1000kV交流同塔双回线路电气不平衡度的研究

利用ATP-EMTP和MATLAB对1 000 kV特高压交流同塔双回线路的电气不平衡度和换位方式进行了研究。综合线路防雷保护和电磁环境的研究成果,所有相序布置方案下不平衡度的比较表明,不换位线路逆相序布置综合较优,异相序次之,不推荐同相序和其他相序布置。在换位方式上,与l/6—l/3—l/3—l/6换位相比,采用l/3—l/3—l/3换位可以满足要求,且换位塔数量较少。对逆相序布置,建议采用反向换位方式1;对异相序布置,建议采用同向换位方式1,一般线路一个全循环换位即可满足不平衡度要求。当一个回路运行一个回路停运时,运行回路的不平衡度符合限值规定。

500kV狮洋至五邑线路电气不平衡度的研究

利用ATP-EMTP和MATLAB对广东省第一条500kV同塔四回线路——500kV狮洋至五邑线路的电气不平衡度进行了研究,计算结果表明,狮五线双回路段采用逆相序布置时,不换位时的电气不平衡度指标可以满足规程要求,四回路段的插入可以改善沿线的负序电压不平衡度。若线路考虑换位,双回路采用逆相序布置时,电气不平衡度指标改善不明显;当双回路采用异相序布置时,换位后狮五线回路间的负序电流不平衡度则得到明显改善。

等离子体协助InZSM-5选择性催化还原贫燃NO_x

为了解等离子体协助选择性催化还原(SCR)贫燃NOx的效果及相关因素,以NO模拟尾气中NOx,C2H4为还原剂,InZSM-5为催化剂,空速为32000h-1,试验研究了NO/O2/N2/C2H4系统中,单独等离子体、单独SCR及等离子体协助SCR 3种技术路线下NOx的去除率,并考察了等离子体电压、电源频率及空速对NOx去除的影响。试验发现:单独等离子体作用时NOx无法被有效的还原成N2,但等离子体在一定电压下可显著提高CH-SCR活性;较低空速下,等离子体协助InZSM-5效果明显提高;在2.5-4 kHz内,电源频率对等离子体协助SCR影响不大。

国内外架空输电线路电气间隙设计对比

通过选取中国、IEC、欧洲、CIGRE的设计标准和研究成果，总结了各标准在工频电压、暂时过电压、操作过电压、雷电过电压和带电作业工况下的耐受电压确定方法和电气间隙计算方法。按照各国设计标准分别计算了110-750kV各电压等级线路在工频、操作、雷电和带电作业下的相地、相间电气间隙值，并结合算例对各标准下的500kV线路塔头间隙圆图进行对比，分析了电气间隙计算值和塔头尺寸上存在较大差异的主要原因。根据研究成果和国外标准的设计、运行经验，对我国在电气间隙计算和外绝缘设计上的标准改进完善提出了建议。

复合绝缘子在特高压直流工程中应用探讨

综述复合绝缘子在国内外高压、超高压交直流线路应用情况,实践显示已有的复合绝缘子运行效果良好,提高了耐污闪能力,减少了运行维护的工作量。以云广±800kV直流工程为例,计算表明在耐张串上采用复合绝缘子可以满足相关规程规定,与盘型绝缘子相比具有显著的经济优势。由于在特高压直流线路耐张串应用复合绝缘子尚属首次,因此,云广直流线路中采用复合绝缘子的实践及其运行经验尤其值得关注。

