500kV输电线路、4×300mm~2分裂导线冲击电晕伏库特性的试验研究

本文介绍了四分裂导线冲击电晕特性的试验研究成果,着重分析了起晕场强、电晕引起的导线电容的变化及电晕的能最损耗情况,提出了一个计算冲击电晕能量损耗的经验公式。     

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。     

1 000 kV交流输电线路导线的电晕特性

电晕损耗是超高压及特高压线路损耗的重要组成部分,为深入研究不同导线方案的电晕特性,优化1000kV交流输电线路导线分裂形式及其子导线直径,分析了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,研究了高海拔条件对导线起晕电压、导线电晕损耗的影响,对比了各导线方案对不同海拔地区的适应性,最终提出了平原和高海拔地区电晕损耗特性较优的导线配置方案,其有助于保证输电系统经济运行和节约工程投资。     

GIS交流耐压试验品质因数的影响因素

本文介绍了GIS交流耐压试验的试验原理,根据品质因数用电路参数表达的方程式,理论分析了电晕放电和导线对地电容对品质因数的影响,并提出提高GIS交流耐压试验品质因数的建议。     

超高压电气设备交流耐压试验用新型防风抗晕导线的研制与应用

超高压电气设备交流耐压试验一般采用变频谐振法获得高电压,回路的电晕损耗是试验的主要损耗之一,使用铝箔材质的扩径加压导线可显著降低回路的电晕损耗。但铝箔材质的扩径加压导线在大风作用下存在风偏角大、振动剧烈等缺陷,针对上述缺陷提出了一种可用于超高压电气设备交流耐压试验的新型防风抗晕加压导线,并对其力学性能和电气性能进行了研究。最后通过现场试验证明了该导线在防风和降低电晕方面具有良好的特性。     

1000kV与500kV交流同塔输电线路的电晕损耗仿真及试验分析

为了获得双回1 000kV与双回500kV交流同塔多回输电线路雨天电晕损耗的数据,开展了试验及仿真计算研究。采用有限元方法对电晕笼内和华东地区拟架设塔型的导线表面电场强度进行了计算;应用光纤数字化电晕损耗测量系统对电晕笼内4×LGJ-630和8×LGJ-630导线分别进行了干燥和淋雨条件下的电晕损耗测量;采用电晕损耗等效方法计算了淋雨条件下拟建塔型的电晕损耗。结果表明:干燥条件下,电晕笼内的4分裂导线和8分裂导线分别在施加电压为350kV和400kV时全线起晕;而在大雨条件下则没有明显的全线起晕拐点。计算得到双回1 000kV与双回500kV线路在大雨下单位长度(1km)电晕损耗分别为300.99kW和80.92kW。     

龙西线高海拔导线电晕的试验研究

本文通过在人工气候室内模拟不同海拔高度的大气条件,采用高压西林电桥反接法测量导线电晕损耗的方法,研究了海拔高度对导线起始电晕电压的影响;并通过与330千伏刘关线所使用导线的对比,从而提出了龙西线330千伏工程应采用的导线规格。     

环境中金属颗粒对输电线路电晕的影响

电晕损耗是线路损耗的主要组成部分,导线表面的粗糙程度会影响电晕。为此研究粘附在线路上的不同形状及大小的金属颗粒对导线电晕的影响,描绘出导线周围每种颗粒存在时可能引起电晕的区域,根据这些区域面积大小说明颗粒对导线电晕的影响强弱情况。研究结果表明：输电线路表面粘附金属颗粒时周围最大电场强度会明显增大。比较几种给定形状的金属颗粒发现,立方体金属颗粒对导线电晕损耗影响很大,尤其是存在特定半径的金属半球颗粒,所能引起的电晕损耗最大。     

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...     

