屏蔽线改善架空输电线路工频电场分布研究

为改善架空输电线路下方工频电场分布,在线路下方架设屏蔽线。考虑线路档距、弧垂等因素的影响,建立高压架空输电线路工频电场三维仿真计算模型,研究架设屏蔽线改善高压输电线路下方工频电场的效果,分析讨论了屏蔽线架设高度、横向位置、间距、根数等对线路下方及表面工频电场影响的规律和特征。结果表明:架设屏蔽线能够有效改善导线下方空间工频电场;屏蔽线架设高度、横向位置对屏蔽效果影响明显,存在最佳布置位置;屏蔽线间距对其屏蔽效果有一定影响;屏蔽线根数越多,效果越好,但逐渐趋于平缓;架设屏蔽线会增大分裂导线表面电场强度。     

特高压交流输电线路下方民房晾衣架感应电特性及改善措施研究

特高压线路电压等级高,空间电场容易造成附近居民生活空间的暂态电击现象,影响居民日常生活和电网环保性。其中,民房金属晾衣架处暂态电击现象频发,是居民投诉的重点。为此,建立了1 000 kV特高压同塔双回交流输电线路和金属晾衣架模型,分析了金属晾衣架上感应电势和感应电场的大小,并定量讨论了多种屏蔽线架设方式对晾衣架上感应电的降低水平和改善效果。研究表明：屏蔽线对改善线下金属物的感应电现象效果显著,最大降低72%;屏蔽线架设根数、与晾衣架的水平距离对改善效果影响较大。考虑施工和经济性影响,也提出了相应场景下屏蔽线架设建议。     

交直流导线平行架设时混合电场特性分析

高压交直流输电线路同走廊架设可以提高输电走廊利用率,但是线路电晕放电会产生混合电场问题。本文搭建平行架设的单极直流导线和单相交流导线实验平台,测量导线不同布置方式下的地面混合电场。在验证混合有限元-有限体积法的有效性基础上,对地面混合电场进行计算。通过实验和计算,获得交流导线电压、导线高度、邻近距离对地面混合电场特性的影响规律。本文的研究结果可为交直流同走廊架设的输电线路设计提供参考。     

架空输电线路下工频电场屏蔽优化研究

架空输电线路下方常常因为临近或跨越民房,导致局部区域电场较大而引起投诉。为解决此环保纠纷,在线下采用屏蔽措施不失为一种行之有效的解决办法。依据国家环保标准,通过研发的高压输电线工频电场屏蔽分析系统,对在高压架空输电线下架设的屏蔽线的架设高度、水平位置、屏蔽线根数、组合方式、间距大小等诸多因素进行分析研究,找到了屏蔽线的优化设置参数。其结果可在降低工程造价下实现有效的降低敏感点电场强度,保证电网的安全环保及促进电力企业与社会的和谐发展将起到一定的指导作用。     

1000kV/500kV同杆混压四回输电线路电磁环境影响因素及优化措施分析

针对1 000 kV/500 kV同杆混压四回输电线路的电磁环境问题,采用有限元法分析了线路下工频电场的特征及主要影响因素,研究了电场环境的优化方案以及屏蔽线位置与屏蔽效果的关系;对于多目标区域的电场环境优化,可采用层次分析法确定每个区域在优化过程中所占权重,进而找到最优值的屏蔽线位置。结果表明:屏蔽线架设在电场强度峰值附近时屏蔽效果最好(算例中电场强度峰值下降率最高为26.7%);对于规划中的或者已经建成的输变电线路,若下方存在一些电磁环境指标超标区域或者对电磁环境要求很高的区域,选择合适的屏蔽线位置可以以较低成本实现目标点以及目标区域的最优屏蔽;一般在电场强度峰值和目标区域之间架设一根屏蔽线可以有效屏蔽目标区域电场强度,算例中区域电场强度平均值下降率最高为34%。     

屏蔽线降低220kV输电线路附近民居超标工频电场的效果分析

笔者针对高压输电线路近区的建筑物空旷处超标工频电场,研究减弱工频电场的方案。以一条220 kV输电线路以及其近区高层建筑物为例,研究架设阳台处屏蔽线的屏蔽效果。文中首先通过实地测量和仿真分析高压输电线路近区的建筑物处电场污染情况。然后构建阳台处屏蔽线的模型,通过仿真软件分析改变屏蔽线的丝径、间隙;屏蔽线与阳台的水平、竖直距离;屏蔽线的封闭完整度对于屏蔽效果的影响。研究表明,在架设阳台处屏蔽线可有效地降低阳台处的工频电场,能够将电场下降到原先的30%以下。同时,采用丝径越大、间隙越小、离阳台边缘水平距离和竖直距离越远并且封闭架设的屏蔽线,其屏蔽效果越优。     

