垂直洋流下500 kV海缆电热耦合场和载流量研究

发展海上风电是实现“双碳”目标的重要举措。直流海缆是海上风电输电工程的重要装置,而海缆稳态载流量等研究对推动远海风电大规模开发具有重要意义。近年来高压直流海缆稳态载流量的相关研究考虑海洋环境因素较为单一且未充分考虑绝缘层温差的限制。文中建立了500 kV直流海缆与海水系统的电-热-流耦合模型,研究了单根和双极海缆在不同敷设方式下垂直洋流(垂直于海缆长度方向流动的洋流)流速,考虑绝缘层温差限制、双极不同间距等对载流量的影响。结果表明,相较于仅考虑线芯温度70℃限制,综合考虑绝缘层温差20℃限制的载流量更小,且相较于其他敷设方式,直埋敷设时绝缘层温差20℃限制对载流量的影响更小;双极海缆的载流量随双极间距增大而增加,流速为0.1 m/s时涡旋对海缆载流量有较小的提升作用;在绝缘层温差为6℃附近,电场发生翻转。研究结果可为敷设方式的选择以及载流量的预测和评估提供重要指导和参考。

500 kV变电站主变压器安装施工技术及要点

主变压器作为变电站核心设备,其安装施工质量直接决定变电站及电力系统持续运行的稳定性和安全性。以500 kV变电站主变压器为例,结合主变压器安装施工技术流程,从安装施工前的准备与检查、主变压器相关设备安装、主变压器安装施工测试、电缆敷设及安装施工收尾工作等角度介绍主变压器安装施工技术要点,以期为后续变电站主变压器安装施工提供技术参考。

城市轨道交通杂散电流对500 kV变压器直流偏磁影响测试分析

城市轨道交通运行会引起变压器直流偏磁问题,严重威胁电网的安全稳定运行。为研究轨道交通运行对变压器直流偏磁的影响,文中对上海市轨道交通沿线的某500 kV变压器,采用多物理量同步测量方法测试了轨道交通正常运行、高峰运行和停运后的变压器中性点直流、振动和噪声特性,并与2010年地铁刚投运时振动噪声数据进行比较。分析测试结果发现变压器中性点直流、振动噪声特性与轨道交通负荷功率呈现正相关的变化规律。证明了轨道交通运行引起的杂散电流会导致变压器长期直流偏磁运行,为解决类似问题提供了参考性意见。

500 kV变电站无人机巡检作业安全距离

无人机在变电站巡检中应用日益广泛,由于变电设备众多且布置密集,强电磁环境可能会损坏无人机,明确无人机与带电体间的作业安全距离是亟待解决的关键问题。为此,首先开展了无人机电机悬浮体与导线的模拟放电试验,建立了真型无人机与500 kV站内强电场区设备的3维仿真模型,计算分析无人机附近电场分布特征,以研究分析作业安全距离。结果表明,无人机与导线电晕放电存在相互影响,无人机受到影响的临界起晕场强为300 kV/m,无人机存在畸变的电场值为原值的2~3倍。研究得到了电场控制条件下的作业安全距离,其中无人机对500 kV管母线、主变500 kV侧套管巡检的最小作业安全距离分别为2.2 m、2.1 m,研究结果可为变电站无人机巡检安全开展提供技术依据。

500 kV海上升压站电气一次设备交接试验方法及应用

[目的]文章针对全球首个500 kV海上升压站电气一次设备交接试验的电压施加方法、试验电压标准、试验套管布置方式以及试验项目顺序等多个问题进行了探讨。[方法]基于试验条件和试验要求,对试验电压值与设备的绝缘强度进行了比较和分析。根据GIS和电缆的结构特点,使用GIS和电缆联合试验的方法对电缆施加电压。考虑海上升压站的空间环境和最大绝缘距离,选择在升压站外面布置500 kV GIS耐压试验套管。通过比较500 kV和66 kV配电设备试验项目的试验电压值大小,合理地安排试验项目顺序。[结果]确定了主变中压绕组的耐压试验的电压施加方法、66 kV GIS试验的电压标准,以及电缆和GIS设备的试验项目顺序。在制造基地完成了变压器、电缆和GIS的交接试验。[结论]全球首个500 kV海上升压站电气一次设备的交接试验方法能简化试验准备工作,缩短试验工期,具有一定工程应用价值,可为其他海上升压站项目提供参考。

500 kV交流架空输电线路雷电性能及防护措施

[目的]雷击是造成500 kV交流输电线路故障和停电事故的主要原因,开展输电线路防雷评估对于系统的稳定运行有着极为重要的意义。[方法]依托我国某在建500 kV交流输电线路工程,根据线路基本参数等信息,通过电磁暂态程序(Electro-Magnetic Transient Program,EMTP)和改进的电气几何模型法(Electro-Geometric Model,EGM),对线路的绕击、反击耐雷性能进行了仿真研究,计算了线路的雷击跳闸(闪络)率,按照线路雷击风险划分原则确定线路杆塔的雷击风险等级,结合邻近已投运线路的实际运行数据,针对雷击风险较高的杆塔提出了雷击防护措施,并通过计算进一步验证了措施的有效性。[结果]仿真结果表明,安装线路避雷器是有效的雷击防护措施,它们可大幅降低杆塔的雷击跳闸率,提升线路耐雷性能。在采取雷击防护措施后,全线无雷击风险等级为IV级的杆塔,全线平均雷击跳闸率下降至I级的安全水平,满足《架空输电线路防雷技术导则》(Q/CSG 1107002—2018)要求。[结论]文章所提的雷击风险评估方法和防雷措施选择流程是正确并有效的,对500 kV交流架空输电线路防雷设计具有一定的工程应用价值与参考意义。

