[发明专利]一种基于山地微地形特殊风场的输电线路风偏计算方法

说明书

一种基于山地微地形特殊风场的输电线路风偏计算方法，所述方法将山地输电线路分为沿山架设和跨山架设两种架设方式；按两种情况下不同的高度段，对获得的计算风速采用通过山地环境下的实验仿真验证过的不同的风速修正系数进行修正，获得更加贴近于实际山地环境下的风速；考虑到覆冰和山地风场效应的叠加作用，采用考证过的山地风效应和覆冰情况共同作用的覆冰重力修正系数以及覆冰体型修正系数，得到针对输电线路所在山地微地形的风偏计算方法。本发明方法适用于大部分处于典型山地微地形下的输电线路，优化风偏故障预防工作及山地输电线路设计的技术经济指标。

技术领域

本发明涉及一种基于山地微地形特殊风场的输电线路风偏计算方法，属电力输电线技术领域。

背景技术

输电线路因其大多架设在露天场所，极易受到强风影响。在强风的影响下，输电线路结构会承受过高的风载荷，会造成杆塔倒塌、风偏闪络等事故发生，甚至会导致整个输电系统的崩塌，威胁到电网的安全和用户供电的可靠性。

因地理原因的限制，许多输电线路难免要经过复杂的山地地形，传统的输电线路防风偏设计中风偏角的计算并没有考虑到复杂山地地形对风速的影响以及风速的脉动特性，而随着经济技术的发展和电网规模的不断扩大，传统的风偏角计算逐渐难以适应现在复杂的输电环境，使得事故的发生呈现出愈演愈烈的趋势。因此，有必要针对复杂的山地地形的风场特性及对线路的影响进行实验评估，进而提出一种针对山地微地形的输电线路风偏角计算方法，提高输电线路设计的科学性。

在传统输电线路的设计中，一般采用如下传统的风偏计算公式对输电线路的风偏进行计算：

或

其中，为设计所需要求得的风偏角，P_I为悬垂绝缘子串风压，G_I为悬垂绝缘子串重力，P为导线的风荷载，W₁为导线自重力；l_H(杆塔水平档距)，l_v(杆塔垂直档距)，α(塔位高差系数)，T(导线张力)。

上式中，悬垂绝缘子串重力(G_I)和导线自重力(W₁)只需要按单纯的称量或者相应的标准取用即可，而传统的绝缘子串风压(P_I)与传统的导线风荷载(P)则分别有如下计算公式：

式中，V为风速，A_I为绝缘子串受风面积。

P＝0.625αμ_scβ_c(d+2δ)l_Hv²sin²θ×10^-3 (4)

式中，α为电线风压不均匀系数，μ_sc为电线体型系数，β_c为风载荷调整系数，v为风速，d为电线外径，δ为电线覆冰厚度(无覆冰时为0)，l_H为杆塔水平档距，θ为风向与电线轴向间的夹角。

不难看出，绝缘子串风压(P_I)与导线风荷载(P)的计算与风速和其体型有关。

发明内容

本发明的目的，就是针对山地地形下特有的风速及覆冰情况，采用经仿真实验得到的一系列风速和重力修正系数，对实际计算的导线和绝缘子的自重和风压及风载荷进行修正，提高山地地区输电线路对风偏故障的安全性；为实现该目的，提出一种基于山地微地形特殊风场的输电线路风偏计算方法。