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特高压悬垂绝缘子串的风偏特性
作 者: 肖林海
导 师: 李黎
学 校: 华中科技大学
专 业: 结构工程
关键词: 特高压 风偏 大涡模拟 脉动风 非刚性弯曲
分类号: TM216
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 23次
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内容摘要
随着特高压输电工程被纳入十二五规划当中,它在我国经济发展中的地位越来越重要,应用也越来越广泛。近年来,在低电压等级的线路中,绝缘子串的风偏闪络频繁导致线路故障,给国民生产造成了巨大损失。特高压线路对风偏闪络故障的承受能力更低,但其自身的特点使得风偏发生的几率更大,故而对特高压线路的风偏进行研究很有必要。国内目前在此方面已开展了一定的工作,因此本文在已有的工作基础上,对特高压悬垂绝缘子串的风偏特性进行了更深入研究,主要完成了以下工作:(1)采用大涡模拟的方法对导线体型系数进行了三维仿真。通过单导线仿真结果与国外经典圆柱绕流试验结果的对比,验证了方法的准确性;然后推广到八分裂导线,对常见风速下的导线体型系数进行了计算,得出不同风速下各子导线平均体型系数相差不大,但都小于规范取值。(2)根据谐波合成法的理论,采用双索引频率和FFT算法对特高压特征线路的脉动风场进行了模拟。(3)运用ANSYS软件建立了悬垂绝缘子串-导线耦合模型,对模型进行了静力风偏计算,导线体型系数分别按规范取值和考虑屏蔽效应取值,并与刚性直棒法风偏结果进行了对比;然后对模型施加脉动风并进行了时程分析,由脉动风偏角代表值与平均风偏角的对比,得到了反映风动力效应的脉动放大系数;最后总结以上的研究,提出了对刚性直棒法的修正。(4)建立了绝缘子串的ANSYS模型,研究了绝缘子串的非刚性弯曲随水平荷载、垂直荷载、绝缘子串长和风攻角的变化规律,并开展试验对仿真结果进行了验证;选取实际线路中非刚性弯曲最严重的情况,分析了非刚性弯曲对风偏时电气间隙的影响。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-6 目录 6-8 1 绪论 8-14 1.1 研究的背景及意义 8-9 1.2 国内外研究现状 9-13 1.3 本文主要研究内容 13-14 2 悬垂绝缘子串风偏理论 14-22 2.1 引言 14 2.2 风偏计算的经验方法 14-18 2.3 风偏计算的有限元方法 18-21 2.4 本章小结 21-22 3 多分裂导线体型系数研究 22-34 3.1 引言 22 3.2 FLUENT 数值风洞基本理论 22-26 3.3 多分裂导线体型系数的仿真 26-32 3.4 本章小结 32-34 4 输电线路脉动风场模拟 34-45 4.1 引言 34 4.2 风的基本特征 34-37 4.3 风速时程模拟基本理论 37-41 4.4 输电线路随机风场的模拟 41-44 4.5 本章小结 44-45 5 绝缘子串风偏有限元分析 45-58 5.1 引言 45 5.2 ANSYS 建模 45-49 5.3 平均风作用下的绝缘子串风偏 49-52 5.4 考虑屏蔽效应的绝缘子串风偏 52-53 5.5 考虑动力效应的经验公式修正 53-56 5.6 本章小结 56-58 6 悬垂绝缘子串非刚性弯曲 58-74 6.1 引言 58-59 6.2 非刚性弯曲的仿真研究 59-64 6.3 非刚性弯曲的试验验证 64-70 6.4 非刚性弯曲对电气间隙的影响 70-73 6.5 本章小结 73-74 7 结论与展望 74-76 7.1 结论 74-75 7.2 展望 75-76 致谢 76-77 参考文献 77-81
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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电工材料 > 绝缘材料、电介质及其制品 > 绝缘子和套管
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