特高压交流输电线路电晕放电对工频电场的影响

目前,中国投入运行的交流输电线路中电压等级最高的已达到1 000 kV,为了精确计算超/特高压输电线路的工频电场,笔者基于模拟电荷法,建立了考虑电晕放电的计算模型。模型中需要计算导线周围离子流场中正负电荷的运动、复合及最终在宏观上达到稳态的过程。空间中任意一点的工频电场由导线内的束缚电荷和空间中的电离电荷共同决定。其创新点在于每根分裂子导线单位长度的电量仅用一个模拟线电荷等效代替。与现有文献中仿真结果的比对验证了文中计算模型的正确性。对1 000 kV三相8分裂交流输电线路的算例进行仿真计算,并与测量数据对比分析,得出电晕放电使地面工频电场增加约5%的结论。     

超/特高压交流输电线路电晕损失的数值仿真研究

电晕决定输电线路的电磁环境特性。采用模拟电荷法计算交流输电线路的电晕损失,交流导线用多根线电荷表示,导线表面场强超过起晕场强时令一定量电荷由导线表面发射到空间中。将交流周期分为若干时段,在每一时刻都考虑了导线表面电荷发射、空间电荷运动、空间电荷复合等效应,重复计算若干周期直至离子流场稳定。在已有方法的基础上改进了起晕条件和电荷发射的计算方法,考虑了导线表面电场不均匀性对电晕放电的影响,从而可以对多相多分裂导线离子流场进行仿真计算,进而计算得到线路电晕损失。对三相8分裂特高压交流线路电晕损失计算结果与试验结果有较好的一致性。     

特高压交流输电线路电晕影响下地面电场的计算分析

为研究特高压交流输电线路地面电场的分布特性以及电晕放电对地面电场的影响,通过改进基于模拟电荷法计算工频电场的方法,建立一种考虑电晕效应的导线电场计算模型,并通过算例分析验证了该模型的合理性。利用此模型对1 000 kV特高压交流输电线路电晕影响下的地面电场进行数值仿真计算。结果表明:电晕放电对地面合成电场有加强作用,且中相线路正下方的地面电场受电晕放电的影响最大。     

特高压输电线路分裂导线表面电场特性分析

特高压输电线路能减小走廊面积,有效提高单位输电线路走廊宽度的输电容量,从而提高输电线路的经济效益。特高压输电线路常采用多分裂导线,导线表面电场强度的计算精确度直接影响导线的合理选型和布置。为此,以有限元法为理论基础,以COMSOL Multiphysics软件为仿真工具,以1000 kV特高压交流输电线路为研究对象,建立典型特高压交流输电线路的二维静电场仿真模型,研究分析分裂导线在水平排列、同塔双回、正三角对称、倒三角紧凑型对称布置方式下周围空间电场的分布,以及地面是否水平、是否有杆塔等因素对电场分布的影响。分析结果可以为特高压交流输电线路的设计提供一定的参考。     

特高压交流输电线路分裂导线表面电场计算分析

为研究特高压交流输电线路分裂导线表面电场强度,笔者基于偶极子法,计算了4种典型塔型特高压交流输电线路分裂导线表面电场强度,进而分析讨论了导线对地平均高度、导线布置方式、分裂间距、相间距、分裂数、子导线截面、相序、架设屏蔽线等因素对分裂导线表面电场强度影响的规律和特点。结果表明:分裂导线各子导线由于空间位置不同使得其表面最大电场也不同;分裂导线分裂数、截面对导线表面最大电场的影响最大,导线对地平均高度、分裂间距、相间距离及布置方式对其表面最大电场强度的影响相对较小;双回线路相序排列方式对上、下相分裂导线表面电场强度影响较大,对中相导线表面电场影响相对较小;架设屏蔽线会增大分裂导线表面电场强度。     

