特高压直流输电线路重覆冰不平衡张力分析与建议

"这篇论文主要讨论了特高压直流输电线路在遭遇重覆冰情况下的直线塔不平衡张力计算问题，以及如何优化设计以增强线路的抗冰能力。" 特高压直流输电技术是长距离、大容量电力传输的关键，而直流输电线路中的不平衡张力是影响其稳定运行的重要因素。当线路遇到极端天气，特别是重冰区，覆冰的不均匀分布会导致塔身承受额外的纵向张力，可能导致塔体损坏甚至倒塌。2008年的冰灾事件后，设计人员意识到在大档距、大高差和覆冰不均等条件下，不平衡张力是导致线路故障的主要原因之一。 当前，设计人员主要依据DL/T5440—2009《重覆冰架空输电线路设计技术规程》来确定不平衡张力的取值。规程根据不同的覆冰厚度设定了不平衡张力的标准，但这些标准可能并不完全适用于所有复杂环境。例如，对于±800 kV的溪洛渡左岸—浙江金华特高压直流输电线路工程，由于线路路径复杂，中、重冰区比例高，简单的规程取值可能不足以应对最恶劣的冰灾情况。 论文中提到，不平衡张力的计算需考虑未断线、-5℃的温度、不均匀冰和10m/s的风速等工况。然而，现有的计算模型如“等连续档，仅中间一基杆塔前后有高差，其余塔前后档无高差”可能并不充分，尤其是在大档距、大高差或靠近水源的地方，可能需要更高的不平衡张力系数来保证安全。 为了改进不平衡张力的计算方法，论文提出了新的解决策略，旨在提高收敛速度并确保找到正确的解。通过对特定耐张段的计算，论文对比了规程中的不平衡张力取值和实际计算结果，发现在某些情况下，规程的取值可能偏低，需要在设计时适当增加不平衡张力系数。 此外，不平衡张力与多种因素有关，包括档距的不连续性、地形的高度差、覆冰的厚度和不均匀性等。现有理论计算通常简化了这些因素，未能全面考虑实际情况。因此，对于重覆冰区，尤其是40mm和50mm冰厚的情况，不平衡张力百分数可能需要提高至35%和41%，以增强线路的抗冰性能。 这篇研究不仅提供了对特高压直流输电线路不平衡张力计算的深入理解，还为实际工程设计提供了具体的建议，即在特定条件下应调整不平衡张力系数，以确保线路在极端气候下的稳定性和安全性。这一工作对提高我国电网的防冰设计水平具有重要意义，对于未来的特高压输电线路规划和建设具有极高的参考价值。