输电线路导线舞动的计算机仿真
《2024年输电导线微风振动防振建模与仿真》范文
《输电导线微风振动防振建模与仿真》篇一一、引言输电导线在运行过程中常常受到各种因素的影响,其中微风振动是一种常见的现象。
尽管微风振动的振幅较小,但长期作用下可能导致导线的疲劳损伤,甚至引发断线等严重事故。
因此,对输电导线微风振动的防振研究具有重要意义。
本文将针对输电导线微风振动的防振建模与仿真进行研究,旨在为实际工程提供理论支持。
二、输电导线微风振动机理分析输电导线微风振动的主要原因是风力作用在导线上产生的周期性激励。
当风经过导线时,会在导线表面产生涡旋,从而引发导线的振动。
此外,导线的张力、档距、线夹等也会影响振动的产生与传播。
为了有效降低微风振动对导线的损伤,需要深入了解其振动机理,为建模与仿真提供理论依据。
三、防振建模针对输电导线微风振动的防振建模,本文主要采用有限元法。
首先,建立导线的三维模型,考虑导线的几何特性、材料特性等因素。
其次,根据微风振动的特点,设定周期性风力激励,并考虑导线的阻尼、张力等影响因素。
最后,通过有限元法求解导线的振动方程,得到导线的振动特性及防振策略。
在建模过程中,需要注意以下几点:一是要考虑导线的实际档距和线夹情况;二是要合理设置风力激励的参数,如风速、风向等;三是要考虑导线的阻尼和张力对振动的影响,以更准确地反映实际情况。
四、仿真分析通过仿真分析,可以验证防振建模的正确性及有效性。
本文采用MATLAB软件进行仿真分析。
首先,根据实际工程数据,设定仿真参数,如导线档距、线夹情况、风速等。
其次,通过仿真得到导线的振动特性及防振效果。
最后,将仿真结果与实际工程数据进行对比分析,以验证模型的准确性。
在仿真过程中,需要注意以下几点:一是要确保仿真参数的准确性;二是要关注仿真结果的可靠性及有效性;三是要对仿真结果进行深入分析,以得出更准确的结论。
五、结论与展望通过本文的研究,建立了输电导线微风振动的防振模型,并进行了仿真分析。
结果表明,该模型能够较好地反映输电导线微风振动的实际情况,为实际工程提供了理论支持。
输电线路导线舞动及其防范措施分析
输电线路导线舞动及其防范措施分析输电线路导线在运行过程中,往往受到风力、温度、电力负荷等因素的影响,会产生不同程度的颤振和摆动,这种现象被称为导线舞动。
导线舞动会对电力系统的安全稳定运行产生不利影响,因此必须采取相应措施进行防范。
一、导线舞动的危害导线舞动会引起导线振动,产生导线振幅、浪涌电流和振幅共振等现象,对电力系统的稳定运行和设备的安全稳定都会产生影响。
具体表现如下:1.导线舞动过大,会增加导线疲劳度,使导线寿命缩短。
2.导线跳线由于振动过大,会引起连接端子的齿条松脱、螺纹鬃口紧度变松,导致导线跳线的脱落。
3.导线振幅过大,会产生浪涌电流,对系统产生电磁干扰和过电压等负面影响。
4.导线振幅共振,会产生严重的机械损坏和停电故障。
5.导线舞动过大,还会引起电力设备的振动,产生噪声和震动,给周围环境和人们的健康带来不良影响。
二、导线舞动的防范措施为了有效防范导线舞动对电力系统带来的不利影响,采取以下措施:1.对输电线路进行安全评估,选择合适的寿命、强度和重量等要素指标,采用高强度、抗腐蚀性能好的材料进行制造。
2.加强导线的支撑,采用加高杆、增加耐张塔等方法,增加导线的支撑点,降低导线振动幅度。
3.增加导线的防震措施,采用控制导线振动的减振器,减少导线的共振现象。
4.合理地分配导线在塔身的位置,避免导线和塔之间的摩擦,减少导线振动和摆动。
5.对导线进行定期检查和进行养护维修,及时发现和处理存在的缺陷和隐患。
6.提高设备的防抖动能力,采用可调节、可控制的稳压电源,升级电力设备的主要控制系统等措施,提高设备抗振能力。
7.注重培养操作人员的安全防护意识和技能,建立完善的防范措施和应急预案,提高系统的应急响应能力。
三、导线舞动监测技术为更好地防范导线舞动对系统的危害,用现代技术手段建立导线舞动监测系统是无可替代的。
1.模拟模型技术:采用模拟模型技术对导线舞动进行模拟,预测导线的振动幅度和频率,制定相应的调整方案。
架空输电导线失谐摆组合防舞研究与仿真
2
导线舞动的基本理论............................................................................... 7