水蒸气和CO_2对等离子体—催化还原NO_x的影响

等离子体协助选择性催化还原(PF-SCR)可以促进富氧环境下NOx的有效脱除。为研究实际尾气中含有的水蒸气和CO2对PF-SCR脱除NOx系统的影响,以C2H4作为还原剂,Ag/γ-Al2O3为催化剂,考察了3种(N2/O2/NOx/C2H4,N2/O2/NOx/C2H4/H2O(气)和N2/O2/NOx/C2H4/H2O(气)/CO2)配气条件下PF-SCR脱除NOx效果的变化。试验结果表明,较低水蒸气含量(φ(H2O)=1%)对PF-SCR还原NOx具有明显的抑制作用,其原因除了Ag/γ-Al2O3的抗湿性能较差外,水蒸气对等离子体反应器中C2H4和NO氧化的抑制以及由此导致的活性中间产物生成抑制也是一个重要因素。另一方面,水蒸气的存在也抑制了PF-SCR过程中副产物CO的大量生成,这可能是由于PF-SCR对C2H4的氧化减弱以及等离子体氧化生成的中间产物减少造成的。有水蒸气存在时,体系中的CO对PF-SCR还原NO影响不大。

500/220kV同塔四回输电线路接地开关开合感应电压—感应电流能力研究

同塔多回输电线路有效解决了电网建设与输电走廊紧缺之间的矛盾,但对接地开关提出了严苛的要求。笔者以500 kV祯宝甲乙线与220 kV东莆甲乙线同塔四回架设为例,对感应电压和感应电流进行了理论分析,采用电磁暂态仿真程序(ATP-EMTP)计算了两种不同运行工况下,停运线路的感应电压和感应电流。发现计算结果超过了标准规定的接地开关能够开合的B类感应电压、电流的要求。依据计算结果对500 kV东莞站采用的220 kV JW6-252/J50型接地开关进行了开合超B类感应电压、电流的试验。在开断电磁感应电压2.7 kV、电磁感应电流236.9 A过程中,接地开关拉弧现象较为明显。开合10次后发现,动主触头表面光洁无烧蚀痕迹。试验前后该型接地开关的分合闸时间保持一致,满足设计要求。试验结果表明,该型号接地开关能够有效开合计算要求的感应电压和感应电流。

混压同塔多回输电线路绕击建模与评估

建立准确合理的绕击模型以评估混压同塔多回输电线路防雷性能,进而优化杆塔结构、配置绝缘和线路设计,对提高共塔多回输电通道安全性具有重要的意义。基于电气几何原理计算绕击率,考虑多层导线与地线的相互屏蔽效应和工作电压对击距的影响,并计及雷电入射角、地面倾角、弧垂变化多项因素;基于EMTP计算绕击耐雷水平,对杆塔采用多波阻抗模型,对线路采用J.Mart模型,并使用双指数波和先导发展法对雷电流及闪络过程进行模拟,由此综合建立了混压同塔多回路绕击计算模型。最后对一种新型混压同塔六回路绕击性能进行计算和评估,给出了相应的建议。

等离子体辅助催化还原NOx系统的优化

为研究等离子体辅助催化系统的优化,以NO/NO2/C2H4/O2/N2为模拟反应气体系,介质阻挡放电(DBD)反应器为等离子体反应器,Ag/γ-Al2O3为催化剂,实验考察了DBD反应器内填充石英介质小球对等离子体辅助催化系统的NOx脱除效率影响。结果表明:DBD反应器内填充石英介质小球,有利于DBD反应器在较低的放电能量密度下产生更多低温催化活性高的含氮有机物,促使等离子体辅助催化系统在较低的催化温度250°C时获得>80%的NOx脱除效率。

等离子体辅助催化还原NOx的协同特性

以NO/NO2/C2H4/O2/N2为模拟反应气体系,研究了较低催化温度下介质阻挡放电等离子体辅助C2H4在Ag/-γAl2O3催化剂上选择催化还原NOx的协同特性。结果表明,在催化温度为240℃时,等离子体辅助催化脱除NOx方面表现出明显的协同效应;等离子体“预活化”过程产生的协同“媒介”物质包括3类:NO2、醛类(HCHO,CH3CHO)和含氮有机物(CH3ONO2,C2H5ONO2,CH3NO2),放电过程脱除的NOx主要转化为含氮有机物;在等离子体“预活化”过程中,提高放电能量密度或初始C2H4浓度均可促使协同“媒介”NO2向低温催化活性更高的含氮有机物转化和醛类的生成,进一步提高等离子体辅助催化的NOx脱除效率。

