基于TMD的高壓輸電桿塔風振控制研究.pdf

1、高壓線路中的輸電塔作為電力能源輸送的中堅力量，是將電力能源輸送到千家萬戶的重要一端，廣東沿海區(qū)域由于人口工業(yè)密集，此類輸電塔也在此區(qū)域分布廣泛而密集。每一次輸電塔在強風情況下的倒塌損毀，都會給此地區(qū)的社會和人民帶來嚴重的經(jīng)濟和財產(chǎn)的損失。
　　本文以電壓等級為110kV的平閘線ZGU302直線塔和海深線ZM1和ZM4直線塔作為典型代表，對輸電塔抗強風問題進行研究。希望通過有限元手段對輸電塔的動力特性和風振響應進行分析研究，得到一些

2、對抗風有參考價值的結論，并用結論作為指導，設計出輸電塔抗風裝置。本文進行了以下幾個方面的工作:
　　1.運用諧波疊加法，基于達文波特風速功率譜和相干函數(shù)，運用MATLAB作為數(shù)值計算軟件，得到了多點脈動風速。模擬的脈動風速譜與目標譜吻合度高，說明運用的諧波疊加法模擬所得的脈動風速時程是符合實際情況，準確而可靠的。
　　2.運用有限元分析軟件ANSYS分別建立了目標輸電塔的單塔模型和塔線體系模型，并對建立的模型進行了動力特性分

3、析，并與實際情況進行對比。ZGU302輸電塔的塔線體系模型的模態(tài)與實際測量的值相近，可以認為ANSYS仿真模型是符合實際情況的。通過對三種目標高壓輸電塔的動力特性的分析，整體振動模態(tài)中，內(nèi)力最大的可能位置出現(xiàn)在輸電塔的中下部，而局部模態(tài)中，局部振動也出現(xiàn)在輸電塔的中下部，所以輸電塔中下部的受力情況需要重點關注。
　　3.對各類阻尼器的優(yōu)缺點和工作原理進行了分析，選定懸臂梁式電渦流TMD作為本文采用的TMD。設計了適用于高壓輸電塔抗

4、強風情況的電渦流TMD，并對TMD的各個部件進行了詳細的介紹和經(jīng)濟分析。對設計的電渦流TMD的自振頻率和阻尼比進行了進一步的測試，為后續(xù)的安裝工作提供了詳細的資料。
　　4.對輸電塔模型進行了瞬態(tài)分析，得到輸電塔的風振響應結果，并與有TMD風振控制情況下的風振響應進行了對比分析。對高壓輸電塔薄弱部位進行了分析，并基于屈曲分析研究了輸電塔損毀的原因，為輸電塔重點維護部位提供指導?？梢源_認加設TMD阻尼器可以有效的降低輸電塔的位移、速