2.1 导线舞动的理论基础 ....................................................................................................... 7 2.1.1 舞动基本理论概述 ........................................................................................................ 7 2.1.2 横向驰振机理 ................................................................................................................ 8 2.1.3 扭转驰振机理 .............................................................................................................. 13 2.1.4 偏心惯性激发舞动机理 .............................................................................................. 15 2.2 覆冰导线的动力学模型及运动方程 ............................................................................ 16 2.3 防舞原理及主要防舞措施 ............................................................................................. 18
第八章舞动监测
Word文档,精心制作,可任意编辑山西省晋中市和诚高中2018-2019学年高二语文周练试题(5.11)满分:100分时间:60分钟命题人:一、实用类文本阅读。
(14分)材料一:自5G面世以来,人们最关注的话题就是,5G技术跟传统的3G、4G 技术有什么区别?全国政协委员、北京交通大学教授钟章队介绍,传统的3G、4G 技术主要影响人们的通信方式,而5G主要应用于“人—机—物”互联,将解决人与人、人与物、物与物之间的沟通,更多的是实现与垂直行业融合,提升垂直行业信息化水平,“5G的大规模应用将彻底改变人们的生活,社会信息化水平将显著提升。
人们每时每刻都能享受高速宽带网络冲浪服务,打破环境、时间限制。
”技术的进步往往是层累叠加,比如越来越快的处理器,越来越清晰的屏幕,以及越来越快的网络速度。
这些变化刚一出现,便将带来革命,科技创新无疑会使这场革命加速。
2019年将是5G元年,也将是5G竞争真正开始的一年……网络与交换技术国家重点实验室副主任、北京邮电大学教授彭木根表示,“人—机—物”互联未来将成为常态,物联网或成为最大的主战场,各种物联应用将层出不穷,同时,彭木根也提醒,5G技术在为社会生活带来便利的同时,因其特有性质,也将带来信息安全和用户个人隐私等方面的问题。
(摘编自《全国两会“联姻”5G:科创引擎轰鸣,强国未来可期》,2019年3月3日,人民网)材料二:(摘编至《光明日报》2019年3月6日)材料三:新华社北京2月28日消息,近期,西班牙、德国、奥地利、阿联酋等多国业界相继表示,不会排斥中国企业的5G技术,越来越多的国家表示将向中企5G 技术打开大门当前,全球移动通信网络正面临从4G向5G过渡的关键时刻。
5G具有速度高、反应快容量大等特点,有助于大幅提升沟通效率,在与其他行业结合后,能够加速产能转换与技术创新。
5G的到来,将为社会发展和人类生活带来重大变革。
目前,在5G标准版本中,中国企业占有重要份额,并在大规模天线、超密集组网、车联网等关键技术方面具备领先优势。
虚拟微电网三维仿真中电线舞动场景的开发探究
虚拟微电网三维仿真中电线舞动场景的开发探究作者:许斌锋郭晨张俊来源:《中国新通信》 2018年第20期许斌锋郭晨张俊江苏电力信息技术有限公司【摘要】电线舞动,是输电线路实际应用常见的安全隐患,具有关联性、基础性、以及隐藏性等特征,是现代电力传输中发生率较高。
基于此,本文结合虚拟微电网三维仿真建模设计的指导理论,着重对该场景下探究电线舞动场景技术开发情况进行探究,以达到充分发挥技术优势,实现多样性电力传输体系创新运用的目的。
【关键词】虚拟微电网三维仿真电线舞动场景前言:电力供应与传输,是社会发展资源综合利用的主要形式,它与社会经济开发、区域发展、资源综合利用之间有着密切关联。
随着我国电力开发技术逐步创新,电力供应体系优化开发的范围也进一步拓展,尤其是电力传输线路安全分析工作,更是在社会电力传输网络规划中占有不可忽视的地位。
由此,结合虚拟微电网开发技术,对三维仿真环境中,电线舞动场景的开发探究,就成为加强国内电力开发体系整合的基础环节。
一、输电线路三维实体建模技术为了能够实现对电线舞动场景的方针,就应该利用三维实体建模技术,主要包括以下两方面:(1)场景建模。
在虚拟微电网三维仿真中电线舞动的场景中,其重要的建模对象就是输电线,并且必须保证其具有较高的精准程度。
在这一过程中,需要将有限元仿真系统应用其中,通过架空线的函数,计算出其中的节点,然后进行连接,完成模型的构建。
另外,在模型之中,还有很多因素并不需要较高的精准度,其中最为明显的就是地形,其能够由3DS MAX完成建立以后,将其导入有限元仿真系统之中。