500kV同塔四回线路电气不平衡度的研究

为有效提高单位走廊的输送容量,同塔多回路输电技术得到越来越广泛的应用,但是由于换位困难,一旦相序布置不当将造成线路电气不平衡情况更为严重。采用ATP-EMTP和MATLAB程序对500 kV同塔四回路3层横担和6层横担2种塔型的电气不平衡度展开了较为全面的研究。综合考虑负序电压电流不平衡度、杆塔的雷击跳闸率、电磁环境等指标,建议3层横担塔型采用推荐的相序布置方式、6层横担塔型上下两个双回路均采用逆相序布置。计算还表明,对500 kV同塔四回路,单回路停电检修时的感应电压和电流较高,选择接地开关时应予以特别关注。

填充石英球对DBD等离子体转化NO的影响

放电等离子体辅助选择催化还原两段法脱除NOx是一项很有前景的氮氧化物治理技术。介质阻挡放电(DBD)是一种常见的等离子体产生方法,在DBD等离子体反应器中填入电介质小球可进一步增强放电。本文考察了有无石英填充球的DBD等离子体反应器对NO的转化和能量利用效率的影响,借助ANSOFT软件对DBD等离子体反应器内的电场进行了仿真分析。实验结果表明,在较低的放电电压下,填充石英球的DBD等离子体反应器虽然能耗略有提高,但在NO的转化和能量利用效率上都优于无填充情况,其原因归结为,填充石英球有利于反应器在更低电压下实现局部放电,同时促进反应器内的电场和气流在空间更均匀地分布,增加了反应气流与放电等离子体的接触机会。

广东500kV同塔四回线路对潜供电流和恢复电压的影响

为有效利用输电走廊,增加输电容量,广东电网拟在500kV五邑—狮洋线路工程中建设多段500 kV同塔四回线路,其潜供电流和恢复电压等问题较为复杂。为给工程设计、规划和运行提供参考,采用电磁暂态程序(EMTP)对系统不同运行方式和同塔线路不同退出方式下500 kV同塔四回线路的潜供电流、感应电压等问题进行了研究,提出了同塔线路占全线的比例对同塔四回线路潜供电流和恢复电压的影响较大,并给出了同塔线路单相重合闸的推荐时间。

O3和C2H4在介质阻挡放电转化NO中的作用

放电等离子体结合选择催化还原脱除NOx是一项很有前景的贫燃尾气治理技术,其预处理过程中,尾气中NO会向NO2转化。为了解重要的活性中间产物O3的作用和生成特性以及常见的烃类添加剂C2H4的作用,在介质阻挡放电等离子体反应器内进行了相关实验研究。监测N2/O2,N2/O2/NO,N2/O2/C2H4,N2/O2/NO/C2H4共4个体系下的O3产生特性,并通过N2/O2/NO和N2/O2/NO/C2H4体系的比较考察C2H4对NO转化影响的结果表明:除N2/O2体系外,其它体系中都不会产生大量的O3;C2H4不但提高了NO的转化率,还明显地抑制放电过程NO的生成。可以推断,O3作为氧化剂能促进NO向NO2的转化,C2H4添加剂可以提高NO的转化率。

±800kV滇西北至广东特高压工程极导线与接地极线共塔电磁环境研究

直流输电线路经过高度城市化的地区时,将直流线路和接地极线路共塔架设是解决输电线路走廊紧缺问题的最佳选择,但目前国内外对于这种塔型的电磁环境鲜有研究。本文对传统电磁环境计算方法进行了拓展,以便能够考虑接地极线对极导线电磁环境的屏蔽作用。以±800 kV滇西北至广东特高压工程为例,分析了水平排列和垂直排列两种共塔架设方式下线路可听噪声、无线电干扰、地面电场和地面离子流密度等的分布特点。结果表明,共塔架设线路的地面电场优于独立架设直流线路,采用极导线垂直排列(上层负极导线)的布置型式可将输电线路走廊压缩约44%。