超高压线路工频电场超限值对策的研究

针对日益增多的超高压线路引起的环境问题,研究了超高压线路工频电场超限值对策。通过对现有的和采用屏蔽措施后的地面电场强度分布、屋顶场强分布分别进行仿真计算分析和模拟试验,确定出架设屏蔽线和接地围栏两种屏蔽方案;根据屏蔽方案在现场采取屏蔽措施,在500kV线路下边相外架设1根屏蔽线,高度11m,水平距离距边相2m,试验结果表明屏蔽后场场强降低了35%。     

基于敏感度的架空线路工频电场及其屏蔽效能分析

超、特高压输电迅速发展,并逐渐成为跨区域、跨省的骨架电网,走廊的电磁辐射问题成为关注的热点之一。针对某500 kV单回路输电线路,首先采用模拟电荷法分析走廊沿线电场强度的空间分布特性,并基于多元敏感度分析给出线路参数对走廊附近电场分布特性的影响程度。其次,针对电场强度分布不均和部分区域场强明显超标的问题,同样基于敏感度分析了接地屏蔽导线线径、架设位置对其屏蔽效能的影响,并给出了接地屏蔽线的最佳线径和架设位置。     

并行多回交直流输电线路检修作业时稳态感应电压计算与分析

同走廊架设多回交直流输电线路可节约土地资源,但多回交直流输电线路相互之间存在静电和电磁耦合。研究并行走廊内各回线路稳态感应有利于线路检修作业安全。通过电磁暂态计算程序建立湖州多回并行走廊内的6条超、特高压交直流输电线路计算模型,计算了特高压交流线路与超、特高压直流线路之间的耦合影响,分析了带电和停电检修作业时在交直流线路不同运行方式组合下各检修线路静电和电磁感应电压的幅值和分布。结果表明,湖州地区并行多回交直流线路之间稳态感应电压对目前规程规定的带电和停电检修作业方式和工具的影响可以不予考虑。     

交直流并行输电线路地面混合电场的计算及试验研究

针对交直流并行输电线路下方地面混合电场的特性,对交直流电场的相互影响作了分析,并对单根交流导线和单根直流导线形成的混合电场进行了试验研究。采用了基于Deutcsh假设的计算方法,对试验模型的地面混合电场进行了理论数值计算,试验结果与理论计算的结果相吻合,验证了该算法的有效性。最后,计算了实际的特高压交直流并行输电线路的地面混合电场,并与忽略交直流电场相互影响的计算结果进行对比,得出了交流线路的屏蔽效应将使地面直流离子流电场强度减小等结论。     

交直流同塔混架下输电线路绕击耐雷性能分析

电网规模的扩大和线路走廊的缺失,使得某些特殊条件下的交直流线路同塔架设成为可能,而绕击是特高压输电线路雷击跳闸的主要原因.通过综合分析国内外现有的交流同塔双回、直流双极以及交直流同塔混架的杆塔结构模型与参数,针对1000 kV 交流特高压双回和±500 kV 直流超高压双极同塔混架输电,提出了一种新的混架杆塔模型.针对交流双回和直流双极的同塔混架线路,采用改进的电气几何模型,考虑长间隙放电特性和导线工作电压的影响,同时纳入极线和相线之间的相互屏蔽关系,对输电线路的绕击耐雷性能进行了分析.基于构建的 ATP-EMTP 仿真模型,获取了直流极线和交流相线的绕击耐雷水平.通过编程计算,分析了不同杆塔呼称高度、地线保护角和地面倾角等参数对交流、直流线路各自绕击跳闸率的影响,为改善交直流同塔混架输电线路的绕击耐雷性能提供了参考依据     

Induced voltages on fence wires and pipelines by AC powertransmission lines

A method is developed for calculating the induced voltages on fence wires/pipelines underneath AC power transmission lines. The method is based on the charge simulation technique and takes into account the disturbances of the electric field and potential due to the presence of the fence wire/pipeline underneath the line. The calculated values of the induced voltage on fence wires are compared with those measured before. Induced voltages on pipelines underneath 230- and 380-kV lines are measured, correlated to the calculated values and discussed in the light of electric field induction on objects adjacent to AC power transmission lines     

共走廊同塔交直流输电线路电磁耦合分量的计算分析

为了充分利用架空线路走廊,交直流同塔输电将是电网未来发展的趋势,开展同塔交直流线路间电磁耦合干扰研究具有重要意义。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了双回交流与单回直流同塔输电线路耦合模型,研究了交流线路不同排列方式、导线相序和运行状态对直流线路电磁耦合的影响,计算了耦合地线以及耦合地线根数变化对直流线路电磁耦合的屏蔽效果。研究结果表明:交流线路呈倒三角且相导线采用ABC/ACB相序排列时,直流线路上的电磁耦合分量较小;交流线路故障严重破坏了电气参数的平衡,导致直流线路电磁耦合分量变大;耦合地线根数越多,屏蔽效果越好,耦合地线根数达到一定数量时,屏蔽效果将趋于饱和。     