为了能够增强仿真效果的真实性,还可以将具有纹理的图片,应用在图像的设计中[1] 。
(2)数据库建立。
在虚拟微电网三维仿真中电线舞动的过程中,会产生大量的数据,主要可以将其分为舞动仿真数据、舞动仿真参数两类。
其中,最为重要的即为舞动仿真参数,需要构建数据库进行保存。
通过这样的方式,能够保证其模型稳定运行。
输电线路导线舞动监测技术研究资料
输电线路导线舞动监测技术研究XX有限公司2011年02月1概述导线舞动是指风对非圆截面导线所产生的一种低频(约为0.1~3 Hz)、大振幅的导线自激振动。
在相应的大气条件下导线舞动时常发生,且由于其大振幅(最大振幅可达到导线直径的5~300倍)、摆动、持续时间长等特点,导线舞动容易引起相间闪络、金具损坏,造成线路跳闸停电或引起烧伤导线、杆塔倒塌,导线折断等严重事故,造成重大经济损失,对输电线路的运行安全造成了巨大危害在2008年1月份我国遭受了历史上罕见的持续的低温雨雪冰冻自然灾害天气,我国13个省(区)的电力系统运行受到严重影响,造成了巨大的经济损失,输电导线的覆冰与舞动研究在我国得到了普遍重视。
目前世界各国都在开展输电导线舞动研究,出现了各种输电导线舞动研究技术。
输电导线舞动在风洞试验中的研究、输电导线舞动在试验线路上的研究均是针对输电导线舞动的理论研究,主要是通过风洞试验、试验线路上的基础研究,完善导线舞动的机理、舞动模型等有关的理论,同时也可以进行防舞装置效果、空气动力参数等的测试,例如华中理工大学曾在风洞中做过新月形覆冰导线的空气动力测试,为输电导线在覆冰条件下发生舞动的有关空气动力系数、空气动力载荷的确定提供了第一手的资料,但此两种方法无法在实际输电线路应用。
输电导线舞动的计算机仿真技术可以根据实验数据或者现场监测的相关参量,结合计算机强大的数据处理能力进行导线舞动的计算机仿真,实现输电导线舞动的低成本、高效率的研究,但该方法也仅限于导线舞动的理论研究而无法实现在工程实践中的应用。
采用摄像技术实现输电导线舞动的监测技术在实践中也得到了一些应用,主要是通过摄像技术给出输电导线舞动现场的定性结果,工作人员根据现场图片,做出判断,采取相应的措施,防止输电导线舞动的发生,但是该方法未实现导线舞动的定量分析,不能给出输电导线舞动的精确信息,制约了其在实际中的推广。
基于无线通讯网络的输电导线舞动在线监测技术是最近几年研究比较热点的一种技术,主要是监测现场的各种数据(包括压力、振动频率和环境信息等),根据输电导线舞动的三自由度数学模型进行导线舞动的计算。
基于虚拟现实的输电线舞动三维场景的开发
成 相应 舞 动 动 画 ,且 场 景及 动 画 很 好 的 可 控 虽然在 建 造 三 维 模 型 上 ,C D 功 能 稍 差 于 MA A X, 性 ; 但 是它 具有 高 精 度 的数 字输 入 功 能 及 精 确 定 位 空
( )设 置 合适 的视 点 ,并 能在 场 景 中 实 现 漫 间坐标 系 的能力 ,适 合 规 则 模 型 的精 确 搭 建 。 由 3 游 ,从 而从 各个 方 向更 好地 观察 舞动 。
场 景 ,不 仅 可 以 形 象 地 反 映 复 杂 的 仿 真 数 据 , 虚拟 现实 建 模 语 言 ) ,并 借 助 辅 助 工具 A tC D, uo A
而 且 在 评 估 防舞 装 置 的有 效 性 上 起 到 重 要 作 用 。 3 S X等共 同完成 。 D MA 输 电 线 路 舞 动 三 维 场 景 包 括 以 下 三 个 部 1 1 铁塔 建模 工具 选择 及建 模方 案 .
并 通过 设 定 合 适 的 视 点 以达 到 很 好 的观 察 效 果 。
关 键 词 :虚 拟 现 实 建 模 语 言 ;导 线 舞 动 ;三 维 场 景 ;建模 ; 动 画 中 图分 类 号 :T 3 19 P 9 . 文 献 标 识 码 :A
1 输电线路三维 实体 建模开发技术
场景 ;
控制 。A tC D ( uoC mp t ie ei )具 uo A A t o ue A d dD s n r g
( )外 部 仿 真 数 据 能 准 确 被 读 入 场 景 ,形 有强 大 的 平 面 绘 图 、辅 助 工 具 及 图 形 编 辑 功 能 。 2
1 3 cm 。 6 .o
电
力
科
学
电力系统中的计算机仿真技术在电路分析与设计中的应用研究
电力系统中的计算机仿真技术在电路分析与设计中的应用研究随着计算机技术的不断发展,计算机仿真在工程领域中被广泛应用,尤其是在电路分析与设计领域中。
电力系统的计算机仿真技术可以快速地模拟电路运行情况,对电路进行优化设计和故障诊断,提高电力系统的可靠性和稳定性。
本文将探讨电力系统中常用的计算机仿真技术及其在电路分析与设计中的应用研究。
一、电力系统中的计算机仿真技术在电力系统中,常用的计算机仿真技术包括电路仿真、电磁场仿真和热仿真等。
