特高压直流输电线路合成电场计算方法及其影响因素分析

为更准确地计算特高压直流输电线路合成场强,采用有限元法计算了±800kV特高压直流输电线路标称电场,在有限元法中引入无限元边界,突破了有限元法计算闭域问题的局限,将计算场域有效地扩展到无穷远处,进而总结了美国EPRI提出的经验公式,计算了线路下方合成场强,并结合环境及大气条件对电晕放电的影响,分析了地面合成场强随导线表面状况、湿度、气压和海拔高度变化的规律。结果表明,所提算法合理、可行,且具有较高精度,可为特高压输电线路建设和运行提供参考;直流输电线路合成场强计算不可忽略环境及大气条件的影响。     

±800 kV特高压直流输电线路电磁环境参数的计算研究

针对±800kV特高压直流输电系统涉及到一系列诸如导线及铁塔选型、直流极间距与对地高度的优化等技术问题．提出如何准确计算±800kV特高压直流输电线路的电磁环境参数。为设计和运行提供借鉴参考。研究围绕合成电场、磁场、无线电干扰和可听噪声等电磁环境参数,通过对不同杆塔和导线型式进行计算,得出了满足相应标准的导线型式和对地高度。     

±1 100 kV特高压直流换流站直流场导体的电磁计算与设计选型

±1 100 kV特高压直流输电工程尚属首次提出,尤其是对于±1 100 kV的直流场设计,无成熟经验可借鉴,开展±1 100 kV导体计算和选型研究,有利于直流场的设计及工程的安全、可靠和经济运行。从电晕和合成场强两个方面对导体分别建立了数学计算模型,并利用matlab进行了仿真建模,计算了导体表面最大场强与起始电晕,计算了导体的空间合成场强,以及不同高度下的地面合成场强。根据计算的结果,结合工程实际,分户内布置和户外布置两种情况,分别给出了±1 100 kV的导体设计选型建议。     

±800kV锦苏线张力放线防感应电措施

针对锦屏—苏南±800kV特高压直流输电线路工程在包夹段张力放线过程中会引发较高感应电问题,通过建立相应感应电模型,按锦苏线两极导线分别悬空2m和28m仿真计算,得出导线B悬空2m时对地感应电压为5.032kV,悬空28m时对地感应电压为55.436kV。结合±800kV锦苏线工程的施工特点和以往专用接地工器具的使用经验,制定了放线时防感应电的技术措施和操作要求,取得了良好的效果,有力地保证了张力放线过程中施工人员和设备的安全。     

±500 kV直流同杆并架输电线路无线电干扰研究

针对导线电晕产生的无线电干扰直接影响线路导线的选取、排列方式、导线对地高度和塔型的确定,计算分析了直流输电线路电磁环境的无线电干扰,在"F"塔型的基础上采用镜象延拓建立双回线路模型,研究了±500 kV同塔双回直流线路4种极导线布置方案下的无线电干扰及对地平均高度、导线分裂教、子导线截面、分裂间距对无线电干扰的影响,提出了满足无线电干扰限值要求的导线布置及线路参数.     

直流输电线路合成电场计算时两种假设的合理性分析

高压直流输电线路合成电场是直流输电工程重要的环境指标,其计算涉及复杂的直流电晕放电过程,往往采用Deutsch假设或Kaptzov假设进行简化,但目前对这两种假设的合理性具体分析不足。对此,分析了应用Deutsch假设需满足的物理条件,实际运用中该假设条件难以满足,计算结果存在一定误差;采用迎风有限元计算模型,针对我国典型±500、±800kV的线路参数进行计算,发现可忽略导线电晕电流变化对导线表面电场强度的影响,满足Kaptzov假设,并与我国±800kV线路地面合成电场的实测结果进行对比,验证了Kaptzov假设比Deutsch假设计算结果更合理。     

基于BPA法计算特高压直流输电线路合成电场

为研究特高压直流输电线路地面附近的离子流场问题,应用BPA法求解双极直流输电线路离子流场,结合逐次镜像法计算的标称电场,进而求得合成电场,并利用该方法计算了±800 kV直流输电线路的离子流场与合成电场问题,分析了导线对地高度、极间距、子导线半径对特高压直流输电线路合成电场的影响。此外,还对比了求解合成电场强度的电场线法。结果表明,BPA法求解离子流场准确有效,且计算效率大大提高;提高导线架设高度和增加分裂子导线半径均可改善地面附近电磁环境,而减小导线极间距能够降低地面附近的合成电场强度,但效果不明显。     