超高压三相交流线路电晕电流的数值计算

电晕损耗计算是超高压线路选型与设计的重要内容之一,而电晕电流与电晕损耗的计算直接相关。基于此,给出一种简单可行的超高压交流线路电晕损耗数值计算方法。该方法在分裂导线的每根子导线中设置3个模拟电荷,通过自调整变化步长,寻得使每根子导线电压不均匀性误差至最小的模拟电荷位置。确定模拟电荷的数目及其在分裂导线子导线中比较合理的放置位置后,通过对分裂导线离子流场的计算得到线路的电晕损耗及电晕电流。通过实际算例分析,计算了三相四分裂输电线路各相电晕电流以及相应的电晕损耗,同时给出了各相导线周围的空间电荷分布情况。对比验证结果表明,采用该方法计算线路总电晕损耗的结果较为准确。     

特高压试验线段电晕损失监测系统设计与实现

为了实现我国特高压交流试验基地单回试验线段电晕损失的长期准确测量及电晕损失规律,设计研制了一套电晕损失监测系统。该系统采用混合型光供电电子式电流互感器采集电晕电流信号以实现试验线段电流的地面安全可靠测量;采用特高压电容式电压互感器(CVT)测量电压,并采用高精度小型电压互感器二次分压,实现线路电压的准确可靠测量;电流和电压信号均采用光纤传输;基于虚拟仪器技术,采用高精度多通道高速同步数据采集卡,同步采集特高压线段电晕电流、电压信号,采用正弦波参数法,计算得出电压和电流的功率因数角,进而算出电晕损失值。测试光电模块OPDL-16(Optical Data Link-16)和1000kV CVT的误差。一段时间的实际运行表明,该系统满足测量精度要求,可在不同天气条件下对特高压试验线段的电晕损失进行长期实时准确监测,满足特高压电晕损失的研究需要。     

雨雪天气下特高压交流单回试验线段电晕损失实测分析

为了研究特高压交流输电线路在雨天、雪天气象条件下的电晕损失特性,基于我国特高压交流试验基地单回试验线段展开实测研究,采用研制的光电数字化输电线路电晕损失监测系统,实现了试验线段电晕损失全天候条件下实时在线测量,根据监测结果分析不同降雨率及大雪气象条件下电晕损失。研究结果表明,正常运行电压下,特高压交流单回试验线段雨天单相单位长度电晕损失约为20～60 W/m,在大雪气象条件下,根据监测结果,特高压交流单回试验线段单位长度电晕损失最大值为:边相达到53.54 W/m,中相达到62.95 W/m,与等值降雨率推算结果较为符合。电晕损失随降雨率增大呈非线性增长,在大雨条件下逐渐趋于饱和,并初步获得8×LGJ-500/35分裂导线降雨率与电晕损失拟合模型。该试验获得的特高压交流单回试验线段电晕损失实测结果,为特高压交流输电线路导线选型设计及运行经济性衡量提供了参考。     

试验线段电晕测量技术及结果

为了配合对特高压试验线段电晕测量的研究,介绍了500kV试验线段电晕测量方法(包括测试仪器、信号取样方式、试验方法等问题)及结果并探讨了特高压试验线段电晕损失测试的几个关键问题。在国内有关输电线路电晕损失的各种论述中,基本上是引用国外的实测结果,一般认为国内从未对电晕进行过实测。早在80年代,作为武汉高压研究所承担的国家“六五”攻关项目的重要部分,即在500kV试验线段上对各种气象条件下,3种分裂方式导线的电晕损失和无线电干扰水平进行了测试。试验的目的是为了论证3×400分裂导线在技术、经济上的可行性,探索采用3×300分裂导线的可能性及技术条件,但这些结果从未公开发表;附录中给出了全部的电晕损失测量结果,其测试方法、结果等对特高压试验线段电晕损失的计算和实测亦有借鉴作用。     

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。     

超高压输电导线起始电晕电压测量方法的探讨

本文介绍了在电晕试验圆筒中测量输电导线起始电晕电压和电晕损失的试验方法,通过对导线电晕损失和电容变化与微光观测的对比分析,观测到起始电晕过程中导线上的粗糙因素与其本质因素对过程的影响有根本的差别。     

