特高压交流同塔双回试验线段雨天电晕损失研究

为了获得特高压交流同塔双回输电线路雨天电晕损失评估的关键数据,采用特高压交流同塔双回试验线段、特高压电晕笼两种试验手段,应用光纤数字化测量方法监测雨天气象条件下特高压交流同塔双回试验线段电晕损失,测量特高压电晕笼人工淋雨降雨率为12、16、20 mm/h条件下8×LGJ-630分裂导线电晕损失。并采用有效电晕损失等效计算方法,对电晕笼与试验线段试验结果进行等效计算分析。电晕笼与试验线段电晕损失基本等效,其误差在±6.5%范围内。研究结果验证了电晕笼分裂导线电晕损失试验结果与特高压交流同塔双回试验线段雨天监测结果的一致性,同时证明了有效电晕损失等效计算方法可以较为准确地将淋雨条件下电晕笼分裂导线电晕损失等效换算成特高压交流线路,研究成果可为特高压交流同塔双回输电线路电晕损失评估提供参考。     

特高压电晕笼的多分裂导线电晕损失测量系统

为准确、连续地测量特高压分裂导线电晕损失,对传统的电桥法进行改进并根据特高压电晕笼机械与电气特性,结合光纤传输技术,采用混合型光供电电子式电流互感器测量特高压电晕笼中分裂导线电流;采用电容分压器测量特高压电晕笼导线试验电压。基于虚拟仪器技术,采用瞬时功率法研制了一套光纤数字化特高压电晕笼电晕损失测量系统,经校验该系统满足0.2级准确度要求,能够较为准确测量电晕笼导线电晕损失。对晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程用8×LGJ-500/35导线开展起始电晕特性和电晕损失特性试验研究结果表明,在干燥条件下分裂导线起晕场强为27.64 kV/cm(峰值),正常运行电压下不会出现全线起晕的情况;20 mm/h大雨条件下分别对应特高压交流单回试验线段边相和中相导线表面场强,电晕笼导线电晕损失为50.83 W/m和59.73 W/m;可以应用该系统进一步研究我国特高压交流输电线路电晕损失规律。     

特高压同塔双回交流输电线路工频电场分析

采用逐次镜像法计算1000 kV同塔双回交流输电线路导线表面电场强度和线路下方距地面1m处最大电场强度,考虑了LGJ-400Y35、LGJ-500/45、LGJ-630/55、LGJ-800/70四种型号导线,子导线根数分别为6、8、10、12四种情况,根据一些文献给出距地面1m处场强控制指标计算了线路最低对地距离和走廊宽度.计算结果可给我国特高压交流输电线路设计工程提供参考.     

在小电晕笼中分裂导线交流电晕的起始电压分析

电晕起始电压是研究导线电晕特性的重要参量,对于指导超、特高压输电线路的设计具有重要意义。为此,利用电晕笼进行电晕起始电压的研究,电晕笼尺寸为1.8 m×1.8 m,测量段部分长3 m,两侧防护段各有0.5 m长。实验时,将导线同轴放置在电晕笼的中心位置,利用电晕笼电晕损失测量系统测量不同电压下导线的电晕电流和电晕损失,根据电压-电晕损失曲线,利用切线法估算导线的电晕起始电压值,并研究在导线表面干净和污秽条件下不同导线的电晕起始电压值,获得了LGJ-300/40、LGJ-400/35和LGJ-630/45导线在干净和污秽条件下的起晕特性。研究结果表明,干净条件下,起晕电压随导线半径增加而下降,污秽条件下导线起晕电压变化规律类似。此外,随污秽尺寸增大,对导线表面场强的畸变作用增强,这也会降低导线起晕电压。     

基于相关向量机的交流特高压输电线路可听噪声的预测研究

通过对输电线路可听噪声的累积分布特性、频谱特性和横向分布特性的分析,推导出可听噪声声压级和声功率级之间的定量关系式:提出基于相关向量机的特高压输电线路可听噪声的预测模型,该模型由于采用了贝叶斯框架下的学习机制表现出优秀的泛化能力,使其预测具有较高的准确度以及更广泛的适用范围;利用相关向量机回归模型预测了我国1 000 kV交流单回和同塔双回架空输电线路的可听噪声,结果表明:我国交流特高压输电线路的初设结构合理,满足环境噪声标准的要求.特高压单回路采用8×LGJ-500及更大截面的导线可听噪声低于55 dB,采用8×LGJ-630以上的导线低于52 dB;特高压双回线路同相序时采用8×LGJ-630及更大截面的导线可听噪声低于55 dB,逆相序时需采用8×LGJ-800导线才能使噪声低于55 dB,只有同相序时采用8×LGJ-800导线才能低于52 dB.     

