交流特高压避雷器等变电设备带电考核

特高压交流试验示范工程用的1000kV变电设备在我国是全新电气设备,目前不具备对特高压设备进行挂网试运行的条件,为确保特高压试验示范工程一次投运成功、长期可靠运行,进行了在特高压交流试验基地带电考核场内对特高压避雷器、电容式电压互感器(CVT)、支柱绝缘子和变电金具进行带电考核。考核设备在考核场内的布置和连接方式参照特高压交流试验示范工程3个变电站/开关站的实际布置和连接。相关试验充分考核了特高压避雷器、CVT、支柱绝缘子及变电金具的电气性能和机械性能;验证了试验示范工程中相关设备布局、连接方式的合理性;同时考核过程中对噪声进行了治理,取得了良好的效果;取得了设备均匀环、变电金具、耐张串绝缘子均压环的电晕特性、噪声水平和地面场强等的第一手资料。带电考核工作不仅完成了预期的考核任务,还为特高压交流试验示范工程积累了有益的经验。     

1000kV交流同塔双回输电线路刚性跳线电晕特性

1 000 kV特高压交流同塔双回输电线路由于电场间的相互影响,其电晕问题更为突出,根据示范工程开展的同塔双回耐张塔跳线及金具的电场计算结果,需要对跳线及其金具结构进行优化。为获得优化后的跳线及金具电晕放电特性,利用紫外成像仪对笼式和铝管式2类不同结构刚性跳线开展电晕特性试验研究,找出有明显电晕放电的跳线及金具,确定放电位置和电晕起始电压试验值。采用三维有限元方法建立仿真模型,计算场强,分析产生电晕的原因。研究结果不仅验证了电晕特性研究方法的有效性,同时表明优化后的跳线及金具能有效降低电场强度,防晕效果显著。根据研究成果,推荐采用的刚性跳线及配套连接金具满足特高压同塔双回输电线路的运行要求,已应用于示范工程的设计建设中。     

特高压南阳站扩建工程大跨线安装金具组件的优化改进

与特高压交流试验示范工程相比,特高压南阳站扩建工程跨线安装档距、牵引张力、挂点高差更大,尤其是晋东南侧高压电抗器上方92 m大跨线,对吊装可靠性和操作便捷性提出了更高要求。对特高压南阳站大跨线安装中,设计优化的牵引吊装金具以及连接金具进行了介绍和分析,可为今后的同类工程提供一定的参考。     

1 000 kV特高压交流试验基地试验线段设计概述

1 000 kV 架空输电线路在我国为新的电压等级输电线路, 属特高压输电技术。1 000 kV 晋东南-南阳-荆门试验示范工程的设计过程中, 对关键技术、设计专题进行了研究, 同时参考了国外特高压架空送电线路的已有经验, 但研究结果的工程适用性仍有待试验检验。为保证交流特高压试验示范工程设计、建设的顺利进行和以后的安全运行, 在武汉建成了特高压交流试验基地, 并且单回试验线段成功带电试运行。试验基地的线路部分分为单、双回路试验线段, 根据试验要求, 在塔型设计、杆塔结构、金具串型式等方面做了探索性的工作。     

特高压交流试验基地变电构架区可听噪声源特征频率分析

为了改善变电站噪声环境、推进特高压工程建设,通过电晕笼和金具试验测量到的导线及金具噪声频谱,归纳出了电晕噪声主要频谱特性;通过测量特高压交流试验基地及特高压示范工程变电站内变压器的噪声,归纳出了变压器噪声主要频谱特性。在对特高压交流试验基地变电构架噪声进行实测的基础上,分析了特高压交流试验基地变电构架下各噪声源特征频率的分布,得出在合理设计均压环及母线的情况下,变电构架可听噪声对总体噪声贡献很小的结论。该结论可用于指导治理变电站的可听噪声。     

特高压交流铝管式刚性跳线电场计算和分析

1000 kV特高压交流输电线路耐张塔采用的铝管式刚性跳线,其跳线、间隔棒和铝管端部连接金具等结构较为复杂,电场强度较高,容易发生电晕,需要对其表面电场分布进行研究。为此运用3维有限元法,对特高压交流试验示范工程中采用的铝管式刚性跳线进行了电位和电场仿真计算,得到了跳线、铝管和端部金具表面的电场分布,并针对跳线和端部金具等场强较高的部位进行了结构改进,最终给出了跳线、铝管和端部金具的电场计算分析结论。研究结果表明,所处位置不同,8根子跳线表面的最大场强值各不相同;跳线间隔棒线夹曲率半径过小时,适当增大曲率半径能有效降低间隔棒发生电晕的概率。研究成果能够有效地避免铝管式刚性跳线发生电晕,已经成功应用于我国特高压交流试验示范工程,效果良好。     