其中,电路仿真是最常见的一种仿真技术,可以模拟电路的电流、电压和功率等参数,对电路的性能进行评估和优化设计。
电磁场仿真可以模拟电路中的电磁场分布和辐射情况,对电路的电磁兼容性进行评估和优化设计。
热仿真可以模拟电路产生的热量分布和散热情况,对电路的散热设计进行评估和优化。
二、电力系统中的电路仿真技术电路仿真在电力系统中应用广泛,主要有两种类型的仿真软件:基于模型的电路仿真软件和基于SPICE的电路仿真软件。
基于模型的电路仿真软件利用非线性代数方程来模拟电路,可以快速准确地计算电路的各种参数,如电流、电压、功率和能量等,同时还可以对电路进行动态分析和频域分析。
常见的基于模型的电路仿真软件有Matlab/Simulink、PSCAD和PSIM等。
基于SPICE的电路仿真软件是一种基于真实电路元件的仿真软件,可以通过一系列简单的电路元件模型来构建电路模型,同时还可以对电路进行时域分析和频域分析。
常见的基于SPICE的电路仿真软件有LTspice、OrCAD和Multisim等。
三、电力系统中的电路分析与优化设计电路分析是电力系统中电路仿真技术的重要应用之一。
通过电路仿真软件可以对电路的各种参数进行分析,包括电流、电压、功率和能量等,进而对电路的性能进行评估和优化设计。
常见的电路分析方法包括直流分析、交流分析和瞬态分析等。
直流分析是一种简单的电路分析方法,可以快速地计算电路的静态参数,如电路中电流、电压、功率和能量等。
500kV紧凑型输电线路覆冰舞动仿真计算初步研究
华 北 电 力 技 术
N TH C NA E E T C P W E OR HI L C RI O R
5 0k 紧凑 型输 电线 路 覆 冰 0 V 舞动仿真计算 初步研究
代建 国, 靖 国, 刘 陈敬 忠
( 同超 高压 公 司 , 西 大 同 0 7 3 ) 大 山 3 0 8
中图分类号 :M761 T 2 .
文 献 标 识 码 : B
文 章 编 号 :0 39 7 (0 81 —0 40 1 0-1 1 2 0 ) 10 0—4
Pr lm i a y S m u a i e Ca c l to f 5 0 k Co p c e i n r i l tv l u a i n o 0 V m a t
te eSn a o ao yd t v i be ac lt no i lto e o sv r e e sr e l r jcs h r ’ o lb r tr aaa al l。c luai fsmuain b c me e yn cs a yi ra oet . a o n p
Ke r s:h 0 V o p c r n m iso i e;c c p; o i g i hewi y wo d t e 5 0 k c m a tta s s i n ln i e a m vn n t nd; i u a i n sm l to
1 前 言
紧 凑 型输 电线 路 技术 是 通过 改 变 导线 布 置 、 缩 小导 线 相 问距 离 、 加 相导 线 分 裂根 数 和 相 导 增 线 等效 半 径 , 到减 小 电感 、 达 增加 电容 的效 果 , 达 到 大 幅度 提 高 自然 输 送 功率 、 效 压缩 送 电线路 有
动态电路的计算机仿真上传1010
L di Ri us dt
K
us
+
-
0.23H
5
us Um sinωt u
i t Im sin ωt u Im sinu
R t e L
稳态 u ———电源的初相位 L —— 阻抗角 arctan R t ——开关接通的时间 u- = 0 时,暂态分量为零,电路直接进稳态。 u- = /2 时,暂态分量绝对值最大。
暂态分量
K
原理二: RL并联电路 对正弦电压激励的响应
+
-
600
0.3H
RL并联电路中加一正弦激励 us Um sin ωt u 在开关断开之前使电感中的电流达稳态。电感中电流的正弦稳态值为:
iL t
Um sin ωt u Im sin ωt u ωL 2 2
-ห้องสมุดไป่ตู้
0.3H
换路时 u= 0 暂态分量最大,uL(0+)=(UmR2)/L1
+
0.23H 5
-
暂态分量的绝对值最大: i I m si n t I m e 2
t
u 0 暂态分量为零,电路直接进入稳态。 i Im sin t
K
iL
600
RL并联电路
+
换路时 u= /2 电路直接进入稳态 ,iL(t)= 0
t
暂态分量的大小与换路时刻的电源相位角u有关, ,由于 i L 0 i L 0 0,所以电路直接进入稳态 i L t 0 Um R sin u 1 ,这时暂态分量绝对值最大 uL t 换路时,若 u 0 ,由于 L 换路时,若 u
输电导线舞动的计算机仿真_于俊清
收稿日期 :2001 -03 -30 作者简介 :于俊清(1975-), 男 , 内 蒙古赤峰人 , 博士 , 主要从事多媒体信息处理和机械动力学方向的研究 .
