±800 kV特高压直流输电线路雷击暂态识别

特高压直流输电线路受到雷击未故障时,极线上电压行波围绕直流分量上下交替变化,与轴线电压相关度趋近于1。此特征可作为识别雷击干扰的判据。雷击故障时,雷电波中有大量高频分量,绝缘闪络后,迅速衰减;接地故障时,短路电压行波由附加电源产生,高频分量少。雷击故障最终呈现接地故障特征,经小波变换后,中低频分量与接地故障相近,故雷击故障高频能量与中低频能量比值较接地故障时大。据此特征可用来识别雷击故障和接地短路故障。利用云广±800 kV直流输电模型,采用5 ms时窗,进行了大量的EMTP暂态仿真,验证了该方法的有效性。     

±800kV直流输电线路雷击点与闪络点不一致时的行波测距

分析了特高压直流输电线路雷击点与闪络点不一致时电压行波的传播特点.在雷击侧,由雷电流注入所引起的电压行波先剑达保护安装处,而由故障引起的电压行波后到达,所检测到的电压行波起始阶段呈现出雷击未故障特征;在闪络侧,由故障引起的电压行波先到达,而由雷电流注入所引起的电压行波后到达,所检测到的电压行波起始阶段呈现故障的特征.因此,利用线路两端检测到的电压行波线模首波头幅值进行比较来识别雷击侧和闪络侧,再应用双端行波测距方法对雷击点进行定位,继而根据雷击侧电压行波首波头和故障点反射波头的时间差进一步确定闪络点的位置.仿真结果表明该方法有效.     

输电线路雷击的电磁暂态特征分析及其识别方法研究

雷击未造成故障引起的行波，在多次折、反射后将最终要衰减为零，因此其表现在时间轴上为正负交替变化，而雷击造成故障与线路故障引起的行波在故障后较短时间内变化趋势总的来说是单调的。根据这一特征，文中用一条直线对故障后的行波进行拟合，并进一步提出了波形一致性系数的概念，依此系数的大小来判断行波是故障行波还是非故障行波。该方法的理论基础较为直观，并通过大量的暂态仿真验证了论文所提出的新方法可靠、有效，而且该方法适用于一切暂态量保护的雷击干扰识别。     

±800kV直流输电线路的极波暂态量保护

构建基于极波的特高压直流输电（ultra high voltage DC,UHVDC）线路暂态保护的启动元件、边界元件、雷击干扰识别元件和故障选极元件。线路故障后,保护安装处量测的极波首波头幅值比其对应的极线电压、线模电压和零模电压首波头幅值大,且更为陡峭,故利用极波变化率构造启动判据;利用极波信息熵测度对故障特征进行定量描述、分析和估计来形成区内外故障的识别判据;雷击故障的极波波形远离零轴,而雷击未故障的极波围绕零轴交替变化,故利用短窗内极波采样值直接求均值来构建快速的雷电干扰识别算法;故障极极波与零轴构成的面积远大于非故障极波与零轴构成的面积,故利用正负极的极波与零轴构成的面积之比进行故障选极。时窗取为5ms,避开控制系统响应对暂态保护的影响。PSCAD仿真结果表明,所提极波暂态量保护原理正确,算法有效。     

±800kV直流输电线路单端行波故障定位的红绿色彩模式检测

不同于交流系统,直流母线上只有直流输电线路一回线路,线路故障单端行波定位原理不会受母线上其他线路的影响,也不存在单相电压过零点附近发生故障和两相电压相等附近发生相间故障时,初始电压行波为零或很小的问题。直流输电线路两端平波电抗器和直流滤波器构成现实的物理边界,故障电压行波在该边界处的反射系数为正且接近于1。将直流线路正、负两极故障电压行波分别映射到红、绿两个颜色通道,形成红绿色彩模式图,其颜色突变点对应于故障行波波头到达量测点的时刻,颜色突变的方向对应于波头的极性,即红色突变对应正极性浪涌,绿色突变对应负极性浪涌。根据故障点反射波与初始行波的颜色突变方向相反,对端边界反射波与初始行波的颜色突变方向相同,来识别故障位于近端1/2线长之内或之外,以及第二个波头的性质。利用图像的边缘检测方法完成故障行波奇异性检测,藉此实现单端行波定位。该方法不需要对故障行波进行小波变换,简单,直观。大量仿真试验表明该方法正确有效。     

