高压输电塔-线体系风致动力响应分析与优化控制

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1、第28卷第19期中国电机工程学报Vol.28No.19Jul.5,20082008年7月5日ProceedingsoftheCSEE©2008Chin.Soc.forElec.Eng.131文章编号：0258-8013(2008)19-0131-07中图分类号：P315.9；U442文献标识码：A学科分类号：470⋅40高压输电塔–线体系风致动力响应分析与优化控制柳国环，李宏男(海岸与近海工程国家重点实验室(大连理工大学)，辽宁省大连市116024)AnalysisandOptimization

2、ControlofWind-inducedDynamicResponseforHigh-voltageTransmissionTower-lineSystemLIUGuo-huan,LIHong-nan(StateKeyLabofCoastalandOffshoreEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,LiaoningProvince,China)ABSTRACT:Athree-dimensioncoupledmodelof关

3、键词：输电塔–线体系；调谐质量阻尼器；几何刚度时变transmissiontower-linesystemisestablished.Then,wind性；风致动力响应；优化参数speedhistoriesofthegivenfieldaregeneratedusingDavenport0引言spectrum.Inaddition,amethodtosimulatetunedmassdamper(TMD)ispresentedandproposedbycombininglinearspring风

4、荷载作用下输电塔–线体系的破坏现象多有[1]modelandMaxwellmodel.Anonlineardirectintegration发生。例如，2004年8月12日“云娜”台风导methodconsideringconductingwiretime-varyinggeometric致浙江地区输电线路损坏3000km；2005年4月20stiffnessisadoptedtocalculatewind-induceddynamic日，江苏一双回路500kV输电线路发生风致倒塌事respon

5、seofsingletowerandtower-linesystem.Moreover,故，一次倒塌8基；2005年8月13日泉州市一高controleffectivenessofdifferentoptimizationparametersof压线路铁塔在大风吹袭下轰然倒塌，造成当地大面TMDiscompared.Theresultsofthisstudyshowthatitis积停电。这些事故带来了重大的经济损失。为此，acceptableforbothsingletowerandtower

6、-linesystemtocount[2-7]学者们作了相关研究，文献[2]对比了单个输电optimizationparametersofTMDaccordingtothefrequencycomputedfromsingletowermodalanalysis,anditisduetothe塔的拟静力与塔–线体系动力响应计算结果，得到increaseofbackgroundresponsethatmakethetotalresponse我国输电塔抗风设计方法偏于不安全的结论，但文oftower

7、-linesystembegreaterthanthoseofsingletower.中风荷载模拟忽略了导(地)线(以下称导线)各点高度差异的因素；文献[3]提出了一种输电塔-线体系KEYWORDS:transmissiontower-linesystem;tunedmassdamper;time-varyinggeometricstiffness;wind-induced动力分析模型，其本质是基于振型叠加的时程分析dynamicresponse;optimizationparameter方法，

8、该方法无法考虑风荷载作用下导线的刚度时[4-5]变性；TMD属于被动控制装置之一，邓洪州等人摘要：建立了输电塔–线耦联体系的空间模型，利用利用TMD对江阴输电塔-线体系进行了风致响应控Davenport谱模拟了目标场地风场，采用线性弹簧模型与Maxwell模型相结合模拟调谐质量阻尼器(tunedmass制研究，但未提及TMD参数具体如何优化。damper，TMD)，采用考虑导线几何刚度时变性的非线性直本文建立了三塔两线和五塔四线的输电塔-线接积分方法对有无TMD的单塔、塔–线体系风致响应时程耦联