1000kV特高压金具质量控制和质量检验

1000kV晋东南一南阳一荆门特高压交流试验示范工程是我国第一条,具有独特核心技术的高科技特高压交流输电线路工程。我单位承担了该工程第一标段至第三标段线路;黄河大跨越段线路;荆门变电站等五个工程标段金具的设计、试制、生产、制造及施工现场的技术安装指导工作。     

交流特高压大跨越线路金具选型初探

大跨越金具因其受力大、应用场合特别重要等原因，结构形式和设计要求不同于一般线路金具。悬垂线夹、耐张线夹、间隔棒因适用的绞线类型不同而各有特点，本文回顾了它们在我国超高压大跨越工程中的应用情况，搜集到在国外特高压线路中这几种主要金具的应用类型，加以整理、分析，找出了选择金具类型的相关因素；利用我国1000kV特高压工程前期可研阶段的资料，针对导线、地线和OPGW各自的特点，提出了我国交流特高压线路大跨越工程中可能用到的金具类型及参数的建议。     

1000kV输电线路防护金具关键技术研究

本文是国家电网公司特高压关键技术研究项目“1000kV级交流系统多分裂间隔棒及变电金具、线路金具开发研究”所取得成果的一部分。在总结国内外超高压、特高压输电线路金具研究开发的基础上,依托于“晋东南-南阳-荆门”1000kV输电线路工程建设,对特高压交流线路防护金具开发研究中的关键技术进行介绍。包括八分裂阻尼间隔棒的结构型式设计、间隔棒次档距优化布置技术、特高压线路防振锤设计、防振锤防振效果评估、均压屏蔽环的设计与试验情况进行了详细探讨,尤其是对各金具在避免可见电晕产生方面进行了重点关注。本次成功开发研制的防护金具完全满足特高压试验示范工程的各项技术要求,可直接应用于工程建设。     

中国特高压交流试验示范工程建设的基本原则

中国建设1 000 kV 特高压交流试验示范工程的首要目的是验证和掌握特高压输电技术, 考核设备, 获取运行经验, 为今后特高压电网建设奠定基础。在特高压交流试验示范工程建设过程中, 需要遵循自主创新原则、标准统一原则和规模适中原则。同时, 其技术路线应遵循有利于发挥特高压输电功能, 全面验证设备能力, 便于发现问题等原则。根据系统运行条件、工程建设条件、满足试验示范需要和风险评估等要求对3个交流特高压输电工程进行综合比较分析, 首选晋东南- 南阳- 荆门输变电工程作为我国特高压交流试验示范工程。结合晋东南- 南阳- 荆门特高压交流试验示范工程研究1 000 kV 级变电站主要设计原则。     

220kV变电站电晕噪声抑制技术研究和应用

变电站电晕放电会导致变电站工频电磁场及无线电干扰水平超标,对周围环境造成噪音和电磁污染,影响居民生活和工程的环境评价,因此必须对其进行治理。根据相关设备、金具的实际布置形式和外形结构图纸,结合变电站电晕实测结果,同时考虑相间影响和周围带电导体作用,采用有限元软件ANSYS建立了220 kV变电站典型放电位置的三维电场有限元仿真计算模型,计算了金具表面的电场分布,得到了其表面的场强最大值和分布规律。根据计算结果优化了金具的结构、尺寸和参数,并提出了电晕噪声抑制措施。仿真结果表明采取优化和抑制措施后,金具的电场分布畸变有较大改善,表面最大场强下降到3 000 V/mm以下。研究成果为变电站的防晕降噪设计提供了重要参考,为绿色电网和变电站的建设提供了依据。     

特高压变电站中带跳线Ⅱ形耐张瓷绝缘子串的均压特性

由于电压等级高,组装形式多样,受上下层构架塔、相间、导线及跳线等的影响,1 000 kV变电站内盘形瓷绝缘子串的分布电压和高压侧的电场分布很不均匀,需要对其均压特性进行研究。运用三维有限元法,考虑构架塔、导线、跳线、金具及相间等的影响,仿真计算1 000 kV特高压变电站采用的带跳线Ⅱ形耐张绝缘子串的电位和电场分布,研究均压环对其分布电压的影响,比较位于不同位置的绝缘子串的电位和电场分布差异,并通过优化最终给出适用于带跳线Ⅱ形耐张瓷绝缘子串的均压环配置方案。所得研究成果对于提高特高压变电站绝缘子的安全运行可靠性,改善特高压变电站内外的电磁环境具有重要意义,已经成功应用于我国特高压交流试验示范工程,经现场观测,运行效果良好。     

电力金具数值模拟分析中单元划分的影响

介绍通过有限元分析方法模拟机械部件在运行状态下的应力数值,用此方法模拟金具工作状态时应力分布,有助于金具失效分析工作.列举了两个金具的失效实例,讨论了平面单元和实体单元运用于金具有限元分析的选择标准.     

