特高压直流输电线路雷电屏蔽模型试验设计

采用模型试验方法修正特高压直流输电线路雷电屏蔽性能的计算方法,并对其影响因素进行了分析.针对当前国内外已开展的模型试验、现场观测与计算方法中存在的问题和不足,结合昆明特高压国家工程实验室的试验条件和国内外已有试验与观测结果,设计了±800 kV特高压直流输电线路典型间隙试验、击距模型试验和上行先导模型试验的关键参数、结构布置与试验方案.     

一类分数阶电力电容器动力学建模与数值分析

针对整数阶电力电容器绝缘设计中电场分布不均匀的问题,提出了一种分数阶电场优化模型。该模型基于分数阶微积分算子理论,设计了含10kV并联电力电容器的分数阶链型等效分抗电路拓扑结构,进而采用ABM(Adams-Bashford-Moulton)预估校正算法对模型进行了频域转换。当分数阶阶次取0.1~0.9且最大误差分别为2dB和3dB时,通过数值模拟得到等效电路中电容内部各等效点的电位值。仿真结果表明,当确定了波特图的最大误差时,随着分数阶阶次的增加,电容内部的电场分布趋于均匀,各点电压的相位值在同一时间逐渐增大,并展现出良好的空间关联性。     

后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响研究

为分析负极性后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响,采用电磁暂态程序计算绕击耐雷水平、改进电气几何模型计算线路绕击跳闸率的方法,研究了首次雷击、与首次雷击相同以及不同回击通道的后续雷击下雷电流波形和幅值分布、杆塔高度和地线保护角对典型结构的110、220、500和1 000kV输电线路绕击耐雷性能的影响.结果表明:后续雷击的电流分布对线路绕击跳闸率影响极大,而后续雷电流波形影响很小;异回击通道后续雷击对500kV以下线路的绕击跳闸率影响很大,而对特高压线路影响较小;500kV线路有必要考虑后续雷击的影响;在线路首次雷击和异回击通道后续雷击绕击跳闸率为0的情况下,同回击通道后续雷击仍可能造成绕击跳闸.     

变压器绕组对局部放电电磁波传播特性的影响

为了研究变压器绕组对局部放电电磁波传播特性的影响,根据一台330kV变压器绕组的实际结构,建立了变压器绕组仿真计算模型。采用时域有限差分法(FDTD)研究了局部放电发生在绕组内部和外部时,变压器绕组对电磁波时域波形幅值的衰减规律,以及在相同的条件下绕组对局部放电电磁波频谱分布的影响,并通过与无障碍空间中传播时局部放电电磁波的频率特性进行对比,得到了局部放电电磁波不同频率段的频率幅值和,及其在总频率幅值和中所占的比例。研究发现:绕组对内部放电和外部放电产生的局部放电电磁波传播特性的影响不同,绕组对内部放电产生的不同频率段电磁波的幅值有增强的作用,而且对1 000~2 500MHz高频段的增强作用比其他频率段强;绕组对外部放电产生的电磁波幅值有较强衰减作用,穿过绕组后电磁波的幅值至少衰减为无障碍空间时幅值的70%。     

Q235钢在广东省输电杆塔现场的大气腐蚀行为

基于广东省输电线路分布情况,在城市、工业、海洋和乡村4种环境中选取有代表性的10条杆塔线路,通过1年的现场暴露实验研究了杆塔用Q235钢的大气腐蚀行为,在6、12个月时各取样一次;利用失重法测量各挂片的单位面积腐蚀失重,研究了不同环境中的腐蚀失重规律,并采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀产物结构和微观形貌进行表征.结果表明:广东省大气腐蚀等级主要为C3,其次为C2,属于中度腐蚀;不同特征的环境对大气腐蚀的影响从重到轻依次为重工业、海洋+轻工业复合、海洋和特大城市、中小型城市及乡村;在12个月的试验周期内,Q235钢前6个月的腐蚀速率明显高于后6个月;腐蚀产物主要为花瓣网状和细针状结构的α-FeOOH和γ-FeOOH,在海洋环境中还出现少量β-FeOOH.     

基于铁塔等效的交叉跨越架空线安全距离分析

精细化塔线体系有限元模型动态响应计算需要耗费大量计算成本，不适应于重要交叉跨越线路动态安全距离的实时计算。本文给出了一种输电铁塔等效刚度的计算方法，并使用等效铁塔模型建立了交叉跨越塔线体系模型。针对一220kV交叉跨越线路架空线动态安全距离实例分析，发现等效模型在静力特性、振型和固有频率方面与桁梁模型具有良好的一致性。在此基础上本文分别对桁梁模型和等效模型建立的塔线体系进行了600s的动态响应模拟。结果显示，等效模型塔线体系中架空线节点的位移时程曲线与桁梁模型结果相似度高，在进行交叉跨越线路的动态响应分析时，使用等效模型代替桁梁模型能显著减少模型中的单元数量，节省计算耗时。经计算，在31m/s大风条件下该交叉跨越的架空线距离能保持在安全距离以上。