500kV/220kV混压同塔四回路感应电压、感应电流的研究

采用电磁暂态仿真程序对某一典型的500 kV/220 kV同塔四回路的感应电压、感应电流进行计算,分析停运工况、潮流大小、线路相序、四回路段占线路长度的比例、土壤电阻率等因素对混压同塔多回路感应电压、感应电流的影响。结果表明,500 kV线路和220 kV线路的感应电压、感应电流均超过B类接地开关的额定参数,220 kV线路的感应值超过500 kV线路;不同相序布置方式下的计算结果差异较大;四回路路段占线路长度的比例对220 kV线路感应电压、感应电流的影响显著。针对此,在设备选型中需要特别注意。

500 kV/220 kV混压同塔四回路最优相序研究

同塔多回线路相序的选择需对多项电气与电磁指标进行综合考虑和协同优化。以电网安全稳定运行为出发点,首先梳理了电气不平衡度控制指标,建立了一套以输电网络电能传输效率最高为优化目标,以各项电压和电流不平衡指标必须满足安全限值为约束条件的数学模型,并采用数值方法对混压四回路1 296种相序进行遍历求解,得到电气不平衡最优及次优的若干个相序方案;然后对电气不平衡优化相序的电磁环境指标、感应电压和感应电流指标进行了协同分析和评估;最终确定优化相序方案综合可行性和合理性。通过典型500 k V/220 k V混压四回路案例验证了模型和算法的有效性。

500kV海底电缆雷电过电压研究

依托南方主网与海南电网联网工程,运用ATP-EMTP电磁暂态分析软件,建立了500 kV架空线路与海底电缆线路的雷电侵入波仿真计算模型,采用修正后的电气几何模型法来计算最大绕击雷电流,采用先导发展法作为绝缘子串和空气间隙放电闪络判据,计算架空线路遭受绕击和反击时,无避雷器和有避雷器2种情况下海底电缆主绝缘上所承受的雷电过电压,据此校核海底电缆雷电冲击绝缘水平及避雷器配置的合理性。研究结果表明,合理配置避雷器大大降低了雷电过电压对海缆的影响,在架空线路遭受绕击和-250 kA雷电流反击时,海底电缆最大雷电过电压分别为-916 kV和-923 kV,海底电缆绝缘裕度和避雷器配置满足防雷要求。

复杂输电网络感应电压与感应电流的计算方法

为准确计算复杂输电网络中各线路的最大感应电压和感应电流,对复杂输电网络开展了建模,并研究了其感应电压和感应电流的数值求解算法。首先建立了一套三相电路网络数学模型,并通过联立方程组对其进行了求解;然后提出了遍历线路停运工况组合的循环算法,并对算法进行了优化;最后通过2个实际工程案例对模型和算法进行了验证。结果表明:数值求解算法的计算结果与EMTP仿真结果近乎一致,与实测数据也比较接近,控制相(C相)的电磁感应电压、静电感应电流、静电感应电压误差均<5%,而电磁感应电流的误差约为13%,验证了模型和解法的正确性;不同停运工况下线路感应电压和感应电流可能相差10倍以上,为确保设备安全,工程中有必要计算出最大的感应量;优化后的算法在计算量减小12倍的情况下,计算结果偏差仅为1%,满足工程需求。所提出的计算方法对接地开关的选型和线路的安全运行具有良好的工程参考价值。

国内外架空输电线路档中线间距设计的对比研究

档中线间距影响着线路塔头尺寸和安全运行。通过对比中国、日本、欧洲和CIGRE等国内外的主要设计标准,研究了各标准档中线间距的计算方法,对比了设计和校核工况、风荷载计算和风偏角确定、电气间隙要求等方面的差异,总结了国内外计算方法中存在的问题。结合500 k V线路实例对各标准由档中线间距确定的塔头上的线间距离进行了测算,分析风速、风向、导线布置方案、导线型号、档距等因素对塔头尺寸的影响。根据对比结果,建议国内线路在档中线间距设计和校核时可采用风偏角按正态分布、根据线路重要性确定标偏倍数的方法,并建议开展长期的架空线路风偏摆动研究和观测工作,以优化线路设计。