4 0
武汉大学学报(工学版)
2002
件下 , 称为驰振[ 1] , 俗称为舞动(dancing). 2 .1 卡门涡(或称漩涡脱落)振动
‥Байду номын сангаас
-mirgsinθ0 x
-
1 2
ρU2D2Cm
U1 ﹒x
(4)
式中 :mi 为单位长度覆冰质量 ;θ0 为初始覆冰角 ;r
为导线半径 ;R 为特征半径 ;U 为风速 ;D 为迎风尺
寸 , 此处为导线直径 ;θ为攻角 ;ρ为流体(此处为空
气)的密度 ;CL , CD 为升力与阻力系数 ;Cy
=
CL θ
舞动的形成取决于 3 方面因素 :覆冰 、风激励 和导线的结构参数 .覆冰状况由气温 、降雨及地理 环境所决定 , 具有随机性 , 且与随机风速相结合 , 从 而引入了诸多随机因素 .另外 , 输电导线是一根或 一组悬垂柔性体 , 其结构及振动时的状态表现出非 线性 , 风激励产生 的载荷与运动中 的结构相互作 用 , 又导致动力非线性 .由此可见 , 导线舞动是一种 由流体诱发的随机的非线性振动 , 是一种流体与固 体的耦合振动 .
图 2 所示 , 图中风速 U 引起攻角 α的变化 , 而 α的 变化 , 又引起空气动力参数 CL 、CD 、CM 和激励力 F 的相应变化 .其值可以通过有限元方法计算 .计算 出的垂直振动速度 ﹒y 又将改变攻角 α.于是 , 以新 的攻角取代原来的攻角 .如此循环 , 形成舞动的激 发与持续过程 .由此过程可以看出 , 空气动力载荷 的计算在整个计算过程中占有非常重要的地位 , 后 面将对空气动力载荷的计算和编程加以重点叙述 .
《2024年输电导线微风振动防振建模与仿真》范文
《输电导线微风振动防振建模与仿真》篇一一、引言随着电力系统的不断发展,输电导线在运行过程中经常面临各种挑战,其中之一就是微风振动问题。
微风振动对输电导线的长期安全运行带来很大隐患,可能引发疲劳损伤甚至断裂。
因此,针对输电导线微风振动的防振研究变得尤为重要。
本文将详细探讨输电导线微风振动的防振建模与仿真方法,旨在为实际工程提供理论支持和技术指导。
二、输电导线微风振动现象及影响因素输电导线在风力作用下会产生周期性振动,这种振动被称为微风振动。
微风振动的频率、振幅和方向等因素受到多种因素的影响,如风速、风向、导线张力、导线材料等。
这些因素共同作用,使得输电导线的振动情况变得复杂多变。
三、防振建模方法为了有效解决输电导线微风振动问题,需要建立相应的防振模型。
本文提出以下建模方法:1. 理论建模:基于流体力学、弹性力学等理论,建立输电导线微风振动的数学模型。
通过分析风速、风向、导线张力等参数对振动的影响,得出导线振动的规律和特点。
2. 实验建模:通过在实验室或现场进行实验,获取输电导线在不同风速、不同张力等条件下的振动数据。
利用这些数据,建立导线的振动模型,为后续的仿真分析提供依据。
3. 仿真建模:利用计算机仿真技术,将理论建模和实验建模的结果进行整合,建立输电导线微风振动的仿真模型。
通过调整模型参数,可以模拟不同条件下的导线振动情况,为防振措施的制定提供依据。
四、仿真分析在建立防振模型的基础上,进行仿真分析。
本文提出以下仿真步骤:1. 设定仿真参数:根据实际需求,设定风速、风向、导线张力等仿真参数。
2. 运行仿真:利用仿真软件,运行建立的防振模型,得到导线在不同条件下的振动情况。
3. 分析结果:对仿真结果进行分析,得出导线振动的规律和特点。
同时,对比不同防振措施的效果,为实际工程提供参考。
五、防振措施及优化根据仿真分析结果,提出以下防振措施及优化建议:1. 增加导线的刚度:通过改变导线材料、结构等方式,提高导线的刚度,降低振动幅度。
(改)三峡大学输电导线舞动在线监测9.1课件
***电力公司科学技术项目申请报告项目名称:基于GPRS/CDMA通信的输电线路在线监测系统单位:三峡大学起止时间:申请日期:2010年8月一、目的和意义随着EMS、微机保护、在线监测、数字化变电站等先进技术设备的投入,变电站、电厂及调度中心可靠性和安全性大大提高,目前输电线路成了电力系统的薄弱环节。
近年来,输电线路冰灾事故在我国发生数千次,特别是2008年处,我国南方大范围遭遇了严重的冰雪冻雨等灾害天气,导致电网出现大面积冰灾事故。
