книги / Волны пляски проводов ВЛ 6-500 кВ. Методика расчета больших амплитуд автоколебаний провода в пролете воздушной ЛЭП. Теория констант единого поля

Распределение

значений

коэффициента

аэродинамического качестваК профиля гололеда при изменении коэффициента Магнуса а 0 для случаев однополуволновой пляски из табл.З.

1 - граничная огибающая, совпадающая с расчетом (см. табл.4);

1C, а * - “ударные*’ параметры.

Рис.28 Распределение значений коэффициента аэродинамического

качестваК профиля гололеда при изменении коэффициента Магнуса а 0 для случаев двухполуволновой пляски из табл.З. 1 - граничная

огибающая,

совпадающая с расчетом (см. табл.5);

1C, ао‘ -

“ударные”

параметры.

Распределение значений удвоенной амплитуды пляски 2F0

при изменении скорости ветра V для случаев одиополуволновой пляски из табл.3.

1 - расчетная огибающая, (155), (158); 2F0\ V' - “ударные” параметры.

№ 2,3,10,40 - для к0=2. Обратившись к табл.З, видим, что это случаи пляс­ ки на “малых” ВЛ - напряжением 6-10 кВ и экспериментальных линиях, - у которых стрелка провеса не превышает 2 метров. Это обстоятельство указывает на разнородность параметров пляски “больших” (со стрелками провеса более 2 м) и “малых” ВЛ, что связано с тем, что, как было выясне­ но в п.3.2а, у “малых” ВЛ пляска имеет меньшую спиральность и может быть описана плоской стоячей волной. Более того, опыт и наблюдения указывают, что пляска на “малых” ВЛ в большинстве случаев носит неус­ тойчивый переходный характер, для которой непригоден такой же рас­ четный режим, как для ВЛ 110-500 кВ. Учитывая это обстоятельство, выво­ ды из статистического анализа данных табл.З будут далее относиться преимущественно к ВЛ со стрелками провеса провода более 2 .м.

На рис.29, 30 представлены распределения точек на плоскости перемен­ ных 2F0 V и на рис. 31,32 - 2F0, f0. Эргодичность процесса “максимальных” случаев пляски из табл.З, принадлежащих гиперповерхности расчетного ре­ жима, означает, что, если какие-либо точки этой гиперповерхности принять в качестве “начальных”, то все другие на ней точки можно получить как про­ гнозируемые алгоритмом путем соответствующего сдвига “начальных” дан­ ных. Следовательно, если мы примем в качестве “начальных” опытные дан­ ные из огибающих кривых на рис.27, 28 (величины К и а 0) и из рис.29, 30 (величины 2F0 и V), которые с наибольшей вероятностью отвечают требова­ нию их принадлежности к высокоамплитудному режиму, то найденные по ним и алгоритму пляски в “связке” другие параметры будут так же принадле­ жать к гиперповерхности расчетного режима. На их “плоских” картинах рас­ пределений эти величины будут образовывать предельные огибающиерас­ пределений. На рис.34 представлена схема расчетов и взаимоувязки всех расчетных параметров таких предельных кривых. Прямые и обратные связи каждого из блоков этой схемы и их замкнутость указывает на полную взаимоувязку параметров. Так что, задавая к расчету исходные параметры, мы полу­ чим однозначно соответствующие им расчетные величины - точки огибаю­ щих кривых, которые очевидным образом должны коррелировать с распределением точек из наблюдений согласно табл.З. На рис.27-33 и в таб­ лицах 4,5 даны результаты расчетов огибающих. Строго говоря, эти огибаю­ щие в зависимости от степени достоверности могут составлять целый интер­ вал изменения максимальных величин, однако мы не будем его расчитывать, полагаясь на достаточность ширины доверительного интервала самих предельных величин, который будет найден в п.5.8 далее. Из рнс.27-33 и табл. 4, 5 можно сделать следующие выводы.

Распределение значений

удвоенной амплитуды пляски 2F0 при

изменении статической

стрелки провеса провода f 0 для случаев

однополуволновой пляски из табл.З.

1 - расчетная огибающ ая, (156), (159), для рис.27;

“ударные" параметры.

Рис.32 Распределение значений удвоенной амплитуды пляски

2FQ при изменении статической стрелки провеса провода f 0

для случаев двухполуволновой пляски из табл.З. 1 - расчетная

огибаю щ ая, (156), (159), для рис.28;

2F0'. / 0* - “ударные” параметры .

Таблица 4.