±800 kV直流输电线路雷电绕击与反击的识别方法

研究±800 kV直流输电线路雷电绕击和反击故障的机理,建立了绕击和反击的等值电路模型。分析和仿真表明：若发生反击故障,由于杆塔接地电阻的作用,反击故障将包括雷电流入地和随之而来的塔顶电位(绝对值)骤增造成的绝缘子闪络2个过程,对应地,在这2个过程中零模电流的方向相反,使得故障后瞬间保护安装处零模电压出现正负交替;若发生绕击故障,零模电流只沿一个方向,使保护安装处零模电压在故障后一段时间内呈现单调变化。在绕击与反击故障下于保护安装处所观测的零模电压时域特征存在显著差异,在此基础上,从继电保护的角度出发,提出了一种基于小波变换的特高压直流输电线路雷电绕击与反击故障的识别方法,EMTDC仿真表明该方法能对特高压直流全线雷电绕击与反击故障进行识别,且不受雷电流波形的影响。     

±800 kV特高压直流输电线路电磁环境参数的计算研究

针对±800 kV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±800 kV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。     

±800 kV特高压直流输电线路绝缘选择

结合目前国内高压直流线路的设计运行经验,论述±800kV特高压直流输电线路的绝缘选择方法。首先论述±800kV特高压直流输电线路绝缘子片数选择的3种方法:按±500kV直流输电线路的绝缘水平外推选择;按爬电比距法选择;按污耐压法选择。其次论述对选择的片数按照过电压条件、覆冰条件进行校验的方法,同时考虑绝缘子串型式、布置的影响以及高海拔地区对片数的修正。     

±800kV直流输电工程交流滤波器暂态定值计算

特高压直流输电工程换流器运行中会产生大量谐波,对电力系统稳定和通信线路等均会造成不良影响。加装交流滤波器可以有效地降低换流器谐波危害,提高系统运行可靠性,同时补偿换流器运行中所需的无功。为了使交流滤波器在各种工况下都能安全运行,必须合理地配置避雷器并确定滤波器的绝缘配合方案。本文根据±800kV特高压直流输电工程功能规范书的要求和交流滤波器元件参数特性,选取最严酷的运行工况,计算了交流滤波器暂态负荷情况,研究得出了交流滤波器内各元件电容、电抗、电阻以及避雷器的暂态电流、电压和能量,确定了交流滤波器各元件的绝缘水平和避雷器参数配置,得出整流站和逆变站高压容器雷电耐受水平和操作耐受水平分别为1 550kV和1 175kV。研究表明通过合理确定绝缘水平并配置避雷器,可以有效地降低滤波器设备电容器、电抗器和电阻器的保护水平,同时满足交流滤波器设备安全运行要求。     

高海拔±800 kV直流输电线路电磁环境测量

直流输电线路的电晕及其相关的无线电干扰、可听噪声以及合成场强、地面离子流密度等参数已成为系统设计和运行的主要制约因素。在特高压工程技术（昆明）国家工程实验室（海拔2 100 m）内开展了±800 kV直流输电线路电晕特性及其电磁环境测量,介绍了测试系统及其设备原理,研究了电晕特性及其电磁参数在不同气象条件下的分布,结论为：气象条件对电磁环境影响明显。     

±800 kV特高压直流线路暂态保护

在对±800 kV特高压直流系统的线路故障、区外故障、雷击等暂态过程的暂态特征进行理论研究的基础上,利用小波变换对各种暂态电压进行了多尺度分析,分析结果表明,暂态电压故障分量的谱能量分布特点揭示了对应暂态过程的内在特征,利用这些特征构成暂态保护判据可以可靠地识别直流线路故障;通过PSCAD/EMTDC的大量仿真计算,验证该原理可靠性高、动作速度快,满足特高压直流线路保护快速、灵敏、可靠的要求.     

雷电流波形参数检测视角下的±800kV直流输电线路反击电磁暂态分析

从获取雷电流波形参数的角度出发,研究雷击特高压直流输电线路的避雷线档距中央、杆塔外撑角和塔顶时传输系统的行渡响应,依据分布参数电路理论分析注入传输系统的雷电流在各电流通道中的电流行波波形.当雷击避雷线或避雷线与杆塔外撑角连接处未造成闪络时,避雷线与杆塔外撑角连接处的暂态电流含有大部分雷电流上升沿响应;当雷击塔顶未闪络时...     