输电线路覆冰及舞动等因素造成了大量输电线路倒杆倒塔事故,严重危及电网安全可靠运行。
国外在20世纪90年代针对输电线路在线监测技术开展了研究,如澳大利亚开发的绝缘子泄露电流在线监测系统,日本曾在输电线路铁塔安装多部摄像机,分别监视不同对象,同时测量环境的温度、湿度、降雨量等,然后将图像及数据通过光纤传输到监控中心,对线路管理起了巨大的促进作用,但架设光纤成本太高,未能普及开来。
国内清华大学、西安交通大学等陆续开展了输电线路在线监测技术研究,,但由于前期产品稳定性差未能大规模应用。
2005年一些公司开发了输电线路覆冰、导线舞动、线路防盗、图像监控等在线监测技术,取得了良好的应用效果。
目前图像压缩技术、电源技术的高速发展,特别是电信部门3G系统的投入,大大降低了图像处理及传输的成本,使得输电线路在线监测系统进一步的发展成为可能。
小结本项目把在线监测系统和相关理论研究结合起来,一方面利用实测数据修正仿真模型和计算参数,避免了单纯的理论研究实用性和计算精度的不足。
另一方面,通过仿真,也可弥补在线监测系统布点不足,以及极端气象条件发生几率极小,实测数据难以得到的缺陷,准确的仿真模型结合气象预报和实测数据,还可以提前对输电线路的运行安全发出预警。
拟开展的研究工作:(一)开发输电导线在线监测系统在线采集气象信息,输电线路视频图像等,并通过GPRS、CDMA传输回监控中心。
(二)输电导线舞动、覆冰的仿真研究开展覆冰生长机理,导线舞动、杆塔和金具强度校验以及绝缘子冰闪方面理论研究,建立输电线路舞动,覆冰仿真模型,开发相应计算程序。
架空输电线舞动的计算机仿真
弹性力是相邻导线单元间 ,导线张力和扭矩的 表现 ,设 E 为导线复合弹性模量 ; S 为导线截面积 ; GJ 为扭转刚度 ,则单元 i 所受的张力和扭矩为[10 ,11] :
Ti =
裂导线 (包括子导线间隔棒) 建立模型并进行舞动的动态仿真 ,同时输出导线舞动仿真的三维图像 ,从中可以形象
直观地看到舞动的发展过程 ,为舞动特性研究以及防舞装置 、防舞措施的研究提供了一个有力工具 。通过该程序
的扩展模块还可对各种防舞装置的防舞效果进行动态仿真 。
关键词 : 舞动 ; 架空输电线 ; 三维可视化 ; 仿真 ; 空气动力 ; 防舞
·180 · Oct . 2007
High Voltage Engineering
Vol. 33 No . 10
表 1 气动系数计算参数 Tab. 1 Calculation parameters of aerodynamics characteristics
参数 导线型号 冰型 覆冰厚度/ mm 风速/ ( m ·s - 1)
第 33 卷 第 10 期
·178 · 2007 年 10 月
高 电 压 技 术
High Voltage Engineering
Vol . Oct
33 .
No . 10 2007
架空输电线舞动的计算机仿真
雷川丽1 , 段炜佳2 , 侯 镭1 , 王黎明1 , 关志成1 (1. 清华大学深圳研究生院 ,深圳 518055 ;2. 湖南省电力调度通讯中心 ,长沙 410007)
( X i - X A ) 2 + ( Y K ( i) - Y K ( A ) ) 2 + ( X i - X A ) 2 + ( Y0 ( i) - Y0 ( A ) ) 2 +
输电导线舞动仿真的虚拟再现技术研究
输电导线舞动仿真的虚拟再现技术研究
胡春梅;景乾明;王明哲;张承学;胡莹莹;胡基才
【期刊名称】《中国电力》
【年(卷),期】2013(046)011
【摘要】结合输电导线舞动仿真分析与计算系统的要求,并综合考虑线路工程应用中的实际环境,构建输电导线舞动仿真的虚拟现实再现的总体框架,开发并实现了基于虚拟现实技术的输电线路舞动仿真场景、节点运动轨迹的实时仿真再现场景、舞动全过程振型再现场景,以及节点振幅的全时间历程场景,并对不同防舞装置和不同防舞方案的设计开发了相应的虚拟现实应用界面,具有良好的人机互动,操作简单,使用方便.