1000kV与500kV交流同塔输电线路的电晕损耗仿真及试验分析

为了获得双回1 000kV与双回500kV交流同塔多回输电线路雨天电晕损耗的数据,开展了试验及仿真计算研究。采用有限元方法对电晕笼内和华东地区拟架设塔型的导线表面电场强度进行了计算;应用光纤数字化电晕损耗测量系统对电晕笼内4×LGJ-630和8×LGJ-630导线分别进行了干燥和淋雨条件下的电晕损耗测量;采用电晕损耗等效方法计算了淋雨条件下拟建塔型的电晕损耗。结果表明:干燥条件下,电晕笼内的4分裂导线和8分裂导线分别在施加电压为350kV和400kV时全线起晕;而在大雨条件下则没有明显的全线起晕拐点。计算得到双回1 000kV与双回500kV线路在大雨下单位长度(1km)电晕损耗分别为300.99kW和80.92kW。     

交流同塔双回特高压输电线路无线电干扰研究

电磁环境问题是建设特高压输电的关键技术问题,导线电晕产生的无线电干扰将直接影响着线路导线的选取和排列方式及导线对地高度和塔型的确定,为此计算分析了交流同塔双回特高压输电线路无线电干扰,得出如下结论:1000kV同塔双回线路采用2种塔型时,8×LGJ-630及以上截面导线线路的无线电干扰完全满足好天气55dB的要求;若要满足58dB的限值,导线逆相序排列时需大范围提高导线对地高度;导线同相序排列对控制无线电干扰有利,但会大大提高地面电场强度;从控制无线电干扰角度出发,塔型1优于塔型2。     

基于电晕笼的特高压交流输电线路可听噪声预测方法

输电线路可听噪声是影响750kV及以上电压等级输电线路架设的重要因素之一,在线路设计之初应充分考虑。为此,介绍了利用电晕笼预测线路可听噪声的方法,通过武汉特高压交流试验基地的电晕笼开展了8分裂LGJ630导线可听噪声试验,得到了单位导线的可听噪声产生功率,同时,结合美国邦维尔水电局（BPA）计算公式和美国电力科学研究院（EPRI）计算公式,分别采用这3种方法预测了特高压交流试验基地的同塔双回试验线路可听噪声。通过将3种方法的预测结果与试验线段实测结果进行比对,发现通过电晕笼预测的结果比实测的L50噪声值小0.21dB,较接近实测结果,说明采用特高压电晕笼预测输电线路可听噪声是可行的。该文研究结果可为我国输电线路可听噪声预测提供指导。     

雨雪天气下特高压交流单回试验线段电晕损失实测分析

为了研究特高压交流输电线路在雨天、雪天气象条件下的电晕损失特性,基于我国特高压交流试验基地单回试验线段展开实测研究,采用研制的光电数字化输电线路电晕损失监测系统,实现了试验线段电晕损失全天候条件下实时在线测量,根据监测结果分析不同降雨率及大雪气象条件下电晕损失。研究结果表明,正常运行电压下,特高压交流单回试验线段雨天单相单位长度电晕损失约为20～60 W/m,在大雪气象条件下,根据监测结果,特高压交流单回试验线段单位长度电晕损失最大值为:边相达到53.54 W/m,中相达到62.95 W/m,与等值降雨率推算结果较为符合。电晕损失随降雨率增大呈非线性增长,在大雨条件下逐渐趋于饱和,并初步获得8×LGJ-500/35分裂导线降雨率与电晕损失拟合模型。该试验获得的特高压交流单回试验线段电晕损失实测结果,为特高压交流输电线路导线选型设计及运行经济性衡量提供了参考。     

