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北极星电力网技术频道 作者:肖伟 潘殿翔 王建 2010/6/1 10:57:31
摘要 介绍MATLAB软件包在输电线路电线力学计算中的作用并针对镇—五110 kV线路工程应用MATLAB进行了施工设计，结果表明：使用它比传统的解析方式计算更方便、运用更灵活。
关键词 MATLAB应用 电线力学 计算
1 应用MATLAB进行电线力学计算
1.1 基本方案
近年来MATLAB已从最初的“矩阵实验室”渗透到科学与工程计算的多个领域，在数值计算分析等多个方面都有着广泛的应用。
当作用在电力线路中电线上的荷载或环境气温发生变化时，其悬挂的电线线长也随之发生变化，引起导线应力、弧垂发生相应的变化，故在电线施工与运行中必须进行电线力学计算。悬挂于杆塔两点间电线上的荷载沿线长均匀分布，其解析方程式(悬链线曲线方程)和相应的导线应力状态方程中含双曲线函数及三次方程，求解、计算复杂且不便使用。另外在电线力学计算中，涉及到临界气象条件组合的排序、临界档距计算和判定、悬链线曲线求解、应力状态方程求解和电线防震计算等，自行开发程序难度较大。应用MATLAB的数学运算能力和计算结果可视化能力，可方便地进行电线力学计算。为此我们建立了下述程序中的函数文件，仅需将其置于MATLAB的BIN目录上，调整相应的参数和调用相应的函数，就可绘制出所需的应力弧垂曲线。
1.2 程序
1)临界气象条件组合排序计算函数文件SortLJ()
2 工程实例
2.1 贵州镇—五110 kV线路工程基本情况
设计用气象条件见表1,电线物理参数见表2,电线比载计算结果见表3,临界气象条件组合见表4。
2.2 选用电线应力弧垂公式为
电线弧垂：f=(σ0/g)(ch(gl/2σ0)-1)(坐标0点位于悬挂点，高差为0)
状态方程：σm-(g2ml2Ecos3β/24σ2m)=σ-(g2l2Ecos3β/24σ2)-αEcosβ(tm-t)
应力、弧垂曲线见图1。
3 结语
通过分别建立临界气象条件组合排序和计算函数文件SortLJ.m等3个函数文件并在计算中调整相应的参数及调用相应的函数，可方便地计算出输电线路电线力学的各种状态和绘制出所需的应力弧垂曲线。
参考文献
1 能源部东北电力设计院.电力工程高压送电线路设计手册.北京：中国电力出版社，1991
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