【总页数】5页(P17-21)
【作者】胡春梅;景乾明;王明哲;张承学;胡莹莹;胡基才
【作者单位】甘肃省电力公司检修公司天水分部,甘肃天水741000;甘肃省电力公司,甘肃兰州 730050;甘肃省电力公司检修公司天水分部,甘肃天水741000;武汉大学,湖北武汉430072;武汉大学,湖北武汉430072;武汉大学,湖北武汉430072【正文语种】中文
【中图分类】TM752+.5
【相关文献】
1.三自由度模型覆冰输电导线舞动的数值仿真分析 [J], 李欣业;张华彪;高仕赵;李晓雷
2.覆冰输电导线舞动的仿真分析 [J], 李欣业;张华彪;侯书军;高仕赵
3.输电线路导线舞动的计算机仿真 [J], 王藏柱;张忠河
4.输电导线舞动的计算机仿真 [J], 吴晶
5.输电导线舞动模型及仿真研究 [J], 郑雄舫;胡基才
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组投产 ,电站总装机容量达 240 万 kW ,成为世界上最大的 kW 机组顺利通过 168 h 试运行 。至此 ,北仑发电厂总装机
抽水蓄能电站 。
容量达到 300 万 kW ,成为目前国内最大的火力发电厂 。
(3) 我国发电装机容量突破 3 亿 kW
(9) 西电东送工程全面开工 ,成为社会关注热点
图 1 为舞动系统示意图 。图 1 (a) KX 为相邻 档距和绝缘子沿 X 轴方向的刚度 。图 1 ( b) 为 U 形覆冰导线的横截面 , G 为截面重心 , eY ,e Z 分别 为重心至 Z 轴和 Y 轴的距离 。如果把杆塔视为刚 性支撑 ,线路的垂度与跨距之比较小 ,并忽略相邻
收稿日期 :2000 - 11 - 30 作者简介 :王藏柱 (1946 - ) ,男 ,华北电力大学教授 ,硕士 ,现从事
2000 年电力行业十大新闻
《( 中国电力报》编辑部评出 (按时间排序) )
(1) 电力工业体制改革稳步推进
轻农民负担约 230 亿元 。“两改一同价”有力地拉动了农村
年初 ,国务院确定的六省 (直辖市)“厂网分开 、竞价上 用电量的增长 ,促进了农村经济发展 。
网”改革试点正式开始 ,并取得阶段性成果 ,为发电市场引
考虑到计算部分的各种算法在以后的计算中 会重复使用 ,设计中把所有计算程序都制成了动态 链接库 。其优点是便于调试和升级 ,为大系统的集 成提供了一种方法 ,可被多种语言编制的程序调 用 ,节省内存和硬盘空间 。 212 界面的总体设计 21211 主界面模块设计
主界面模块主要是完成参数的设置 、修改以及 描述系统运动特征参数的显示 、各功能菜单的显示 等 。考虑舞动系统所涉及到的参数较多 ,本软件采 用表格形式将各个参数清楚地显示出来 。用户可 直接向表格里输入数据 ,或者通过组合框来进行参 数的设定 。而描述系统运动特征的参数则是在计 算完成后 ,以消息框的形式显示在主界面上 ,如对 初始平衡解的稳定性 、临界风速等的显示 。 21212 图线显示模块设计
局已经批准撤销 。
在我国入选的 10 家企业中名列第 2 位 ;在入选的全球电力
(2) 世界最大的抽水蓄能电站 广州抽水蓄能电站 企业中名列第 3 位 。
建成
(8) 全国最大的火电厂 ———北仑电厂建成
3 月 14 日 ,广东省广州抽水蓄能电站二期工程 8 号机
9 月 28 日 ,浙江北仑发电厂二期工程最后一台 60 万
图 2 为仿真得到的距杆塔 125. 90 m 处导线运 动轨迹在侧面上的投影 ,为一椭圆 。因此 ,导线在 该情况下发生了舞动 。
图 2 运动轨迹投影图
图 3 为导线发生舞动时的三维图线 。由图上 可以看出 ,导线在 1/ 4 和 3/ 4 档距处的振幅最大 , 此处容易发生相间闪络 。因此 ,在进行架空线路设 计时 ,应使两条导线之间的距离大于该处的最大振 幅 ,以防相间闪络发生 。
档距的惯性影响和静态因素引起的张力变化 ,则可
把导线的运动简化为包含 3 种耦合运动的离散系
统的振动 。利用柔索的知识和哈密尔顿变分原理 ,
可导出系统的六自由度运动方程 。由于轴向位移
很小 ,略去轴位移及与之相关的项 ,可得如下舞动
系统的三自由度运动方程 。
M··q +
· Cq +
Kq =
F
国电公司今年围绕“两个战略”“、一个管理年”和“三项
先进单位和个人 “, 两改一同价”工作取得阶段性成果 :第一 责任制”, 经 营 工 作 取 得 显 著 成 效 。销 售 收 入 预 计 完 成
4 月 19 日 14∶42 ,苏州工业园区华能发电厂 2 号 30 万
11 月初 ,全国瞩目的“西电东送”工程 ———贵州洪家渡
kW 机组 投 产 发 电 。至 此 , 我 国 发 电 装 机 容 量 突 破 3 亿 水电站 、引子渡水电站等 7 项工程全面开工 ,如此大规模 、
kW ,上了一个新的台阶 。
[ 1 ] 张忠河 ,王藏柱. 舞动研究的现状及发展趋势 [J ] . 电力 情报 ,1998 (4) :6 - 8.
[2 ] DEN H. Transmission line vibration due to sleet [ J ] . A IEE Transmission , 1932 :1074 - 1086.
