特高压交流输电线路电晕效应的预测方法,Ⅱ:无线电干扰

利用特高压电晕笼开展了13种导线的无线电干扰试验,获得了单位长不同导线的无线电干扰激发函数,分析了导线表面场强、子导线线径、分裂间距和分裂数等因素对导线电晕无线电干扰激发函数的影响规律。结果表明:无线电干扰激发函数与导线表面场强的负倒数呈线性关系;在相同的导线表面场强下,无线电干扰激发函数与子导线线径、分裂数的对数呈线性递增关系,而分裂间距对无线电干扰激发函数影响不大。通过多元回归分析方法对试验数据进行统计分析,回归方程和相关系数的显著性分析结果表明回归方程高度显著,且逼近效果好,回归方程各系数也是高度显著的,可对无线电干扰激发函数进行有效的预测,通过无线电干扰激发函数法可转化为实际特高压输电线路无线电干扰水平,为我国特高压输电线路导线选型设计提供参考。     

±1100 kV特高压直流导线表面标称电场及其影响因素研究

我国±1100 kV特高压直流(UHVDC)输电工程已经进入设计和建设阶段.近年来,特高压输电导线表面的电晕放电所引起的电磁环境现象逐渐受到学者的重视.当高压导线表面场强超过临界值时,导线周围的空气分子将被电离,发生电晕放电,形成正负离子或空间电荷.由于导线表面电场强度与诸如无线电干扰(RI)、可听噪声(AN)、地面处的合成电场和离子流密度等电磁环境参数密切相关,因而有必要计算并控制特高压输电导线的表面电场强度.使用模拟电荷法(CSM)计算了±1100 kV特高压直流输电子导线表面的标称电场分布,将高压导线表面的面电荷等效为成对的线电荷,子导线表面的电场强度可以使用线电荷获得.此外,还研究了导线高度、极间距、分裂间距和子导线半径等因素对子导线表面标称电场强度的影响.计算结果表明,与导线高度、极间距、分裂间距相比,子导线直径是影响子导线表面场强最显著的几何参数.当其他因素不变时,子导线表面场强的变化与子导线直径的变化在同一数量级;子导线表面场强的变化比导线高度、极间距、分裂间距的变化小一个数量级.最后还对线路无线电干扰和可听噪声进行了计算.     

降低特高压输电线路电晕可听噪声的措施

文章通过对世界各国超高压、特高压输电线路可听噪声的情况调查, 结合我国特高压输电线路的工程实际和环保要求, 进行电晕可听噪声的计算, 从而提出工程中较为可行的降低电晕可听噪声的措施: 增加分裂导线的直径、增加分裂导线的数量、改变分裂导线的间距。     

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。     

±800kV特高压直流输电线路电磁干扰研究

直流输电线路在正常电压运行下允许一定程度的电晕放电,电晕放电产生电晕损失,引起无线电干扰及可听噪声。分析了±800 kV特高压直流输电线路的无线电干扰及可听噪声,采用逐步镜像法计算导线表面电位梯度,分析无线电干扰及可听噪声的计算方法,编写计算程序,计算结果表明:改变导线截面、导线对地高度、分裂间距及导线分裂数可降低无线电干扰及可听噪声的水平。     

不同子导线排列下电场精细化模拟研究

高压输电线路常采用多分裂导线提高单位输电线路的输电容量,由于子导线之间的互相影响,表面电场分布并不均匀.这种不均匀性增大了相导线的表面电场强度,导线表面场强达到电晕起始场强后,会产生电晕乃至放电,从而产生电晕损耗、电磁、无线电干扰、可听噪声以及加速老化等问题,威胁线路的正常运行.目前国内外通过有限元法对不同布局时的分裂...     

电晕笼内多分裂导线电晕损耗

当输电线路的导线表面场强超过空气的击穿场强时,输电线路上就产生电晕放电,导线附近区域的空气放电产生热、光、可听噪声和无线电干扰等,同时伴随着大量的电晕损耗,系统研究线路电晕损耗及其影响因素具有重要的工程应用及理论价值。建立电晕笼内多分裂导线的平面及三维仿真模型,分别对2种模型下的多分裂导线表面电场进行仿真分析,研究了特高压大电晕笼防护段尺寸对多分裂导线表面场强的影响,从而确定大电晕笼防护段最佳尺寸。根据三维模型仿真结果,试验测量电晕笼内多分裂导线在不同降雨率下的电晕损耗,可作为实际线路电晕损耗估算的参考。     

特高压输电对环境影响的讨论

特高压输电与较低电压输电相比有许多优点 ,我国采用特高压输电是必然的趋势。但是 ,特高压输电产生的强电场、电晕放电和可听噪声等 ,会引起一系列环境问题。因此 ,要加强特高压输电技术的研究。只要合理选择分裂子导线的半径和根数 ,以及分裂间距和离地高度 ,特高压输电的各种影响均可限制在允许范围内 。     