同廊道交直流输电线路带电作业安全防护研究

超/特高压交直流并行线路带电作业区域电压高、场强大,为保证并行线路带电作业的安全开展,需要对 带电作业人员安全防护进行研究。分析了带电作业的安全影响因素,依据线路实际尺寸建立了1∶1计算模型, 采用有限元法对同走廊四回并行线路进行了电场仿真,获得了带电作业典型位置点的电场强度,根据仿真结果 对带电作业人员电位转移放电能量进行了计算。同时建立了人体模型,计算分析了等电位作业工况下人体不同 部位的电场强度特点。计算结果表明：同电压等级独立走廊带电作业安全防护措施同样适合于四回并行线路带 电作业。提出了相应的安全防护措施,研究结果可为同走廊多回并行线路带电作业的开展提供依据和技术支撑 。     

民居附近高压输电走廊电场屏蔽方案分析与优化

为有效解决邻近高压输电走廊居民楼工频电场超标问题,在有限元计算基础上,研究了不同屏蔽方式与其空间架设位置对工频畸变电场屏蔽的影响。通过畸变电场的仿真计算,深入分析屏蔽方式及其架设位置与屏蔽效能的关系,提出通过优化屏蔽设备的空间架设位置提高屏蔽效果的新思路。并综合考虑屏蔽效果和屏蔽成本,对110~1 000 kV 4个电压等级高压输电线路工频电场屏蔽方案进行设计。研究表明:通过合理选择屏蔽方式和优化架设位置,可大幅度提高屏蔽效能,对工频电场具有良好的屏蔽效果,对降低输电工程的环保成本具有重要意义,而不合理架设屏蔽设备则会使电场环境发生恶化。     

对特高压直流线路绕击屏蔽的一种新观点

随着极线工作电压的提高,以单侧地线、极线及雷先导作为雷屏蔽研究模型已满足不了工程实际的需要。因此,以模拟电荷法为基础,将雷电先导、两侧地线、极线作为整体研究对象,考虑极线工作电压及极线分裂数,计算雷先导垂直下行过程中各导线表面场强变化,并运用Peek判据确定各导线对应的雷先导一级定位高度,合理解释特高压直流线路中存在的正极线绕击概率大的问题,提出了新的绕击屏蔽观点:特高压直流架空线路中仅负极线侧避雷线和正极线产生上行先导竞争拦截雷下行先导,正极线侧的避雷线屏蔽功能被削弱,未起到完全保护正极线的作用。     

不同电压等级架空输电线路雷电防护特征分析

对不同电压等级架空输电线路的雷电防护特征进行比较分析,可为提出输电线路的雷电防护策略提供参考。以我国110kV至 1 000kV交流输电线路以及±500kV至±800kV直流输电线路为分析对象,对其绕击特征和反击特征进行了分析,并提出了不同电压等级输电线路雷电防护重点。110kV和220kV交流输电线路应重点关注反击问题;500kV和750kV交流输电线路应重点关注在高接地电阻地区的反击问题和山区的绕击问题;1 000kV交流输电线路的反击闪络率极低,可考虑采用杆塔自然接地以降低建设成本,同时需关注山区的边相导线绕击问题;±500kV、±660kV和±800kV直流输电线路应主要关注在山区的绕击闪络问题。     

基于有限元方法的1 000 kV级特高压交流线路耐张串均压环优化设计

特高压输电线路绝缘子串电压分布极不均匀,均压环的优化设计对于改善绝缘子端部场强和改变电压分布具有重要意义。应用三维有限元法分别对1000kV特高压交流线路两联、三联和六联耐张串进行了电场计算,计算中考虑了杆塔、导线对电场分布的影响。通过不同屏蔽深度的均压环对电压分布影响的讨论和4种不同形式均压环的对比,建议1000kV特高压交流线路耐张串采用管径为120mm的跑道环,圆形部分中心径为1000mm,联接距根据绝缘子串中心间距决定,放置在第3、4片绝缘子之间。     

同塔交直流线路容性耦合干扰的分析与计算

超(特)高压交直流同塔多回输电技术在解决输电走廊占地问题中的应用已经得到关注与研究,因此文中研究了交直流同塔的容性耦合干扰以及屏蔽措施。首先建立了单回和双回交流线路分别于直流线路同塔时,交直流线路的容性耦合干扰分析模型,分别计算了不同结构的交流线路在同塔并行的直流线路上产生的容性耦合感应电压。仿真结果表明:交流线路的排列方式、交直流垂直线间距和交流线路相导线的相序排列对容性耦合感应都有影响。感应电压值随垂直间距的增加呈非线性递减;双回交流线路逆向排序可以抑制感应电压,其中鼓型逆相排序可以使交流线路在直流线路中的感应电压值降低46.8%。同时,增加接地线也可以使感应电压值下降7%~18%。