁单元的结点位移模型;根据输电线路的几何方程和物理方程推导出反映单元应力和应变约束关系的单元刚度矩阵和单元等效结点列阵,并进行了结构刚度矩阵和结构节点载荷列阵的集成,利用最小位能原理建立有限元方程;最后引入输电线路的边界条件进行了求解分析。   利用ANSYS软件建立上述分析过程的计算机仿真,模拟一条输电线路,在模拟风载荷作用下进行舞动仿真研究,同时为获得实际输电线路位移,论文还分析并推导了输电线路舞动的角度计算方法,并给出了计算机算法,为验证分析结果与现场实际舞动的吻合程度,在实验室进行了仿真,为该算法的正确性提供了实验室证明,从而为进一步研究舞动提供理论和实践依据。   论文中还提出了构建输电线路风载荷舞动监测系统的思路,建立了输电线路舞动监测的实验模拟模型,利用该模型可以监视线路的舞动状况,获得舞动基本数据,并能进一步分析输电线路舞动机理,供电部门提高优化防舞设计措施、增强线路安全运行水平提供依据。   通过对输电线路风力载荷下舞动的有限元分析方法和输电线路监测系统的实验室模型建立的研究,能够为进一步分析输电线路舞动机理,获取舞动参数,掌握舞动规律提供理论和实践基础,同时也能为减少线路故障,提高电力系统供电可靠性提供一种参考工具,具有较高的理论水平和应用前景。
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