单极直流输电线路分裂导线表面电场强度和地面标称电场强度的计算

利用马克特-门得尔法和模拟电荷法以及逐步镜像法计算了分裂导线表面最大电场强度,比较了三种算法的准确性。并对导线分裂数、导线截面、分裂间距和导线高度等因素对于分裂导线表面最大电场强度的影响进行了分析。计算了地面标称电场的强度,提出了关于分裂导线的三种处理方法,利用这三种方法分别计算了地面标称电场强度的大小。结果显示第一种方法计算结果足够准确,且步骤简单方便处理,可以应用于工程计算。     

高压交流输电线路电场建模与实时监测系统研究

设计了一种基于狭小空间电场监测系统,该系统可以实时监测输电线路附近的电场信息。通过将模拟电荷法计算应用于二维电场以及三维电场中,计算目标位置电场分布。建立输电线路邻近有无金属结构建筑物三维简化模型,优化设置模拟电荷数量,进行高压输电线路周围电场的数值计算分析,并在MATLAB软件中建立数值计算模型,仿真分析得到输电线路有无建筑物的电场分布情况,验证简化模型的可行性。针对电场监测系统的采集系统做出整体方案的软硬件设计,完成电场标准环境参数的搭建与校准,通过在1 000 kV高压交流试验基地进行现场测试,验证了采集系统装置的可行性。     

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。     

超高压输电线路铁塔附近地面工频电场仿真分析

根据铁塔实际结构和导线抛物线方程,建立了铁塔附近三维电场计算模型.基于模拟电荷法分析了500 kV输电线路铁塔周围地面上的工频电场分布,分析了铁塔对其附近电场环境的影响,并讨论了影响电场计算结果的因素.研究结果表明:铁塔对其附近地面电场有一定屏蔽作用,电场强度在铁塔下方显著降低且在金属构架处产生畸变;铁塔的影响范围和铁塔高度及塔基尺寸有关;铁塔构架等效半径、线单元剖分段数以及铁塔不同简化模型都会影响计算结果.     

特、超高压交、直流并行输电线路周围混合电场的测量方法

由于交、直流并行输电线路周围电场既有直流分量,又有交流分量,为混合电场,传统的仪器无法直接开展测量工作。为此,在分析现有直流线路地面电场测量装置(旋转伏特计)、地面离子流密度测量装置(离子流板)测量原理的基础上,研究了交、直流混合电场下已有测量设备输出结果的频谱特征,建立了交流和直流电场与测量结果频谱的对应关系,从而提出了交直流并行输电线路下同时考虑直流和交流分量的地面电场和离子流密度测量方法。在缩尺模型下的实际测量和分析表明,所提出的交、直流混合电场下地面电场和离子流密度的直流和交流分量测量方法是有效的。     

交直流同塔三回输电线路地面电场的预测分析

基于有限元和有限体积法的混合方法,合理地考虑了直流电晕放电和交流电晕放电之间的相互影响,解决了交直流同塔输电线路地面电场的分布计算问题。通过小尺寸模型的实验了验证计算方法的有效性。针对一回800kV直流输电线路和两回500 kV交流输电线路同塔架设的实际情况,计算了不同运行方式下的地面电场的直流分量、交流分量和离子流密度的分布情况。计算结果表明,由于交流输电线路的电晕放电,地面电场直流分量和离子流密度会有所降低。同时,地面交、直流电场均随线路高度的升高而降低,但是工频电场的变化程度比直流电场要大。     

超、特高压交流输电系统的输送能力分析

本文对影响交流输电系统输送能力与输送距离的几个主要因素进行了分析，包括同步运行的稳定性，电压和无功控制，串联电容补偿和并联电抗补偿等，并提出了交流输电系统的短路比概念，比较确切地刻划了两瑞交流系统对交流输电系统运行特性的影响。在此基础上，导出了一组交流输电系统输送能力与输送距离的关系曲线，可供电力规划和设计部门参考。     

复杂地势下超高压输电线路的工频电场

为精确研究超高压输电线路穿越较复杂地区时的工频电场,基于模拟电荷法引入最优化方法,建立了相应的二维电场计算模型和计算公式。通过设置自动寻求最佳模拟电荷仿真电场分布的结果表明,此法合理可用。     

