±800 kV特高压直流输电控制保护系统研究

±800kV特高压直流输电工程是世界上电压等级最高、输送容量最大的直流输电工程,其控制保护系统与常规直流输电工程相比,具有功能复杂、通讯量大、站控设备多等特点,使其在控制保护系统的设计和实现上面临更多挑战。文章介绍了±800kV特高压直流输电控制保护系统构成,提出了特高压直流保护配置原则及系统的控制保护功能,以保证特高压直流输电工程的安全、稳定运行。

±800kV输电线路带电作业技术研究

±800kV高压输电线路具有输电容量大、断面积大、耐受电弧对线路冲击、电力损耗小等优点。然而在维护和检修±800kV输电线路时,由于电压等级的高和以下地面的设备难以满足维护需求,需要采用带电作业技术。带电作业是在带电状态下进行的工作,虽然效率高,但安全性十分危险,如果带电作业技术和工具不当,会对工作人员造成极大威胁。因此,文中研究适用于±800kV输电线路的带电作业方法和工具。研究结果表明,采用先进的带电作业技术和适用的工具,可以有效地提高±800kV输电线路的带电作业效率和安全性。

±800kV云广DC换流站避雷器布置和参数选择

±800kV换流站的过电压保护主要采用无间隙的氧化性避雷器。为了优化和合理地确定±800kV云广直流输电工程换流站避雷器布置方案和选择参数,介绍了云广直流输电工程换流站400kV高端12脉动换流单元的换流变压器阀侧过电压保护避雷器布置的2种方案,方案Ⅰ采用A2和CB1A避雷器,方案Ⅱ采用M2和CB1A、CB1B避雷器。比较了2种方案的优缺点后推荐采用方案Ⅰ。分析了装C2避雷器保护高端400kV换流单元的必要性后提出换流站A2、CB1A和M2等避雷器选择直流参考电压的原则和并选择了它们的参数。分析了平波电抗器分置在中性母线和极线方式降低A2避雷器的直流参考电压,从而降低高端800kV换流变压器操作冲击绝缘水平的作用。所选择的避雷器的布置方案和避雷器的参数已在云广直流输电工程中得到应用。

±800kV云广UHVDC输电线路合成场强计算

为研究和确定高压直流输电线路的特有电磁环境参数(也是主要的环境影响指标之一)合成场强,利用有限元法计算了±800 kV云广特高压直流线路为5分裂和6分裂共5种极导线,极导线间距为22 m,对地最低距离为16、18、20和22 m时导线下方地面处的合成场强。提出了±800 kV云广特高压直流线路下地面合成场强按30kV/m控制,当采用5×LGJ-630/45及以上截面极导线时,导线最小对地高度应≮18m的结论。

±800 kV直流输电线路耐张绝缘子串整体更换设计分析

开展±800 kV直流输电线路耐张绝缘子串整体更换工作,应以双转动机械丝杠为基础,使其替代液压丝杆,有效避免液压丝杠发生卡死或漏油,合理地应用传递绳,从而保证绝缘子串的顺利更换。基于此,简要分析了±800 kV直流输电线路耐张绝缘子串更换的痛点,阐述了±800 kV直流输电线路耐张绝缘子串整体更换方案设计及应用,以期为相关工作人员提供参考。

超高海拔±800 kV直流输电线路直线塔极间距选择

针对海拔3500 m以上的超高海拔地区,±800 kV特高压直流输电线路设计经验欠缺的问题,按照典型的±800 kV直流输电线路工程设计条件,通过电磁环境、绝缘子串长和V串夹角、空气间隙的边界条件,对直线塔极间距进行研究,计算不同海拔、V串夹角和冰区条件下直线塔的最小极间距取值。结果表明:电磁环境对超高海拔±800 kV特高压直流线路的极间距选择基本无影响;超高海拔轻中冰区直线塔的极间距受空气间隙、绝缘子串长及V串夹角影响较大;超高海拔重冰区直线塔的极间距主要由绝缘子串长控制。

±800 kV特高压直流线路地线断线故障分析

提升抗冰能力对线路安全运行至关重要。对某±800 kV特高压直流线路地线断线故障现场的环境及录波进行了分析,开展了地线断口静态分析及扫描电镜试验、拉断力试验,并对导地线间距进行了仿真计算。试验和仿真计算表明:特高压直流导地线覆冰厚度差异较大,随着地线覆冰厚度的增加,导地线间间距逐渐减小,在大风作用下极易发生空气间隙不足放电。本次特高压线路故障原因为重覆冰引起导地线空气间隙距离不足,导致放电烧伤和拉断地线。微地形区线路覆冰情况可能超过设计值,应考虑现场实际覆冰厚度、导地线覆冰厚度差值、故障区段微气象和微地形等因素,确保线路设计运行有充足裕度。

无功补偿控制策略在±800kV换流站中的应用

随着电力系统规模的不断扩大和电力负荷的增长,无功功率对维持电力系统稳定性和质量具有不可替代的作用。文章从优化控制算法、静态无功补偿与动态无功补偿的组合、动态无功补偿、静态无功补偿等4个层面入手,分析无功补偿控制策略在±800kV换流站中的应用,全面解决高压直流输电系统换流站中的无功功率问题的同时,为进一步促进无功补偿技术的广泛应用提供参考。