±800 kV特高压直流输电线路电磁环境 参数控制指标研究

采用长距离、大容量输电时,特高压直流输电能够有效地节省线路走廊、有助于改善网络结构,实现大范围的资源优化配置。总结了国内外研究成果,结合我国实际情况,就如何规范±800kV特高压直流输电线路的环境行为,围绕电场、磁场、无线电干扰和可听噪声等电磁环境参数进行研究,提出了环境参数的控制指标：以30kVhn作为直流输电线路下方最大地面合成场强的控制指标;25kV／m作为邻近民房的最大合成场强的控制指标;以好天气下58dB（μV／m）为距极导线投影外侧20m处0．5MHz的无线电干扰电平的控制指标;L50=50dB（A）为线路可听噪声设计控制指标,人口密集区以L50=45dB（A）校核。     

±500kV直流同杆并架输电线路无线电干扰研究

针对导线电晕产生的无线电干扰直接影响线路导线的选取、排列方式、导线对地高度和塔型的确定,计算分析了直流输电线路电磁环境的无线电干扰,在“F”塔型的基础上采用镜象延拓建立双回线路模型,研究了±500kV同塔双回直流线路4种极导线布置方案下的无线电干扰及对地平均高度、导线分裂数、子导线截面、分裂间距对无线电干扰的影响,提出了满足无线电干扰限值要求的导线布置及线路参数。     

基于全寿命周期的特高压直流输电线路导线选型

导线的选择是±800 k V特高压直流输电线路工程的重要课题,它对线路的输送容量、传输性能、电磁环境(合成场强、导线表面最大场强、电晕、无线电干扰、噪声等)和技术经济指标都有很大的影响。因此,选择合理的导线型式对±800 k V输电线路的建设和运行至关重要。针对山地、高山地区±800 k V输电线路的特点,采用全寿命周期技术经济分析方法,对于不同气象条件下的线路着重研究导线截面、型式等对工程造价和年费用的影响,从而选取最经济的导线型号。     

±660 kV宁东直流输电线电磁环境

以宁东-山东±660kV直流线路工程为背景．针对2种运行方式,计算和分析了输电线路下方地面电场与离子流密度的分布情况,研究了工程投运后产生的电磁环境特点。结果表明：在双极运行方式下,地面场强与离子流密度均满足环境要求：由于同性电荷排斥作用．带有相同极性的高电压的并联极导线既加强了地面电场强度．又增加了离子流密度,因此极导线并联大地回线运行方式下的地面场强与离子流密度最大。实际工程中应尽量避免采取这种运行方式。     

多回超/特高压交流输电线路交叉跨越情况下无线电干扰特性研究

鉴于我国特高压交流线路跨越超高压交流线路架设的情况越来越普遍,电晕放电引起的无线电干扰问题已成为线路导线选型和杆塔结构优化设计的重要考虑因素之一,建立了输电线路无线电干扰特性仿真计算模型,利用模态传播原理获取电晕放电电流在导线上的分布特性,获得了不同路径上的无线电干扰分布情况,通过测量河南省南阳市境内实际运行中的一条1 000kV特高压交流输电线路跨越500kV超高压交流输电线路的无线电干扰特性验证了所建模型的有效性,进而建模分析了线路不同对地高度、交叉角度等对无线电干扰特性的影响规律。结果表明,增加线路对地距离可有效减少场强幅值,但衰减速度会减慢;增大交叉角度可减小场强幅值,增大衰减速度,使边相外20m场强值有所增加。     

±660 kV宁东直流输电线电磁环境

以宁东--山东±660 kV直流线路工程为背景,针对2种运行方式,计算和分析了输电线路下方地面电场与离子流密度的分布情况,研究了工程投运后产生的电磁环境特点.结果表明:在双极运行方式下,地面场强与离子流密度均满足环境要求;由于同性电荷排斥作用,带有相同极性的高电压的并联极导线既加强了地面电场强度,又增加了离子流密度,因此极导线并联大地回线运行方式下的地面场强与离子流密度最大,实际工程中应尽量避免采取这种运行方式.     

