220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設計 楊學碩,220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設計,楊學碩,kv,變電站,電氣,一次,系統(tǒng),設計 華北電力大學科技學院畢業(yè)設計（外文翻譯） 輸電鐵塔的風力基礎負載：實地研究設計規(guī)范比較 風工程與工業(yè)空氣動力學雜志96（2008）1103頁至1110頁 摘要 本文主要論述了在英國實地學習的L6輸電線路桿塔和使用英國的實務守則計算的桿塔和設計的輸電線路（BS8100）之間的比較。在這項工作中，該法則已經(jīng)推廣立即提供以風向和風速在塔頂?shù)幕A風到計算風力發(fā)電在每個桿塔支架之間的張力。從實地監(jiān)測設定完整的數(shù)據(jù)已被分解，以提供一個比較的類似提法。分析顯示出代碼計算和測量結果的領域內(nèi)的數(shù)據(jù)的總體精度之間良好的配合。這表明，至少在這里的塔型研究，提供現(xiàn)有的設計規(guī)范在進入緊張的基礎上，壓縮載荷塔頂是本地風速可靠的轉(zhuǎn)型。 關鍵詞：線路傳輸桿塔；風力荷載；設計法則。 1. 簡介 從1995年3月至1999年11月，國家電網(wǎng)公司對如圖一所示的位于英格蘭西南部的阿巴斯賽特的暴露地勢上Blaw-Knox L6輸電線路桿塔的風力基礎荷載進行了檢測。這些荷載測量了位于地基以上的四個塔腿之間的張力，僅僅給出了相互聯(lián)系的成員緊張和壓縮的張力。該張力的數(shù)據(jù)與與風速和風向（和在塔的頂部測量）一起，通常每10分鐘被同時記錄下來，在四年半以來的監(jiān)測期內(nèi)提供了一套全面的數(shù)據(jù)分析。在研究方案的臨時文件，其中載有從上半年的數(shù)據(jù)監(jiān)測期間連同儀器和數(shù)據(jù)處理的一些細節(jié)，此前已經(jīng)出版(Savory et al 1998). 本文總結了一套完整的數(shù)據(jù)的主要結果。 圖一、L6輸電線路桿塔的監(jiān)測 圖1 L6的監(jiān)測輸電線路鐵塔 作為中期數(shù)據(jù)分析的一部分(Savory et al 1998)將風速和風向數(shù)量有限的情況下獲得的張力與桿塔和線路設計通常使用的英國標準守則BS8100 (英國標準, 1986)進行比較。由此產(chǎn)生的散點圖表明，該守則往往比預測和測量的高14％，特別是在高風速度情況下。由于這一結論基于一個相對有限的分析，所以是暫時的。因此，決定在這里進行更詳細的研究報告。 2. 詳細介紹桿塔和儀器 所選的被監(jiān)視塔位于英格蘭西南部多塞特郡海岸8公里長的內(nèi)陸的無遮掩的地方。如圖一所示的L6型獨立類型桿塔有9.1米乘9.1米基地和50米高度（風速和風向風速儀葉片的位置）。它在桿塔的四個方向帶有三個塔任指揮，與每一個被400平方毫米鋼芯鋁絞線導體，以及有和塔頂上相同的材料和規(guī)模的地線。根據(jù)上述理由，導線平均高度為30米，與相鄰的塔之間的有效跨度341米。塔基高于平均海平面186米。 圖2 應變片的位置和傳輸線的方向 圖3 現(xiàn)場風速為PDF 塔的四腿在地基的基礎上就有張力儀表，每條腿有八個角，如圖2所示。壓力表是一致的，使他們測量相應的軸向拉力和壓縮力。該儀器全部被太陽能電池板供電，這是整個計劃在地平面上的第一計劃。此次與有關對北面輸電線路走線也顯示在圖二中，圖中表明該線路是從東西方向偏移13度。每隔10分鐘測定一次間隔期間的風速和風向以及對應的張力，從而建立了一個超過20萬點集大量的數(shù)據(jù)庫。 3. 結果與討論 在對桿塔的風力負荷評估前，首先要敘述該地的許多氣象方面的條件。圖?3顯示所有風的速度在現(xiàn)場測量的概率密度函數(shù)（PDF）?？梢钥闯?，它適合一個很好的Weibull分布和系數(shù)為K?2.04的一個典型英國風。圖4顯示了站內(nèi)風的上升，并且數(shù)據(jù)每5度畫一個等級。如圖5所示。西南風和東北風有很明顯的優(yōu)勢。請注意，風速的數(shù)據(jù)低采樣頻率阻止任何位置的風湍流特性分析。 對風和塔張力完整的現(xiàn)場數(shù)據(jù)集分析，把全部數(shù)據(jù)按風向與每個數(shù)據(jù)集分隔成5度的間隔帶，然后被單獨處理。對于每一個方向，在每個塔帶的張力由風的速度的平方和最好的直通線獲，那個方向的張力/（風速）的平方就是斜率值。在所有情況下，10米/秒風速以下的數(shù)據(jù)被忽略，以確保可靠的應變數(shù)據(jù)。。