1 000 kV特高压输电线路配套金具研制

为了配合国家电网1000kV交流特高压输电线路的建设，在江苏省电力公司的支持下，江苏省电力试验研究院、南京线路器材厂对1000kV特高压输电线路配套金具进行了立项研究。文章结合该研究项目，对特高压线路金具的研制内容、绝缘子串典型方案确定、主要金具产品的设计以及各类电气、机械试验的研究等进行了系统的阐述。     

基于CDEGS的裸导体表面电场强度分析

DL/T 5222-2005《导体和电器选择设计技术规定》提供了裸导体可不验算电晕的最小外径的计算公式,选定的导体表面电场强度水平是否满足Q/GDW 551-2010《变电站控制电晕噪声技术导则(导体金具类)》等相关规范的电晕控制要求并有多少裕度不得而知,且应用于750 kV、1000 kV电压等级的经验不多。本文基于CDEGS仿真计算软件,对按DL/T 5222-2005规范选定的可不校验电晕的最小外径的导体表面电场强度进行了核算。结果表明按DL/T 5222-2005规范进行750 kV、1000 kV导体电晕最小外径时是可靠的,且海拔1000 m及以下全面电晕电场强度E0宜取2000 V/mm。     

1000kV交流复合绝缘子均压环参数设计

为了将1000kV交流特高压输电线路复合绝缘子沿面电场分布控制在合理的范围内,根据复合绝缘子的特点,采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,选择使用有限元法进行1000kV交流输电线路复合绝缘子串沿面电位、电场分布计算及均压环参数优化设计。应用ANSOFT软件建立1000kV交流线路带杆塔、导线的全三维模型,研究了均压环的管径、环径和抬高距离对绝缘子电场分布影响的规律,从控制电场强度的角度出发得到了均压环结构参数的配置方案。三维计算结果表明,安装了均压环后,复合绝缘子护套、金具、均压环表面最大电场强度均可以满足要求,绝缘子沿面电位分布的均匀性也得到了提高。金具可见电晕和无线电干扰试验的结果表明,高压端金具和均压环的起晕电压、无线电干扰均符合国家标准要求。     

特高压交流刚性跳线金具电晕试验

刚性跳线金具是线路金具中结构最为复杂的部分,其电晕比一般线路金具更严重,特高压交流刚性跳线尤为如此,必须通过试验研究不同类型的刚性跳线的结构及相应的电晕问题。因此通过对实际运行情况下的刚性跳线和模拟布置条件下的跳线金具进行电场计算,提出了简化模拟布置试验的方法和相应的修正系数,根据此系数提出了特高压刚性跳线可见电晕试验合格电压,并进行了模拟布置和真性跳线可见电晕试验。试验结果验证了特高压刚性跳线试验方法的有效性。     

±800kV换流站管母线合成场强特性研究

合成场强特性研究对于换流站管母线的选型和布置具有重要意义.在Deutsch假设基础上,建立换流站管母线表面场强和地面合成场强的计算模型,提出了±800 kV换流站合成场强特性的控制指标,对不同型号换流站管母线的电晕特性和合成场强进行了计算,得到了管母线起晕的高度范围和不同高度下地面最大合成场强的计算值,通过对结果的分析,给出了换流站管母线安装高度要求和选型建议.     

超高压交流变电站金具电晕特性与选型研究

为消除电晕放电造成的能量损耗和电磁干扰,对不同种类金具的电晕特性以及不同电压等级下金具选型进行研究。利用紫外成像仪对几座超高压交流变电站的电晕放电现象进行观测,找出易发生电晕放电的金具;对此金具结构建立三维有限元仿真模型,计算在施加500 kV和750 kV电压等级下,不同尺寸金具表面电场强度分布情况,并针对场强较大的结构进行优化设计。研究结果表明,随着均压环、屏蔽环管径和屏蔽球球径的增大,其表面电场强度逐渐减小;结合金具表面起晕场强控制限值,给出了500 kV和750 kV电压等级下,耐张绝缘子串屏蔽环、V型绝缘子串均压环以及导线屏蔽球的尺寸选型。