考慮扭轉耦合的輸電線舞動的數(shù)值仿真分析.pdf

1、隨著電力行業(yè)的迅速發(fā)展，輸電線系統(tǒng)已成為其中一個不可或缺的重要組成部分。線路的增加使得越來越多的線路需要翻山跨河，而輸電線路中的導線舞動問題是一個既復雜緊迫又深具社會經濟意義的國內外攻關課題。導線舞動是一種發(fā)散型的振動，振幅大且持續(xù)時間長，舞動易造成電弧燒傷、金具損壞、斷股、斷線、桿塔損害、倒塔、防震錘或間隔棒損壞等電力事故，會造成重大的經濟損失。
　　本文主要從集總參數(shù)模型著手，采用數(shù)值方法分別對三種動力學模型進行了仿真分析：<

2、br>　?。?）采用精確風速表達式建立了的橫向振動（只有垂向振動的SDOF）的舞動模型（Duffing方程）。對舞動方程進行定性及定量分析，定性分析了解的穩(wěn)定性及極限環(huán)的存在性。采用諧波平衡法和平均法兩種解析法對Duffing方程進行定量分析，討論零解穩(wěn)定性的條件及其參數(shù)對舞動振幅的影響?；诰_風速下的舞動模型求得臨界風速和振幅的表達式，獲得風速對舞動振幅的影響曲線。給出了不同風速時的時間歷程圖、相圖、頻譜圖及龐加萊映射圖，發(fā)現(xiàn)發(fā)生舞

3、動時橫向振動只有一種頻率成分，相圖的拓撲結構不會發(fā)生改變。
　　(2)采用數(shù)值方法分析扭轉與垂向耦合振動的舞動模型。采用四階龍哥庫塔法分析了風速、覆冰厚度、來流密度、導線單位長度質量、初始張力、阻尼比等參數(shù)對舞動振幅的影響。利用龐加萊映射截面得到了扭轉振動隨風速及初始覆冰角度變化的分岔圖。傅里葉變換后得到了不同風速及不同初始覆冰角度時的時間歷程圖、相圖及頻譜圖。發(fā)現(xiàn)隨著參數(shù)變化系統(tǒng)存在典型的非線性現(xiàn)象，周期解出現(xiàn)分岔現(xiàn)象，相圖的拓

4、撲結構突變，頻率變得復雜起來，存在多種頻率成分。
　?。?）基于垂向、水平與扭轉耦合振動的三自由度模型，采用四階龍哥庫塔法進行數(shù)值仿真，獲得了風速、覆冰厚度、來流密度、導線單位長度質量、初始張力、阻尼比等參數(shù)對舞動振幅的影響。分析了幾種典型風速時的時間歷程圖、相圖及頻譜圖。發(fā)現(xiàn)隨著參數(shù)變化三自由度系統(tǒng)也存在典型的非線性現(xiàn)象，與二自由度一樣，垂向振動時的相圖是穩(wěn)定的極限環(huán)，拓撲結構無突變。而水平和扭轉時的周期解會出現(xiàn)分岔現(xiàn)象，相圖的