750kV变电站导线场强及电晕噪声分布

为了研究电晕噪声与导线电场强度的关系,对变电站导体电晕控制场强进行了海拔修正,获得了高海拔750kV变电站内导线表面场强限值,建立了750kV变电站四分裂导线模型,使用有限元分析软件计算了导线表面电场分布,进而预测了导线电晕噪声,获得了电晕噪声与距离的分布曲线。与使用噪声频谱测试仪测量的B相中心线—C相直线路径噪声分布的对比结果表明,实测数据与计算数据具有较好的一致性。     

高海拔地区750 kV输电工程导线可见电晕试验研究

我国第一条750kV输电线路经过地区海拔高度基本在2000m以上,与国外已经运行的750kV输电工程的运行环境有较大差异。在其线路设计中,导线的电晕特性对导线的选型有重大意义。用分裂导线控制导线表面的电场强度,可以避免大量的电晕损失。通过导线起晕电压试验,研究了导线表面场强计算,获得了高海拔地区750kV输电工程设计基本参数,其研究成果推动和支撑了西北750kV输变电工程建设。     

±800kV特高压复奉直流接地极线路调爬工程施工技术

强调了提高特高压直流接地极线路绝缘水平的重要性,通过将接地极线路绝缘子片数增加至5片,并按照间隙与绝缘子干弧距离比值为(80+2.5)%配置并联间隙,同时确保满足导线对地及交叉跨越安全距离要求等技术要点,确保了接地极线路满足线路运行规范,提高了电网运行的可靠性和稳定性。最后探讨了±800kV奉贤换流站-廊下接地极线路调爬工程的施工技术,并为重要输电通道特高压直流线路技改工程提供施工经验。     

750 kV输电线路电晕损失测量技术

介绍了在西北高海拔地理环境下,750 kV输电线路电晕损失测量技术研究的重点成果.研究了光纤数字化电晕损失测量方法,利用电晕笼获得不同类型750 kV输电线路导线在不同场强下电晕损失的关键参数;借助可移动式电晕笼,在环境气候实验室获得0～4000m海拔下750 kV输电线路导线电晕损失的实测曲线;首次提出指数形式以及改进线性形式的六分裂导线电晕损失海拔修正方法;研究结果对不同海拔高度的750 kV输电线路导线结构设计具有参考价值.     

荆—枫±500 kV同塔双回直流线路的极导线布置研究

根据直流输电线路的主要设计原则和特点,通过仿真计算,从电磁环境、过电压水平、雷电性能及线路运行维护等方面对荆—枫±500 kV同塔双回直流线路的4种极导线布置方案进行了分析比较,并确定了最佳极导线布置方案。所得结果已用于荆—枫±500 kV同塔双回直流输电线路设计中,且工程项目已良好运行超过1年,验证了该设计方案的实用性和有效性。     

高压直流电流互感器运行现状及现场校准技术研究

±500kV和±800kV高压直流输电工程已在我国顺利实施,±1 000kV特高压直流输电系统已处于研究试运行阶段。由于缺乏理论研究和试验设备的支撑,尚不具备额定条件下直流互感器现场校准的条件。报告了高压直流输电工程中高压直流电流互感器的运行及其校准技术现状,研究了直流电流互感器的现场校准方法并提出了现场校准中的关键问题,为高压直流电流互感器现场校准技术提供有益参考。     

±800kV换流变压器套管电场分布三维仿真研究

为解决特高压直流套管绝缘破坏问题,分析了±800kV特高压直流套管的特性,利用Ansoft软件建立套管的三维仿真模型,计算了特高压直流套管在稳态直流、工频交流和极性反转电压下套管内部的精确场强和电位分布,并得到了在温度梯度作用下直流电压和极性反转电压下的特高压套管的电场、电位仿真结果。结果表明,直流电压下,套管的最大电位与交流电压相比,高出约37%。在法兰处,直流电压下其最大电场强度为2.07MV/m,交流电压下其最大电场强度为1.5MV/m,最大电场强度高出27.5%。靠近中心导管端部分的SF6气体中电位分布较集中。温度梯度影响下套管的硅橡胶伞裙最高场强出现在极性反转完成时第5片伞裙附近,最高场强达到1.16 MV/m。相比于常温下硅橡胶伞裙最高场强0.85 MV/m提高了36.4%,说明套管的电场强度更容易发生畸变,将导致绝缘问题的发生。研究成果可为特高压直流套管设计提供参考。