特高压交流输变电工程设备的电晕试验

为了解特高压级交流输电系统工程设备的电晕特性,针对晋东南—荆门1000 kV级交流输变电示范工程,研究了1000kV交流输变电工程设备电极电晕试验的方案,并利用武汉特高压试验线段开展了特高压设备及设备用典型均压环可见电晕模拟试验研究,1000kV级分裂耐热扩径软导线及分裂导线、管型母线、线路典型均压环和绝缘子串起晕电压的试验。试验获得了特高压输变电工程设备的电晕参数及导线起晕电压与布置高度的关系即起晕电压与布置高度成正比,可为特高压工程建设提供设计参考依据。     

高压直流试验线段电晕电流的取样电阻法测量

电晕影响是高压直流输电的重要影响因素。由于电晕电流是导线周围带电粒子的杂散性运动引起的,具有线路工作电压高、频谱宽、变化剧烈等特点,测量较为困难。针对HVDC试验线路的特点,利用取样电阻法设计了电晕电流测量系统,实现HVDC试验线段电晕电流的地面安全可靠测量。介绍了测量原理及系统组成,解决了高压绝缘、信号干扰和电晕信号高频采样记录的测量困难。在实验室搭建模拟线路进行了试验,通过对试验数据进行分析,测量结果与现有经验公式的结论相符,验证了方案的可行性。     

高海拔下特高压交流同塔双回输电线路导线电晕损失研究

针对目前我国特高压交流同塔双回输电常用的8×LGJ-630/45导线,基于在西宁市平安县(2 200 m)搭建的特高压电晕笼,系统的研究了8×LGJ-630/45导线在干燥、中雨(6 mm/h)、大雨(12 mm/h)及湿导线的条件下的电晕损失,首次获得了实际高海拔点8×LGJ-630/45导线的电晕笼电晕数据。并以1 000 kV特高压交流同塔双回输电工程典型塔型为例,通过有限元计算软件仿真计算电晕笼内导线和实际线路导线表面电场强度,采用电晕损失等效法,计算了在高海拔地区导线的电晕损失,获得了同塔双回输电线路的电晕损失数据。为我国将来在高海拔地区建设特高压交流输电线路导线选型提供了参考依据。     

基于小电晕笼的高海拔电晕损失测量系统的研究

为了研究不同海拔高度下导线起晕电压特性,应用小电晕笼,结合光纤传输技术,基于虚拟仪器技术,研制出一套光纤数字化高海拔电晕损失测量系统。在试验过程中,通过逐渐升高电压使试验导线起晕,应用该系统对其电晕损失进行测量。可以通过在不同的海拔点测量几种导线的电晕损失,作为不同海拔高度导线起晕电压的判断依据,进行导线起晕电压海拔修正方面的研究。试验结果表明,研制的小电晕笼电晕损失测量系统是准确可行的,同时由于中国交流特高压建设途经高海拔地区的特点,也可以考虑应用该系统进一步研究不同气压、温度、湿度等因素对导线电晕损失值的影响,为中国交流特高压输电线路电晕损失规律的进一步研究打下基础。     

基于PSO寻优与DBN神经网络的电晕损耗预测

特高压交流输电线路的电晕损耗与降雨量、比湿、温度、相对湿度、压强等天气条件有相关性,可通过部分天气条件对特高压交流输电线路电晕损耗进行预测,提出了一种特高压交流输电线路的电晕损耗预测方法。根据粒子群优化算法（particle swarm optimization,PSO）寻优机制与深度信念网络（deep belief network,DBN）预测原理,详细说明了该预测方法的智能算法机制,并提出了一套完整的基于PSO—DBN智能算法的预测方法。首先,通过斯皮尔曼相关系数的大小确定与电晕损耗有较强相关性的天气条件,并作为特征值;然后以所选特征值为指标体系构建DBN神经网络进行电晕损耗预测,再采用PSO寻优算法对DBN神经网络进行内部参数调整,提升DBN神经网络的预测准确性;最后利用所提算法对实际运行的闽浙特高压输电线路的电晕损耗进行算法预测,与该线路的运行统计电晕损耗值进行对比分析,验证了所提预测方法的可行性。该方法为特高压输电线路电晕损耗研究和工程设计提供参考。