±550 kV直流GIS长期带电试验研究

直流GIS是实现未来轻型化、紧凑化海上换流平台以及海上换流平台向深远海发展的关键设备,在投入运行前对直流GIS进行实际工况的长期带电模拟试验,可以充分预测直流GIS在全工况下长期运行的相关性能,进而提升直流GIS投入运行后直流电网的安全可靠性。文中以±550 kV直流GIS作为研究对象,对其进行了相关介绍,提出了±550 kV直流GIS的长期带电试验方案,设计了长期带电试验回路并分析了回路中设备的选取方法,最后对±550 kV直流GIS开展了实际试验,验证了所提±550 kV直流GIS长期带电试验回路的可行性,为后续进一步开展直流GIS在全工况下长期运行时的相关性能研究工作奠定了坚实的基础。

海上风电用±550 kV直流GIS过电压与绝缘配合研究

海上风电经柔性直流送出已成为风电消纳的重要途径。直流气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)用于海上风电换流平台,可以降低整体海上换流站平台体积及设备造价,降低了海上设备的运维成本。围绕海上风电用±550 kV直流GIS的过电压与绝缘配合进行研究,首先确定柔直系统的结构与参数、控制保护策略和避雷器配置方案,进而通过仿真获得最大过电压水平,对于不同运行方式下故障极与非故障极的直流极线过电压进行分析,最后明确±550 kV直流GIS中避雷器参数与±550 kV直流GIS设备的绝缘水平要求。

GHG-800固定式闪光焊机脉动闪光焊接工艺试验及接头性能分析

采用GHG-800直流固定式闪光焊机脉动焊接工艺对鞍钢U71MnG钢轨进行焊接试验。对焊接设备、工艺和焊接质量进行分析,通过优化部分工艺参数,可有效改善GHG-800固定式闪光焊机脉动闪光焊轨底角灰斑的面积和尺寸,同时改善轨底角断口形貌,从而获得焊接接头良好的力学性能。同时,研究发现工艺调整前后灰斑出现的位置呈现一定的规律,检验了GHG-800固定式闪光焊机工艺的稳定性。合理的GHG-800固定式闪光焊机脉动闪光焊工艺可以通过型式检验的落锤、断口、晶粒度、静弯和探伤检验。

污秽条件下±800kV直流输电线路电晕特性

±800 kV特高压直流输电线路起晕特性是影响其线路结构和建设费用的重要因素。起晕特性与导线表面状态相关,而直流电压下导线表面更容易积污,更严重影响输电线路的电晕特性。为了深入研究特高压直流输电线路污秽电晕问题,利用电晕笼研究了导线表面分别附有不同表面密度的模拟污秽和碳粉时的起晕特性并分析了污秽对±800 kV特高压直流输电线路电晕特性的影响。结果表明:当导线表面分别附有模拟污秽和碳粉时,在实际特高压直流输电线路表面场强附近,随污秽度的增加,电晕电流的增加趋势不同。起晕电压随污秽度的增加呈负指数下降,有饱和趋势,其中碳粉污秽对负极性电晕起始电压影响最大。根据实验结论和仿真研究,初步得出了±800 kV特高压直流输电线路导线电晕起始电压与表面污秽度之间的函数关系。

±800kV典型直流设备电晕起始电压的海拔校正方法

电晕特性是影响输电线路和电力设备设计的一个重要方面。目前我国正在设计建设的±800kV直流输电工程要途经高海拔地区。随着海拔的增加和电压等级的提高,设备的电晕性能也变得更加复杂,因此需根据当地的海拔、气候等情况通过海拔校正的方法确定满足运行要求的设备基本尺寸。选择了多种±800kV输电工程用典型直流设备,包括换流站用管母线、屏蔽环和线路用6分裂导线及其金具等作为试品,在北京、西宁和拉萨3个不同海拔地区进行可见电晕对比试验。基于海拔0～4000m的试验结果拟合出指数形式和线性形式的校正公式,并结合现有标准中海拔校正公式进行了比较和分析。结果表明,指数形式的公式校正误差较小;考虑到工程简便实用,也可采用线性校正公式。最后给出了工程用的设备通用海拔校正公式,并针对不同设备推荐了适用的校正方法。

±800kV直流特高压输电线路的设计

±800kV直流输电是国际上输电电压等级最高、技术最先进的直流输电方式。±800kV直流线路设计没有现成的经验可供参考。为满足工程建设需要,合理确定技术原则和建设标准,需要全面研究和分析与工程建设有关的主要设计原则。结合向家坝-上海直流输电工程,介绍了特高压直流线路设计的主要研究成果,包括气象条件、结构可靠度、导线选择、地线选择、绝缘子选型、绝缘子串及金具、绝缘配合、导线对地及交叉跨越距离、极导线排列方式和走廊宽度等。同时给出了大量±800kV特高压直流线路的基本设计条件、主要设计参数以及向家坝-上海直流线路的技术特点、单位km长度线路的杆塔质量、混凝土量等工程量指标。通过我国第1条输送功率达6400MW的特高压双极直流输电线路的设计实践,证明±800kV特高压直流线路技术上是可行的,经济上是合理的。