基于小电晕笼的高海拔电晕损失测量系统的研究

为了研究不同海拔高度下导线起晕电压特性,应用小电晕笼,结合光纤传输技术,基于虚拟仪器技术,研制出一套光纤数字化高海拔电晕损失测量系统。在试验过程中,通过逐渐升高电压使试验导线起晕,应用该系统对其电晕损失进行测量。可以通过在不同的海拔点测量几种导线的电晕损失,作为不同海拔高度导线起晕电压的判断依据,进行导线起晕电压海拔修正方面的研究。试验结果表明,研制的小电晕笼电晕损失测量系统是准确可行的,同时由于中国交流特高压建设途经高海拔地区的特点,也可以考虑应用该系统进一步研究不同气压、温度、湿度等因素对导线电晕损失值的影响,为中国交流特高压输电线路电晕损失规律的进一步研究打下基础。     

特高压交流输电线路电磁环境研究

研究特高压交流输电电磁环境问题对我国特高压工程建设具有重要意义。采用逐次镜像法计算酒杯塔、紧凑型和同塔双回直线塔的1000 kV交流输电线路导线表面和线路下方距地面1 m水平线处的电场强度；计算了3种塔型下特高压交流输电线路的电晕损耗、无线电干扰、可听噪声、导线最低对地距离和走廊宽度；分析电晕损耗、无线电干扰和可听噪声随海拔变化的情况。结果表明通过选择合适的线路参数可满足特高压交流输电电磁环境指标要求，电晕损耗随海拔有近似指数增加的变化规律，无线电干扰随海拔有近似线性增加的变化规律。     

750kV输电线路电晕损失海拔修正方法的研究

西北地区在建和投运的750kV输电线路多处于高海拔地区,其电晕损失现象较为明显。笔者以6×LGJ-400/50型导线为例,借助可移动电晕笼,在环境气候试验室中测量其大雨条件下、0～4000m海拔范围内电晕损失随海拔的变化关系,参考标准并利用最小二乘准则对测量数据进行拟合,提出两种不同形式的电晕损失海拔修正公式。     

电晕笼单根导线电晕损失等效修正系数试验研究

为研究电晕笼与输电线路导线电晕损失的等效性问题,对不同布置结构的导线电晕损失进行试验研究。通过电晕笼与试验线段两种试验结构布置,分别对不锈钢管模拟的光滑导线,直径22．28mm,以及LGJ-300／50导线,直径24．26mm,进行电晕损失测量试验。采用考虑电容因素的修正公式计算等效系数,对试验结果进行等效验证。获得了...     

电晕笼设计与应用相关问题的探讨

国内特高压电网建设已正式启动,特高压输电线路的电晕问题亟待研究,电晕笼是研究特高压交直流输电线路导线电晕的一种经济有效的手段,为此介绍了电晕笼的原理、结构、国内外已建电晕笼的参数及依托电晕笼开展的超特高压电晕特性的研究,并结合现有实验室用电晕笼装置,从电场分布、离子电荷运动、无线电干扰电流校正等方面探讨了电晕笼的结构、长度、边长(直径)等参数的设计原则,给出了电晕笼中交直流电晕电流、无线电干扰、可听噪声、电晕损耗、直流离子电流密度等效应的测量方法。最后基于世界各国电晕笼特点的总结,就国内试验基地大电晕笼的电压等级、结构和参数的合理选择提出了若干建议。     

电晕笼交流单根导线电晕损失的计算分析

电晕损失是导线电晕特性研究的重要内容之一。为了建立电晕笼内导线电晕损失的计算模型,将模拟电荷法应用于电晕笼内导线电晕损失计算。采用线电荷模拟交流导线,对正方型截面笼壁分别作镜像处理。当导线模拟电荷量超过起晕电荷量时,分别计算导线上每个模拟电荷点向空间发射的电荷量。考虑空间电荷的影响,计算电晕笼空间的合成电场。仿真模拟电荷发射、迁移、复合过程,计算电晕笼中空间电荷运动,计算迁移过程中电荷运动产生的能量损失。进行电晕笼单根光滑导线、单根钢芯铝绞线LGJ—300/40、单根钢芯铝绞线LGJ—400/35电晕损失测量试验。仿真结果与试验结果对比,结果基本一致。因此采用模拟电荷法能够较好地建立电晕笼内单根导线电晕损失的计算模型。     