交、直流共用超/特高压输电走廊下地面工频电场及最优相序排列方式分析

为减小共用走廊高压输电线路的地面工频电场使其达到最低水平,研究了走廊内输电线路相序排列方式与地面工频电场的关系,得到了使输电线路走廊中部区域地面工频电场最小的最优相序排列方式。通过对地面工频电场空间矢量分布和相导线电压相位关系的分析,给出了此最优相序排列规律的物理解释。采用典型参数建立了各回导线不同布置条件下共用走廊输电线路地面工频电场计算模型,计算了不同相序排列方式下走廊中部区域地面工频电场最大值;找出了中部区域最大值极小时的线路相序排列方式,验证了该最优相序排列方式的正确性与适用性。最后,结合已有相关研究成果,提出的共用走廊高压输电线路最优相序排列方式,为各同杆双回线路均逆相序排列,且在走廊中部区域非同杆各回线路靠近走廊内侧(或距地面最近)的相线间相位应相差120°、中间导线间相位应相同,为实际工程提供指导。     

对AC UHV输电线附近可听噪声预测公式的评估

特高压输电中,导线的选择是由输电线下的可听噪声大小决定的,所以可听噪声的预测十分重要。为了从不同机构总结出的多种半经验公式中选择最适合用来预测我国特高压交流输电线下可听噪声大小的公式,结合我国对特高压交流输电线的要求,将相导线水平和正三角排列方式下可听噪声大小的不同预测结果与测量结果进行对比和分析。结果表明:相导线水平排列大雨时可用ENEL公式或IREQ公式计算,小雨时可用ENEL或GE公式计算;相导线正三角排列大雨时可用ENEL公式或BPA公式计算,小雨时只有BPA公式最适合。所以,我国特高压交流输电线下可听噪声的计算在相导线水平排列时选用ENEL公式,相导线正三角方式排列时选用BPA公式。     

交、直流混合高压送电线路电磁场环境研究

针对送电线路电磁场对周围环境影响日益严重的问题,以交、直流混合高压送电线路的电磁场环境为研究重点,分析交、直流线路并行或者同塔混合运行时线路间的相互作用,对其电磁场环境的计算提出更精确合理的方法,并与独立计算的交流和直流电磁场环境数学叠加方法进行对比,得出结论:在交、直流线路并行且线路间距较小或同塔运行时,不能忽略送电...     

表面污秽对交流导线电晕损失特性的影响规律

为研究长期运行交流输电导线表面附着的污秽物对导线电晕特性的影响,采用尺寸为1.8m×1.8m×4m的电晕笼,对钢管表面分别涂有不同质量颗粒度的高岭土、碳颗粒、沙颗粒的电晕损失进行了测量。试验结果表明:污秽物的相对介电常数、颗粒度、沉积量是影响交流导线电晕损失的重要影响因素;污秽导线的电晕损失随着相对介电常数的增加而显著增加,随着同种污秽颗粒的颗粒度变大而随之增大,但增大趋势没有相对介电常数的影响明显;随着污秽物沉积量的增加而增加。采用Ansys软件对模拟导线表面电场进行了仿真,结果表明:污秽颗粒顶部最大电场强度随相对介电常数的增加而增加,随球形污秽颗粒度的增加而减小,随着锥形污秽颗粒度的增加而增加。     

超/特高压交直流输电线路带电作业

随着我国电网的快速发展,超/特高压输电线路相继建设并投入运行,为给超/特高压输电线路带电作业开展提供技术支撑,结合交流750kV、1 000kV和直流±660kV、±800kV输电线路特点,通过试验和理论计算,获取了带电作业关键技术参数,确定了作业人员安全防护原则,研制了大吨位绝缘提线工具和绝缘子更换卡具,并根据研究成果制定了超/特高压线路带电作业技术导则标准。现场应用的成功开展表明,超/特高压线路开展带电作业是安全、可行的。超/特高压输电交直流输电线路带电作业技术研究成果能有效指导带电作业的安全有序开展。