Предельные параметры высокоамплитудной пляски (одна полуволна, к0=1)\

* 1. Подразумевается, что в анкерном многопролетном куске ВЛ на участке с пляской в усло­ виях конкретной схемы расстановки опор имеет место взаимосвязанный периодический процесс нарастания собственных малых колебаний, в котором возможна “совместимость” по граничным условиям (см. (86.2), (87.2)) разнообразных их форм, так что в некоторых расчетных пролетах этого процесса реализуется расчетный режим поляризованной высо­ коамплитудной пляски, при котором для профиля гололеда выполняется критерий (12); мас­ са провода, его натяжение и длина пролета обеспечивают своим “благоприятным” сочета­ нием боковое отклонение провода ветровым потоком с “запуском” профиля в “аэродинамическую яму” (126), где угол атаки р ', (22.3) колеблется с амплитудой рП1га, (73.3), на эллипсе пляски в диапазоне, не превышающем углы ± у0, (70).

2.Параметры 11ударного” режима отмечены звездочкой.

3.Отмеченные жирным шрифтом - максимальные величины.

Рис.33 Распределение значений удвоенной амплитуды пляски 2F0 при изменении коэффициента М агнуса а 0 для случаев одно-, двухполуволновой пляски высокой интенсивности из табл.З.

Расчетные-кривые 2F0 при одной, двух полуволнах согласно (155), (158), для рис.27,28.

6. При стрелках провеса менее 2 м расчетный режим пляски с линейной и слабоэллиптической поляризацией дает отличающиеся от наблюдаемых ве­ личины амплитуд. В переходных кратковременных режимах здесь амплитуда пляски, как показывают наблюдения, может достигать стрелки провеса (Х=2).

5.7. Сравнительный анализ расчетных предельных амплитуд пляски по рекомендациям в США, Японии, СССР и алгоритму, описываемому соотношениями (155)-(161).

Для сравнения полученных в предыдущем разделе расчетных кривых изменения предельного размаха амплитуд пляски от стрел (рис. 31, 32) с существующими подходами при выборе их величин для ВЛ на рис. 35 и 36 приведены аналогичные расчетные величины по рекомендациям Бонневильского энергетического управления (БЭУ) в США, японских исследователей и Правил устройств электроустановок бывшего СССР (ПУЭ)74.

Рекомендации БЭУ США и японских исследователей расчетную макси­ мальную амплитуду пляски 2F0 связывают со стрелкой f0 провеса провода при 0°С (гололед при отсутствии ветра). В качестве расчетных формул при­ няты следующие соотношения (без детализации по факторам), (где символ 0 как всегда обозначает прямое или топологическое условное объедине­ ние независимых величин):_______________________

2F=l,25fj01,O 4fn 0 0,24fn + 5м 0 O,54fn|0 0,27fo, где стрелы f0 равны, соответственно,

f0= до * 5,5м 0 5-16м 0 16-27,Зм 0 27,3-32,8м 0 > 32,8м - в промежуточ­ ных пролетах, и

2FnH),58fJe~0,37fn +1,3м 0O,45fn[0 2 ,2 7 f0 для f0 равных, соответственно:

f0= до « 5,5м © 5,5-16м © 16-27,Зм © > 27,3м - в анкерных пролетах; здесь величины, взятые в прямоугольник, - корректировка рекомендаций БЭУ японскими исследователями (увеличивших 2F0).

В ПУЭ в качестве аргументов для функций 2F0 приняты класс напря­ жения БЛ(Х] кВ), габаритная стрелка провеса проводов (f, м) и рассто­ яние между проводами по вертикали на опоре (а, м). Габаритная стрелка - это наибольший провес провода, отсчитываемый от его беспровесного положения до нормативно установленного охранного габарита приближе­ ния провода к земле (равного от 6 до 12 м по нормам СССР в зависимости от класса напряжения ВЛ). В ПУЭ (76, 85 г.г.) заданы уже расчитанные величины расстояний по вертикали (на опоре) для ВЛ различных классов напряжений в виде таблиц. В основу этих расчетов положена эмпирическая гипотеза исследователей США о зависимости большой и малой осей эл­ липса пляски от стрелки провеса f0, с которой должно быть увязано рассто-

~vl

о

Рис.36 Сравнительные кривые изменения предельных амплитуд двухполуволновой пляски:

Ржевский по методике согласно алгоритму (155) -

( 161);

БЭУ, СШ А - по

рекомендациям

Бонневильского

энергоуправления СШ А (провод АС 410 мм2);

ПУЭ, СССР по

рекомендациям П равил устройств электроустановок бывш .ССС Р;

Анио, Япония - по рекомендациям японских исследователей пляски А нио и др.60