输电线路舞动在线监测及防舞动技术研究

摘要

输电线路是电力系统中的重要组成部分，是实现电能传输的一个重要环节，其运行状态直接决定了电力系统的安全和效益。输电线路在运行过程中受到外界风力、覆冰等外部载荷作用时，会发生低频大振幅的舞动，且持续时间长，会对输电线路的安全可靠运行造成很大的威胁，轻者会发生闪络、跳闸，重者发生金具或者绝缘子损坏，导线断股、断线，杆塔螺栓松动脱落，甚至倒塔，导致重大的电网事故，给国民经济和人民社会生活带来巨大损失。随着我国坚强智能电网的战略目标的推进，电网建设的步伐越来越快且规模越来越大，所以输电线路舞动的研究具有重要的经济和社会意义。
　　本文首先列举了输电线路舞动所引起的重大电网事故，介绍了输电线路舞动在线监测技术以及防舞动技术的发展现状。阐述了舞动的概念及其影响因素，对输电线路舞动的机理及其激发过程进行了详细分析，建立了输电线路舞动单自由度及三自由度数学模型，并进行了数学推导。通过分析输电线路舞动的监测参数、监测原理及结合现有的舞动在线监测技术的优缺点，分析了以加速度传感器测量输电线路舞动的方法和加速度测量舞动的积分算法，在此基础上对一种舞动在线监测系统进行了研究。利用ANSYS有限元软件建立了输电导线模型，并对覆冰输电导线在风荷载作用下的舞动进行了有限元仿真分析，综合仿真结果提出一种采用冲击载荷防止输电线路舞动的对策，通过瞬态动力学仿真分析验证了其理论的可行性，结合舞动在线监测系统设计了一种输电线路防舞动系统。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 输电线路舞动的研究现状

1．2．1 输电线路舞动在线监测技术的研究现状

1．2．2 输电线路防舞动技术的研究现状

1．3 论文主要研究内容工作

第二章 输电线路舞动的理论基础

2．1．1 输电线路舞动的概念

2．1．2 输电线路舞动的影响因素

2．2 输电线路舞动形成机理

2．2．1 邓哈托垂直舞动机理

2．2．2 尼戈尔扭转舞动机理

2．2．3 偏心惯性耦合失稳舞动机理

2．2．4 其他舞动机理

2．3 输电线路舞动的数学模型

2．3．1 单自由度舞动模型

2．3．2 三自由度舞动模型

2．3．3 舞动模型参数分析

2．4 本章小结

第三章 输电线路舞动的在线监测系统

3．1 输电线路舞动在线监测

3．1．1 输电线路舞动监测特征参数

3．1．2 输电线路舞动监测原理

3．2 加速度测量输电线路舞动的数学依据

3．2．1 基于加速度测量的输电线路舞动计算模型

3．2．2 初始位置确定

3．2．3 滤波与去直流

3．3 输电线路舞动在线监测系统构成

3．4 本章小结

第四章 输电线路舞动有限元分析及防舞技术研究

4．1 输电线路舞动的有限元分析

4．1．1 ANSYS有限元分析

4．1．2 风荷载的模拟

4．1．3 输电导线有限元建模

4．1．4 基于风荷载作用下的输电线路舞动有限元分析

4．2 输电线路防舞动技术的研究分析

4．2．1 冲击载荷在输电线路防舞动作用中的研究

4．2．2 输电线路防舞动系统

4．3 本章总结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况