输电线路可听噪声研究综述

笔者较全面地阐述了输电线路可听噪声控制的重要意义和这些年来国内外的研究成果,说明了导线表面空气电晕放电是交直流输电线路噪声问题产生的原因。系统地分析了交直流输电线路可听噪声的两大类影响因素,即线路结构、设计和施工方面的影响与大气及环境等外部条件的影响。归纳了降低输电线路可听噪声的方法,提出目前工程中较为可行的措施是增加分裂导线的直径和分裂数,改变分裂导线的间距。介绍了国外交直流输电线路可听噪声的限值及目前开展的特高压交直流输电线路可听噪声的限值情况,交流输电线路按照55 dB(A)进行限制,直流输电线路在平原地区按照45 dB(A)进行限制,在高海拔地区按照45～50 dB(A)进行限制。     

±1100kV特高压直流输电线路按电磁环境条件的导线设计

目前尚无对±1 100kV特高压直流(UHVDC)输电线路导线选型的系统研究成果。为此,从满足电磁环境要求的角度,对±1 100kV特高压直流输电线路的导线选型及分裂方式进行了研究。采用合成场强解析法、EPRI可听噪声计算法和CISPR无线电干扰计算法等国际公认的、经过实际工程验证且广泛使用的计算分析方法,研究了±1 100kV特高压直流输电线路的结构参数(分裂导线根数、子导线截面、导线分裂间距、极导线对地高度和极导线间距)对地面合成电场、电晕可听噪声和无线电干扰场强的影响,发现可听噪声是决定导线方式的主要因素。对满足电磁环境限值的不同导线方案进行了经济比较,根据电磁环境预测分析及经济比较结果可以得出,8分裂JL/G3A-1000/45型导线在满足电磁环境要求的同时年费用最小。因此提出±1 100kV特高压直流输电线路的导线采用8分裂JL/G3A-1000/45型导线的建议。     

4000 m高海拔地区特高压变电站导线电晕特性与选型研究

1000 kV变电站中导线连接方式多样,其表面电场分布由于邻近效应而极不均匀,导线表面易发生电晕放电,尤其在高海拔地区,导线起晕电压将降低。为了防治导线表面电晕,优化变电站电磁环境,必须选择合理的导线型式。提出了一种数值计算和有限元仿真为主、电晕模拟试验为辅的变电导线选型方法,研究提出了导线表面场强控制值,计算获得了采用不同选型方案时导线表面工作场强与临界场强之比E_m/E_c、可听噪声L₅₀值与电场分布,给出了4000 m海拔特高压变电站导线选型方案并通过了电晕试验验证。结果表明：导线表面场强控制值推荐取值为1.84 kV/mm;若4000 m海拔特高压变电站仍采用常规4分裂导线,则其站内E_m/E_c和可听噪声L₅₀值将分别增大50.0%和23.7%,导线表面电晕严重。采用该推荐选型方案时,站内E_m/E_c和可听噪声L₅₀值分别为0.79和60.29 dB,导线表面最大场强为1.67 kV/mm,...     

特高压输电线路电气和电晕特性研究

研究特高压输电线路的主要电气参数、导线表面最大电场强度与分裂导线结构几何参数的关系，介绍工程上适用的主要电气参数和导线表面最大电场强度的计算方法。以现有高压试验数据为基础，探讨特高压输电线路的电晕随天气条件和分裂导线几何参数变化的规律。按照不同天气条件下人对可听噪声感受的不同限值要求，提出1000kV输电线路分裂导线必须达到的基本几何参数。     

基于特高压电晕笼的多分裂导线交流电晕特性研究

为了研究超特高压输电线路的交流电晕特性及其电磁环境,有必要获得不同型式多分裂导线的电晕特性参数.笔者介绍了基于特高压电晕笼的电晕效应试验方法和原理,深入分析和处理相关数据得到导线的可听噪声功率密度和无线电干扰激发函数,经过与已有的国外电晕特性经验公式曲线进行比较,证明了试验数据的有效性,并通过大量导线在不同天气、不同子...     

