专利名称：一种高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法
技术领域：
本发明涉及输电线路故障防治领域，特别涉及一种高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法。
背景技术：
对于高压紧凑型输电线路，当其在覆冰及风荷载工况下，很容易发生舞动。舞动是一种低频率大振幅的自激振动，持续时间长，会对电力系统造成严重的危害。根据2008年南方雪灾统计结果，持续的雨雪冰冻天气导致我国南方众多省市地区发生大面积输电线路 覆冰舞动，从而引发大面积输电塔倒塌事故，致使约I. I亿人的电力供应中断，给国家和人民的生命财产安全带来了极大的危害。因此，防治输电线路的舞动具有经济和社会的双重意义。目前对于防舞动的方法主要包括加大相间距与导、地线距离、采用相间间隔棒、设置扰流器或者利用压重防舞技术等。本发明就是探讨如何通过优化布局相间间隔棒的安装位置来获得最佳防舞动效果。所谓相间间隔棒，是具有一定机械强度和绝缘的间隔棒，安装在紧凑型线路相与相之间，在线路中起相间绝缘间隔与支撑连接的作用。然而目前国内外对相间间隔棒的安装位置是针对输电线路可能出现的前三阶或前四阶模态来确定的。其指导思想是导线舞动的幅值产生在档距的中部，在此安装相间间隔棒，可使该处成为节点，由于舞动的幅值与节距成正比，因而减小节距可减小舞动的幅值，即应当在导线的中点处安装一支相间间隔棒，抑制一阶振动，由于二阶与三阶波腹相距不远，因此可将二者合并，置于两个波腹点之间，这样既抑制了二阶舞动，又抑制了三阶舞动，同时又避开了四阶舞动的波节。对于两输电塔之间的档距L小于或等于300m时，现有参考资料提供了四种相间间隔棒的布局方案I)安装两根相间间隔棒，一根安装在输电线上相与中相之间，距其中一个输电塔的距离为O. 5L，另外一根则安装在输电线下相与中相之间，距其中一个输电塔的距离为O. 5L02)安装三根相间间隔棒，一根安装在输电线上相与中相之间，距其中一个输电塔的距离O. 5L，另外两根安装在输电线中相与下相之间，距输电线两端的距离分别为O. 3L和O. 22L。3)错开安装两根相间间隔棒，一根安装在输电线上相与中相之间，距其中一个输电塔的距离为(O. 5L-0. 03L),另一根则安装在输电线中相与下相之间，距其中一个输电塔的距离为(O. 5L+0. 03L)。4)布置三根相间间隔棒,一根安装在输电线上相与中相之间,距其中一个输电塔的距离为(O. 5L+10m)，另外两根则安装在输电线中相与下相之间，距输电线两端的距离分别为O. 3L和O. 3L。虽然以上相间间隔棒布局方案起到了一定的防舞动效果，但这些相间间隔棒的布局方法是针对舞动过程中假设可能出现的前三阶模态进行的，而输电线舞动过程中三阶模态是否会同时出现且都为主振动模态，以上四种布局是否为最佳布局，防舞动效果如何等都缺乏理论依据。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种更有效的高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，该方法可以指导高压紧凑型输电线路的防舞动工作，较现有的四种配置方法，能更大幅度地降低输电线舞动的幅值，为电网安全稳定运行提供技术支持。本发明的技术方案一种高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，采用三相导线垂直排列的紧凑型输电线路，四分裂导线，每相子导线为倒梯形布置，上下子导线之间的距离为 O. 6m，，上面两子导线距离为I. 2m，下面两子导线距离为O. 45m，相间距离为3m，分裂导线间隔棒按照侯效法布置，其特征在于对于两输电塔之间的档距L小于或等于300m、当地最大风速小于或等于12m/s及覆冰导线截面为新月型的情况下，两输电塔之间安装三个相间间隔棒，其中一个相间间隔棒安装在输电线上相与中相之间，距其中一个输电塔的距离为O. 5L，另两个相间间隔棒安装在输电线中相与下相之间，分别在距输电线两端O. 17L处和O. 15L 处。本发明所述相间间隔棒防舞动安装配置方法的技术原理对相间间隔棒安装配置进行优化布局，方法是建立不含相间间隔棒的三相四分裂导线非线性有限元分析模型，对输电线路进行模态分析并对不同风速下的舞动进行仿真分析，跟踪舞动的全过程以确定舞动中出现的主要模态，并用计算机语言编写程序对有限元分析获得的时程曲线进行频谱分析，最后以模态分析、舞动形态的跟踪分析以及频谱分析的综合结果为依据确定相间间隔棒布局方案；然后建立含有相间间隔棒的三相四分裂导线非线性有限元分析模型，按照上述分析的布局方案确定相间间隔棒的安装位置并进行相应风速下舞动的动力学仿真分析，对防舞动效果进行评估，得到了最佳的防舞动效果。本发明的优点是本发明提供一种更有效的高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，较现有的四种配置，能更大幅度地降低输电线舞动的幅值，能够用于指导高压紧凑型输电线路的防舞动工作，为电网的安全稳定运行提供技术支持，具有重大意义。
