[发明专利]基于静力平衡的多跨架空输电线覆冰找形计算方法

说明书

本发明提供了一种基于静力平衡的多跨架空输电线覆冰找形计算方法，属于输电线领域；所要解决的技术问题是提供了通过构建多跨架空输电线覆冰找形的方法，可以直接求得多跨架空输电导线覆冰状态下的找形，同时可以计算出覆冰情况下的架空输电线应力的方法；解决该技术问题采用的技术方案为：读取多跨架空架空输电线基本数据、覆冰参数等信息，计算架空架空输电线水平应力、绝缘子串偏角，构建多跨架空输电线覆冰找形的方法，求解覆冰下架空输电线水平应力、绝缘子串偏角增量，通过计算出的数据构建多跨架空输电线覆冰的形状；本发明可广泛应用于输电线领域。

技术领域

本发明涉及一种基于静力平衡的多跨架空输电线覆冰找形计算方法，属于输电线技术领域。

背景技术

在经济高速发展的今天，电能已经成为社会发展与人民正常生活不可或缺的资源。输电线路作为重要的生命线工程，其安全运行已经受到广泛重视。输电线路覆冰是影响电力系统安全的重要因素之一。为了保证国家输电网络安全与稳定，需要对架空输电线进行合理的设计，架空输电线承受冰载时是否安全稳定以及架空输电线覆冰后如何合理地去除是在设计重冰区线路时必须要考虑的工况。

目前经常采用的是利用有限元软件进行设计，为了分析覆冰对架空输电线的影响以及采用合理的方式去除覆冰，首先必须进行有限元建模。架空输电线作为柔索结构只受拉不受压，刚度低易受外界影响，其上承受自重、风载、覆冰等多种载荷，在重冰区，覆冰荷载对架空输电线安全影响较大，为了准确计算架空输电线的覆冰和脱冰响应，必须对覆冰状态下的架空输电线进行找形分析，其找形的精度直接影响后续动力分析的精确程度。

关于导线的找形方法，目前已有一些针对单跨导线的找形方法，具体有直接迭代法、小弹性模量法和预制模型更新法等；而对于中间有直线塔的多跨架空输电线，由于中间直线塔的绝缘子串可以发生偏角摆动，不能用已有的单跨找形方法。常用的多跨找形方法有代表档距法，但代表档距法精度比较低；其余的多跨找形方法大都基于有限元软件，利用有限元软件找形，不仅初始模型建立繁琐，另外当需要改变档距、弧垂及覆冰厚度等参数时需要重新建模，工作量巨大且不方便。为了解决此问题，需要提出一种新的多跨架空输电线的覆冰找形方法。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于静力平衡的多跨架空输电线覆冰找形计算方法，以实现多跨架空输电线覆冰状态下的找形，以及计算出覆冰情况下的多跨架空输电线的应力。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于静力平衡的多跨架空输电线覆冰找形计算方法，多跨架空输电线包括通过K-1个绝缘子串依次连接的K个架空输电线，包括以下步骤：

S1、获取多跨架空输电线初始未覆冰的基本数据与覆冰参数信息；

S2、计算初始未覆冰架空输电线水平应力和原长、绝缘子串偏角；

S3、计算覆冰后各个绝缘子串偏角增量以及覆冰后架空输电线水平应力，其具体包括以下步骤：

S301、将未覆冰状态下绝缘子串的偏角及其两端的架空输电线档距和高差作为覆冰状态下绝缘子串的偏角及其两端的架空输电线档距和高差的初始值；

S302、依次对覆冰后各个绝缘子串的偏角赋值，计算各个绝缘子串两端的架空输电线的高差和档距，以及受力状况；基于受力平衡原则，利用牛顿迭代法进行计算，依次得到覆冰后各个绝缘子串偏角；其中，每次计算得到覆冰后绝缘子串偏角值后，均将其作为覆冰状态下该绝缘子串的偏角初始值进行保存，同时将本次计算得到的该绝缘子串两端的架空输电线的档距和高差作为该架空输电线的档距和高差的初始值保存；