不同海拔下电晕笼分裂导线起晕电压的计算分析

为了研究海拔高度对电晕笼分裂导线起始电晕电压特性的影响,建立电晕笼钢芯铝绞线起始电晕电压的计算模型,并开展相应试验研究。采用模拟电荷法计算钢芯铝绞线的空间电场强度。依据极不均匀电场下自持放电判据,建立不同海拔高度电晕笼分裂导线电晕起始电压的计算模型。在超/特高压人工环境气候试验室内,以500 m海拔高度为间隔,系统开展19~4-000-m海拔高度范围内六分裂导线起始电晕电压的试验研究。试验获得超高压电晕笼不同海拔高度下6-LGJ—400/50、6-LGJ—500/45分裂导线的起晕电压。计算获得不同海拔高度、分裂间距、导线分裂数及绞线表面粗糙系数下的导线起晕电压曲线族,以及不同绞线半径及最外层铝绞线股数的表面粗糙系数计算结果。分析结果表明:计算模型能够较好地计算电晕笼内绞线的起晕电压;在350~500-mm分裂间距范围内,分裂导线起晕电压随着分裂间距的增大而降低,随着导线分裂数的增加而升高;绞线表面粗糙系数与绞线最外层铝线半径与绞线半径之比相关。     

基于紫外成像的高海拔分裂导线电晕起始特性研究*

高海拔电晕放电起始特性是导线电晕特性研究的重要内容之一。紫外成像仪是一种非接触式的测量放电的仪器,文中使用紫外成像仪测量了高海拔地区特高压分裂导线LGJ-720在电晕笼中的电晕放电特性。在西宁平安县特高压试验基地对LGJ-720导线在干燥、淋雨、湿导线条件下做了6分裂数下的电晕特性试验,获得了导线电晕放电紫外图谱。文章对以往的紫外图像处理算法进行改进,使用聚类和Graph Cuts算法对图像中的光斑进行分类和分割,相比传统算法保留了主光斑附近由于设备放电引起的灰度值较大的小光斑,滤除与主光斑较远且灰度值小的小光斑,提出根据光斑位置关系与灰度值进行图像分割的算法,得到了不同气象条件下导线所加电压与等效紫外光斑面积之间的关系,使用切线法获得了电晕放电起始电压,在仅考虑电晕起始电压的条件下对特高压导线选型提供参考。     

特高压交流试验基地的建设

国家电网公司特高压交流试验基地的建设是我国交流特高压输变电试验示范工程的重要组成部分。为了给我国特高压输电系统工程提供有力的技术支持和服务,介绍了特高压交流试验基地的总体规划、技术要求、主要试验功能和建设中的技术难点。特高压交流试验基地占地14万m2,由220kV电源系统、1km特高压单回试验线段和1km特高压同塔双回试验线段、特高压设备带电考核场、大电流升流装置、电磁环境参数测试场及屏蔽室、环境气候试验室、特高压电晕试验笼以及辅助设施等组成,其中重点就1000kV单回和同塔双回试验线段、特高压设备长期带电考核场、环境气候试验室、电磁环境测量和电晕试验笼的优化设计等进行了讨论。     

碳纤维复合芯导线与钢芯铝绞线的起晕特性对比试验

为研究碳纤维复合芯导线（ACCC）的起晕特性,基于小电晕笼电晕测量系统进行了ACCC-600/71单根导线和LGJ-630/45钢芯铝绞线单根导线起始电晕特性的对比试验。试验结果表明：在干净及人工涂污下,ACCC-600/71导线的起晕电压均要高出LGJ-630/45导线起晕电压,说明ACCC-600/71导线确实能够降低线路损耗,在节能、环保方面具有良好运行性能;表面污秽会降低导线表面粗糙度系数,从而大幅度降低起晕电压,且污秽物颗粒度越大影响程度越高。