3 实例仿真与结论
一跨距为 243. 80 m ,覆冰形状为 U 形的单导
线系统 ,其主要参数在表 1 中列出 。
表 1 系统参数
参 数
实测数据 计算中采用数据
A E/ 106 N (抗拉刚度) GJ/ (Nm2·rad - 1) (抗扭刚度)
H/ 103 N (张力的水平分量) B T (轴向 - 扭转耦合系数)
导线舞动是由非对称覆冰引起的一种危害很 大的低频率 、大振幅的振动 。舞动时全档架空线作 定向的波浪式的振动 ,导线横截面上的点在垂直于 导线走向的平面上的轨迹投影为椭圆 。舞动现象 早在 20 世纪 30 年代就已经被观察到 。从那时起 , 人们对舞动进行了大量的研究[1 ] ,但主要是理论 分析和实验分析 。随着计算机技术的迅速发展 ,计 算机应用于舞动的研究已成为可能和必要 。本文 拟运用计算机仿真技术 ,分析舞动的运动规律 ,以 期为工程实际提供一种新的研究方法 。
未测
0. 0
0. 004 ±0. 001 0. 004
0. 015 ±0. 003 0. 014
未测
0. 0
未测
0. 053
50. 62 1. 62
50. 62 1. 63
1. 80 1. 20
1. 80 1. 21
1. 70 5~11
1. 69 9
表 1 中实测数据为在本系统或同型号导线上
测得的数据 。计算中采用的数据为仿真结果与实
[ 3 ] J ON ES K F. Coupled vertical and horizontal galloping [J ] . Journal of Engineering Mechanics ,1992 ,118 (1) :92 - 107.
[ 4 ] YU P ,DESAL Y M ,SHAH A H ,et al . Three - degree of - freedom model for galloping[J ] . Journal of Engineer2 ing Mechanics , 1993 (12) .
图线显示模块主要完成三维 、水平 、仰俯 、扭 转 、张力几个图线的显示和它们之间的切换 。5 个 图线的界面采用并列方式 ,只能由主界面切换过 去 。在所有图线界面上均显示出一些主要参数 。 时间标准只有一个 ,在计算功能完成后进入任一图 线界面时 ,计时即开始 。而在修改参数之后 ,执行 计算功能 ,再进入任一图线界面时 ,计时重新开始 。 从一个图线界面切换到另一图线界面时 ,计时继续 进行 。在切换过程中 ,在主界面上停留时不计时 , 以保证仿真界面的连续性 。
№1 电 力 情 报
·43 ·
2 舞动的计算机仿真
采用 Win 95 操作环境下的 VisuaL C + + 5. 0 作为开发工具 ,设计了舞动系统的计算机仿真软 件 ,包括计算部分的设计和界面部分的设计 。 211 计算部分的总体设计
计算部分主要是确定舞动系统的运动方程 ,即 求出系统的质量矩阵 、阻尼矩阵 、刚度矩阵 ,以及风 力的表达式 ,并对初始平衡解进行稳定性分析 ,求 出舞动的临界风速和各个方向的振幅和频率 ,进而 求出每一时刻导线上任意一点各个方向的位置坐 标 ,为图线的绘制做好准备 。
ξY ξ, Z ( Y , Z 向阻尼比)
ξθ(θ向阻尼比)
eY
eZ
KX/ (103 N·m - 1)
ρ/ ( kg·m - 1) 裸导线
覆冰导线
I/ (1024 kg·m) 裸导线
覆冰导线
U Z/ ( m·s21) (风速)
29. 70 145~433
29. 70 159
35. 70
32. 00
·42 ·
电 力 情 报 2001
输电线路导线舞动的计算机仿真
王藏柱1 ,张忠河2
(11 华北电力大学 机械系 ,河北 保定 071003 ;21 国家电力公司电力建设研究所 ,北京 102401)
摘要 :通过分析有关资料 ,选取了单根导线舞动的三自由度数学模型 。利用计算机对数学模型进行求解 ,设计了 舞动计算机仿真软件 。实例仿真得出了一些结论 ,结果与现场观测比较接近 ,有一定的工程应用价值 。计算机仿 真为导线舞动的研究提供了一个新方法 。 关键词 :输电线路 ;舞动 ;计算机仿真 中图分类号 : TP39119 ; TM751 文献标识码 :A 文章编号 :1006 - 6705 (2001) 01 - 0042 - 03
CAD/ CAM 研究 。
图 1 舞动系统示意图
式中 : M , C , K 分别为舞动系统的质量矩阵 、阻尼 矩阵和刚度矩阵 ; F 为系统所受的风动载荷 ; q 为 系统的位移向量 。M , C , K , F 的具体计算方法可 参阅有关文献 。
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(1)
1 舞动的数学模型
在舞动研究过程中 ,最早采用的是单自由度垂 直仰俯模型[2 ] ,由于没有充分考虑扭转和水平方 向 (风向) 运动的影响 ,与现场观测结果比较 ,误差 较大 。Jones 在 1992 年建立的数学模型[3 ] ,尽管考 虑了水平运动和仰俯运动的共同作用 ,但也忽略了 扭转对舞动的影响。本文采用 Yu 等 1993 年提出的 数学模型[4] ,该模型同时考虑了水平、仰俯、扭转 3 种主要因素的影响 ,较全面地描述了舞动的本质。