高压直流输电异形分裂导线的优化布置

异型分裂导线的合理排布可减小导线表面场强,从而减小可听噪声、无线电干扰和电晕损耗等电晕效应。目前国内外的分裂导线布置方式一般为正多边形,分布在圆形上,各子导线表面的电场均衡性较差。提出了一种高压直流输电分裂导线的优化布置方法,研究了不同的分裂导线布置形式,得出了子导线对称地分布在椭圆形上,且椭圆形的长轴垂直于地面时,存在一个最优的排列方式使得最大的子导线表面场强最大值与最小的子导线表面场强最大值的比值最小,各子导线表面场强分布最均衡;并给出了分裂导线的导线表面场强最优时导线所在椭圆的最佳长短轴比例。研究结果为特高压直流输电线路的分裂导线更优电磁环境布置方式提供了参考。     

±500kV青藏直流输电线路导线选型研究

研究了±500kV青藏直流输电线路的结构参数(导线分裂数、子导线截面、导线分裂间距、极导线对地高度和极导线间距)对无线电干扰、可听噪声和合成场强的影响;对±500kV青藏直流输电线路的电磁环境进行了预测分析。根据电磁环境限值、电磁环境预测分析结果等,确定了±500kV青藏直流输电线路的导线结构。     

±800kV直流输电线路的导线选型研究

分裂导线选择是发展特高压直流输电工程的关键技术之一，对±800kV直流输电线路的设计、保护环境和控制工程投资至关重要。采用国际公认的、经过实际工程验证且广泛使用的计算分析方法，研究了±800kV直流输电线路的结构参数(导线分裂数、子导线截面、导线分裂间距、极导线对地高度和极导线间距)对合成电场、离子流密度、可听噪声和无线电干扰场强的影响；对±800kV直流输电线路的电磁环境进行了预测分析。根据电磁环境限值、电磁环境预测分析结果等，确定了±800kV直流输电线路的导线结构。     

特高压交流输电工程导线截面及分裂形式研究

为了有效控制线路损耗和电磁环境指标,降低线路造价,选择合理的导线截面及分裂形式,通过分析1 000kV交流输电线路不同分裂形式和不同子导线直径的导线表面电位梯度、导线起晕电压、导线电晕损耗、无线电干扰和可听噪声,比较了各种导线方案的优劣,并研究了高海拔条件对导线起晕电压、导线电晕损耗、无线电干扰和可听噪声的影响,对比了各导线方案对不同海拔地区的适应性。最终结合工程提出了满足电气性能和机械特性要求,适合于我国特高压输电的导线截面及分裂形式,对保证输电系统经济运行和节约工程投资有着重要意义。     

特高压直流长、短输电线路可听噪声的转换关系研究

输电线路的可听噪声是发展特高压直流输电需要解决的关键技术问题之一。特高压直流试验线段和电晕笼是研究实际线路可听噪声的重要试验设施。研究特高压直流长、短输电线路可听噪声的转换关系,对于利用特高压直流试验基地建设的试验线段和电晕笼的试验结果预测实际特高压输电线路的可听噪声有重要意义。推导了由可听噪声产生功率表示的任意长度输电线路下方地面各位置处可听噪声的计算公式,并由此得出直流长、短输电线路可听噪声之间的关联关系。当单回直流试验线段的长度大于测量点到正极导线距离的10倍、测量点在线路纵向上偏移中心点不超过线路总长的20%时,可近似认为试验线段下可听噪声的测量结果为实际无限长线路相同位置处的可听噪声水平。     

积灰对输电线路导线电晕特性影响的电晕笼试验分析

在同一气候条件下,同一档距的电晕特性主要由导线高度和导线表面状况决定,这两者受当地各种气候环境影响。西北地区干旱而且多灰,这可能对750kV线路电晕特性有较大的影响。为了解这一影响,利用国家电网交流特高压试验基地电晕笼,模拟好天气(干燥导线)和雨天(淋雨)情况,对750kV积灰和光洁导线(6×400mm)在不同试验电压(不同表面场强)下的无线电干扰和可听噪声进行了试验测量。结果表明:在750kV示范工程设计的导线表面场强范围内,对于干燥导线,积灰导线产生的无线电干扰和可听噪声值均大于光洁导线所产生的,并且无线电干扰受影响严重,0.5MHz时无线电干扰差值可达20dB;在淋雨情况下,光洁和积灰导线电晕产生的无线电干扰差别不明显,但噪声差别明显,淋雨情况下积灰导线电晕产生的可听噪声约大光洁导线5～8dB。在试验导线表面场强达到一定程度后,积灰对导线电晕特性的影响逐渐减小。     

特高压直流导线在单双极电晕笼中的可听噪声测量与分析

利用国家电网公司特高压直流试验基地直流电晕笼,对特高压直流导线在正极、负极、正负双极电晕笼中的可听噪声测量方法进行了研究。对单双极电晕笼内直流导线的表面电场进行了有限元仿真计算。计算结果表明,若施加相同等级的电压,单双极电晕笼中直流导线表面的平均最大标称电场相对差值在0.4%之内,采用单、双极电晕笼试验对导线表面场强的影响可以忽略不计。对单双极电晕笼中的特高压直流正极、负极、正负双极导线的可听噪声进行了全电压测量与分析。结果表明,对于我国现有的直流线路来说,利用正单极电晕笼代替正负双极电晕笼进行可听噪声试验是可行的。