雷击输电线路电磁暂态仿真

雷击输电线路会引起强烈的冲击电晕，目前常用的电磁暂态仿真软件中没有冲击电晕的模型，无法对其进行仿真。通过对冲击电晕的伏库特性的分析，得到冲击电晕的等效电路，并与现有比较成熟的Marti线路模型相结合，提出了一种既考虑冲击电晕又考虑线路参数频变的电磁暂态仿真方法。通过雷击输电线路的电磁暂态仿真表明，有否考虑冲击电晕其电晕的电磁暂态过程相差很大，在研究行波保护的雷电波抗干扰方法以及线路、变电站的过电压计算时应该考虑冲击电晕对电磁暂态过程的影响。     

雷击输电线路电磁暂态仿真

雷击输电线路会引起强烈的冲击电晕,目前常用的电磁暂态仿真软件中没有冲击电晕的模型,无法对其进行仿真。通过对冲击电晕的伏库特性的分析,得到冲击电晕的等效电路,并与现有比较成熟的Marti线路模型相结合,提出了一种既考虑冲击电晕又考虑线路参数频变的电磁暂态仿真方法。通过雷击输电线路的电磁暂态仿真表明,有否考虑冲击电晕其电晕的电磁暂态过程相差很大,在研究行波保护的雷电波抗干扰方法以及线路、变电站的过电压计算时应该考虑冲击电晕对电磁暂态过程的影响。     

±800kV直流输电线路电磁环境限值研究

±800kV直流线路的电磁环境限值是确定导线型式和线路结构的重要依据,确定合理的电磁环境限值对保护环境和控制工程造价至关重要。对国际上交直流超/特高压输电线路电磁环境控制指标、有关国家和国际组织的电磁环境标准进行了分析,结合国情,提出了±800kV直流线路电场、离子流密度、磁场、无线电干扰和可听噪声的限值建议;根据电磁环境预测结果和限值,给出了±800kV直流线路的导线结构、极导线最小对地高度和不同极导线高度下的走廊宽度。结果表明:采用建议的限值来控制±800kV直流线路的电磁环境,其电场和离子流密度水平与我国超高压直流线路的相当;无线电干扰在国际上处于中等水平;可听噪声满足国家环境噪声标准。     

±800 kV特高压直流线路电磁环境研究

扎鲁特—青州与锡盟—泰州两条±800 k V直流输电线路同走廊并行跨越小清河。梳理±800 k V直流线路跨越通航河流应满足的电磁环境限值要求,借助MATLAB编制有限差分法计算程序,按照工程实际参数,建立计算模型,详细计算了干、湿导线情况下通航水位处的合成场强、可听噪声及无线电干扰值。经计算,两条线路产生的电磁环境指标均满足国家标准要求,满足线下船只通航及船闸等通航设施正常运行的要求。     

±800kV直流输电线路电磁场环境分析

为研究特高压直流输电线产生的磁场对人体及通讯设备、自然环境等的影响,利用ANSYS有限元软件建模,对±800 kV直流输电线路采用八分裂输电导线时,不同电流等级情况下产生磁场的分布规律及其数量级进行了分析.通过理论数据与国际相关限值的比较可知,该输电线路产生的磁场对周围环境以及对人体都没有危害.     

±800 kV溪洛渡-浙西直流输电工程换流站直流暂态过电压

特高压直流换流站的过电压水平对换流站设备的绝缘配合和系统的安全可靠运行等方面都有直接影响。基于溪洛渡-浙西±800 kV特高压直流输电工程,对两端换流站的高压端Y/Y换流变压器阀侧绕组接地、低压端Y/Y换流变压器阀侧绕组接地、交流侧相间操作冲击、全电压起动和直流极线接地等典型故障工况进行了仿真研究,给出了溪洛渡换流站和浙西站的相应避雷器承受的最大过电压和能量。计算结果可为该特高压工程换流站设备的绝缘配合设计及相关设备的选型、制造和试验等提供依据。     

雷击输电线路时全波电磁暂态特性研究

研究遭受雷击时输电线路的全波电磁暂态特性,可以得出雷击时输电线路出现闪络现象的概率,避免输电线路发生破损,提高其安全性和稳定性。构建输电线路雷击仿真模型,包括杆塔、雷电流和输电线路模型,模拟输电线路受到雷击的情况,并分析其在雷击作用下所产生的2类电压,包括直接雷过电压和感应过电压,以此为依据分析输电线路在雷击作用下的全波电磁暂态特性。结果表明,当中间杆塔上相被60 kA雷电流击中时,导线相本基杆塔和邻近杆塔在受到雷击1 s内容易出现闪络现象;绝缘子被雷击时产生500~600 kA的电弧电流,造成绝缘子破坏;在输电线路的导线中安装避雷器,可避免其被雷击时的跳闸现象。     

±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±800 kV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30 kV/m作为直流输电线路下方最大地面合成场强的控制指标;25 kV /m作为邻近民房的最大合成场强的控制指标;以好天气下58 dB（μV/m）为距极导线投影外侧20 m处0.5 MHz的无线电干扰电平的控制指标; L50=50 dB（A）为线路可听噪声设计控制指标,人口密集区以L50=45 dB（A）校核。