附图是本发明实施的相间间隔棒布局的结构示意图。图中1.输电线上相2.输电线中相3.输电线下相4.输电塔5.相间间隔棒具体的实施方式
实施例一种高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，采用三相导线垂直排列的紧凑型输电线路，四分裂导线，每相子导线为倒梯形布置，上下子导线之间的距离为O. 6m，上面两子导线距离为I. 2m，下面两子导线距离为O. 45m,相间距离为3m，分裂导线间隔棒按照侯效法布置，其特征在于对于两输电塔4之间的档距L小于或等于300m、当地最大风速小于或等于12m/s及覆冰导线截面为新月型的情况下，两输电塔4之间安装三个相间间隔棒5，其中一个相间间隔棒5安装在输电线上相I与中相2之间，距其中一个输电塔4的距离为O. 5L，另两个相间间隔棒5安装在输电线中相2与下相3之间，分别在距输电线两端O. 17L处和O. 15L处。该实施例的确定方法三相四分裂输电导线，裸导线直径28. 6mm,档距272m，新月型覆冰，冰厚15mm。采用上述分析方法分别对现有的相间间隔棒布局方案，以及优化后相间间隔棒布
局方案进行舞动的仿真分析。采用减幅率Φ来描述防舞动效果，Φ =，其
為
中A1表示无相间间隔棒时三相四分裂导线面内、面外的幅值平方和再开方，A2表示安装 相间间隔棒时三相四分裂导线面内、面外的幅值平方和再开方，即A1，
A2 = ·/A《而内+aIh外，其结果如表I、表2所示表I风速4m/s时现有相间间隔棒布局方案对分裂导线舞动的影响
间隔棒布局IY向振幅(m)~Iz向振幅(m)I舞动幅值(m)|减幅率(%)
单相四分裂 0.61072O. 641
方案 I Τθ 0720.648O
方案 2Ol0.280.41735
方案 3 Π 0.40O. 572Tl
方案 4(131(1 260.40436表2根据本文提出的方法进行布局后各风速下的防舞动效果
风速 Y向振幅 Y向振幅 Z向振幅(m) Z向振幅减幅率 (m) (m)优化布无间隔棒 (m)优化 (%_)
无间隔棒局布局------
40.610.240 2O. 14 56.7
80.9O. 310.9O. 16 72.5
Ζ1.20.4I. 5O. 32 73.5比较表I及表2可知风速4m/s时本文提出计算方法的减幅率为56. 7%，远高于传统布局中最好的减幅率(36%)。且本文提出的方法针对高风速下取得了更好的防舞动效果，其原因是风速越大，本发明提供的间隔棒布局的方法针对性越强，其抑制舞动的效果也就越好。由此可见，按照导线在不同风速下舞动的时程曲线进行频谱分析，然后根据出现的主频率成分及舞动的形态确定相间间隔棒的布局，能够达到最优的防舞动效果。
权利要求
1.一种高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，采用三相导线垂直排列的紧凑型输电线路，四分裂导线，每相子导线为倒梯形布置，上下子导线之间的距离为O.6m，，上面两子导线距离为I. 2m，下面两子导线距离为O. 45m，相间距离为3m，分裂导线间隔棒按照侯效法布置，其特征在于对于两输电塔之间的档距L小于或等于300m、当地最大风速小于或等于12m/s及覆冰导线截面为新月型的情况下，两输电塔之间安装三个相间间隔棒，其中一个相间间隔棒安装在输电线上相与中相之间，距其中一个输电塔的距离为O.5L，另两个相间间隔棒安装在输电线中相与下相之间，分别在距输电线两端O. 17L处和O.15L 处。
全文摘要
一种高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，采用三相导线垂直排列的紧凑型输电线路，四分裂导线，每相子导线为倒梯形布置，对于两输电塔之间的档距L≤300m、当地最大风速≤12m/s及覆冰导线截面为新月型的情况下，两输电塔之间安装三个相间间隔棒，其中一个相间间隔棒安装在输电线上相与中相之间，距其中一个输电塔的距离为0.5L，另两个相间间隔棒安装在输电线中相与下相之间，分别在距输电线两端0.17L处和0.15L处。本发明的优点是本发明提供的高压紧凑型输电线路相间间隔棒防舞动安装配置方法，能够用于指导高压紧凑型输电线路的防舞动工作，为电网的安全稳定运行提供技术支持，具有重大意义。
文档编号H02G7/14GK102969686SQ20121054652
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者郝淑英, 黄燕群, 马丽君, 孙永宾 申请人:天津理工大学