圖5顯示了一個典型的例子，是從一個單一的225度測風北風到線路正常順時針張力獲得的數(shù)據(jù)。通常，數(shù)據(jù)在正負20毫的壓力下是可靠的。考慮到風的速度和壓力測量的誤差，再加上風向與5度的風向帶，總體來說張力/（風速）的平方參數(shù)的總體精度為0.05。把桿塔的4條腿為72個不同風向的區(qū)段一起產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)中聯(lián)系起來繪制的圖6中。?在圖中的曲線顯示出高度的一致性，大大小于以上的誤差范圍，因此可以用來估算風速和風向在頂部塔產(chǎn)生的桿塔張力。 圖4 風漲的網(wǎng)站在整個監(jiān)測期間 圖5 塔腿張力與2251為西南風，從正常到測線方向風速的平方。 英國的實踐格子塔，BS8100規(guī)范（英國標準1986）有一系列的計算一個給定的風速和風向塔的截面，絕緣子，導線和接地線的負荷的程序。在目前的工作的程序已經(jīng)推廣到產(chǎn)生每個負載功能以及給桿塔軸向負載的每個線路元素。風反向的影響用張力與速度的平方的比來表示。 被監(jiān)視塔，建于1965年，與設計程序一致，既而在中央發(fā)電局取得名次。因此，這是遠早于目前的實用守則（英國標準，1986年）的引進。目前工作中使用的各設計的代碼采取的計算因素是以監(jiān)測塔所在地的當?shù)卣久鞔_界定的。地形種類為11型，其地形粗糙度因子（KR）和對大氣邊界層冪指數(shù)（）分別為1.10和0.14。導體，接地線和絕緣體阻力系數(shù)（CN）分別為1.0，1.0和1.2，從而推導出桿塔負載使用阻力系數(shù)為3.07，平均面積固定比為0.168。風速使用量化張力/（風速）的平方比的影響因素在50米的風速儀的高度，代表同一地點風速在現(xiàn)場測量。 圖6 塔腿張力/（風速）與所有四條腿的風入射角。 分析使用守則派生的功能產(chǎn)生特定的曲線如圖7所示，該圖顯示了上圖給出的實測數(shù)據(jù)非常良好的相關性。結合張力/（風速）的平方兩個方面，從這些數(shù)據(jù)，給出了對立代碼的計算值字段的數(shù)據(jù)散點圖如圖8所示。?對于所有數(shù)據(jù)回歸分析顯示了1.0102的斜率（即總體領域和范圍與計算數(shù)據(jù)的總體一致性約為1%)和合理的相關系數(shù)R為?0.965。因此，分析表明，實用守則提供了風力負荷的基礎，預期可能發(fā)生在任何給定的風速和風向輸電塔負荷很好的體現(xiàn) 圖7 代碼計算的塔腿張力/（風速）與風入射角所有從從正常的輸電線路測量線路正常測量四只腳的變化。 4. 結束語 以上字段的數(shù)據(jù)分析結果，連同有關的計算負荷實用守則，顯示L6鐵塔和線路的設計并不具體是在那些考慮到的風產(chǎn)生的基礎張力和收縮荷載十分跟隨那些來自設計代碼。然而，特別注意的是，這僅僅是個基礎負載（如張力）和風速的平方比，而不是任何可能實際發(fā)生在外地極端的負荷程度特別是由于強風的速度。此外，由于該塔的第一模態(tài)的振動為2.22赫茲（橫向偏轉(zhuǎn)），而最低的八個命令為0.10赫茲（Lomas，1993年），目前的工作不允許張力在低采樣率的情境下作為一個桿塔和線路系統(tǒng)的動態(tài)行為評估。 致謝 據(jù)此間的工作是由國家電網(wǎng)公司（NGC）和公共有限公司（英國）共同完成的。筆者要感謝在項目過程中Peter Morgan先生，Bernard Rabjohns博士和NGC 的D Michelle Clark of博士的指導。也感謝在塔現(xiàn)場技術支持的Mr. Allan Smith（薩里大學）和在本文的格上給予幫助的Ms. Miranda Restorick (University of Western Ontario) 參考文獻 British Standards, 1986. BS8100: Part 1, Lattice towers and masts, Codes of Practice for loading. Lomas, C., 1993. Transmission tower development in the UK. Eng. Struct. 15, 277–288. Savory, E., Parke, G.A.R., Disney, P., Toy, N., Zeinoddini, M., 1998. Field measurements of wind-induced transmission tower foundation loads. Wind Struct. 1, 183–199. - 8 -