高壓輸電線路模態(tài)及頻率研究.pdf

1、高壓輸電線系統(tǒng)是電力設(shè)施的重要組成部分，出現(xiàn)故障就會(huì)嚴(yán)重影響到我們的日常生活和工作。作為一種特殊的大跨度柔性結(jié)構(gòu)，輸電線在覆冰及風(fēng)荷載等作用下容易發(fā)生舞動(dòng)作用，嚴(yán)重危害著電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。輸電線舞動(dòng)屬于非線性自激振動(dòng)，舞動(dòng)頻率與系統(tǒng)的某階固有頻率相同，因此連續(xù)檔輸電線模態(tài)及固有頻率的變化規(guī)律是研究輸電線舞動(dòng)的理論基礎(chǔ)，具有重要的工程實(shí)用價(jià)值。
　　本研究將無(wú)高差連續(xù)檔輸電線視為由絕緣子串與單檔導(dǎo)線組成的多個(gè)子結(jié)構(gòu)所組成的整體，在

2、單個(gè)子結(jié)構(gòu)上建立諧波激勵(lì)下連續(xù)檔輸電線的運(yùn)動(dòng)方程，并通過(guò)各個(gè)子結(jié)構(gòu)之間的力和位移邊界條件求解方程，得到了一種考慮相鄰檔導(dǎo)線及絕緣子串影響的連續(xù)檔輸電線的動(dòng)剛度計(jì)算方法，并通過(guò)動(dòng)剛度取值獲得導(dǎo)線的自振頻率。連續(xù)輸電線由多檔導(dǎo)線組成，由于懸垂絕緣子串可沿弦向擺動(dòng)，所以不同檔導(dǎo)線之間存在相互影響，應(yīng)視為整體考慮。研究一個(gè)子結(jié)構(gòu)的模態(tài)及頻率分布規(guī)律可以反映線路的舞動(dòng)模式。本文基于模態(tài)綜合法將無(wú)高差連續(xù)檔導(dǎo)線簡(jiǎn)化為多個(gè)單檔導(dǎo)線，提出了基于動(dòng)剛度法

3、的兩檔及三檔導(dǎo)線并推廣至任意檔面內(nèi)固有頻率及相應(yīng)模態(tài)計(jì)算方法。通過(guò)各類工況數(shù)值算例表明采用該方法獲得的無(wú)高差連續(xù)檔導(dǎo)線模態(tài)及對(duì)應(yīng)頻率與有限元結(jié)果一致，同時(shí)通過(guò)對(duì)稱模態(tài)頻率的超越方程還可得到連續(xù)檔導(dǎo)線不同模態(tài)發(fā)生面內(nèi)共振時(shí)的對(duì)應(yīng)頻率。本文提出的方法可推廣到無(wú)高差任意檔導(dǎo)線頻率及模態(tài)的計(jì)算，獲得的頻率與模態(tài)可應(yīng)用于連續(xù)檔覆冰輸電線氣動(dòng)穩(wěn)定性及舞動(dòng)狀態(tài)動(dòng)力響應(yīng)的理論分析。任意高差下的連續(xù)檔輸電線由于存在重力的弦向分量的影響，使得導(dǎo)線內(nèi)的張力出