核电站500 kV GIS设备局部过热分析与处理

某核电站500 kV GIS(SF6气体绝缘全封闭式组合电器)在正常运行时发现其A/C相波纹管支架处出现热点,经过现场红外测温得知:A相热点温度高达167℃,C相热点温度约为82.3℃,B相无热点,温度约为50℃。通过分析设备的温度、工作电流、接地电流、红外成像等能反映设备过热类型的参数,逐个排除分析判断造成设备过热的原因。过热原因锁定为GIS壳体与波纹管材质不同,导磁率不同,磁路通过法兰密封面螺栓来分流,相对松动的螺杆导磁性能差,导通性好的螺杆就容易出现热点。经分析,在波纹管上下法兰之间增加短接铜排,可消除由波纹管材质不同、螺杆松紧程度不同而导致的热点问题。设备停电后加装导流短接铜排、更换波纹管热点法兰固定螺栓的同时,也对该设备进行解体检查,对局部过热点的密封圈进行更换。处理后设备正常运行,热点消失,A、B和C三相均保持在45℃左右,设备恢复正常,同时也验证了故障原因分析的正确性。

500 kV变电站主变压器跳闸故障分析及处理

500 kV变电站主变压器的稳定运行对于保障电网安全至关重要。文章围绕500 kV变电站主变压器跳闸故障进行了深入分析,结合案例分析了故障的具体表现、成因及其处理措施。

500 kV变电站主变例行检修标准化作业流程

以500 kV汾湖变1号主变例行检修为例,从主变检修周期、作业风险和停电前、停电期间、复电后各阶段详细介绍500 kV变电站主变例行检修标准化作业流程,以期为作业安全、质量、进度的管控水平的提升提供参考。

500 kV母线保护技术改造方案应用探讨

500 kV变电站承担重要供电任务,一般不允许母差保护长时间退出运行。以重庆电网某500 kV变电站500 kV母线保护为实例,介绍了500 kV母线保护装置两种不同的改造技术方案。500 kV母线一次设备停电方式,500 kVⅠ母或Ⅱ母上所有边断路器均停电,两套500 kV母差保护装置同时退出运行进行技术改造;改变电网运行方式与潮流分布,500 kV母线一次设备不停电,结合边断路器轮停,两套500 kV母差保护装置轮停进行技术改造。对两种方案的优缺点及适用性进行了比较。

基于Cadna/A的500 kV变电站扩建工程噪声影响预测研究

随着社会经济发展,国家提出“十四五”时期构建新型电力系统,500 kV变电站数量不断增加,由此引发的环境问题也越来越需要重视,应采取科学的方法对500 kV变电站产生的声环境影响进行预测,根据预测结果采取合理可行的噪声防治措施,以减少对周边群众的影响。基于Cadna/A软件对南方某500 kV变电站现状噪声进行监测以及对改扩建后的噪声进行预测,并对采取噪声防治措施后的预测结果进行分析评价,为相关单位提供参考依据。

大理局±500 kV金中直流线雷击跳闸分析

输电线路是电力系统重要组成部分,其能否稳定运行,直接影响到整个电力系统运行的安全性和可靠性。为此,对超高压输电公司大理局近年来±500 kV金中直流线雷击跳闸情况进行分析,针对该线路实况及雷电活动情况,总结出相应的防雷措施,对线路的安全稳定运行提供重要保障。

基于人工智能的500 kV电力继电保护系统

随着电力系统的快速发展,500 kV超高压输电线路对继电保护提出了更高要求。传统方法面临着动作速度慢、可靠性不足等技术挑战。文章将人工智能引入500 kV线路保护,设计一种基于深度学习的智能继电保护系统。该系统综合运用卷积神经网络、长短期记忆网络等智能算法,构建分层协同的保护架构。通过实验证实,该系统能够实现毫秒级的故障检测,在故障分类准确率和复杂工况适应性方面表现出色。

500 kV超高压变电站中的电力通信监控系统设计研究

500 kV超高压变电站作为现代电力系统的关键组成部分,承担着重要的电能传输和分配任务。电力通信监控系统负责实时数据采集、设备状态监控及故障诊断,确保变电站在安全、稳定的环境下运行。文章详细研究了500 kV超高压变电站中电力通信监控系统的设计,包括系统结构设计、数据采集与传输技术、监控设备的选型与布局,旨在提供一种符合超高压变电站特性的高效、可靠的监控解决方案。

GIS设备安装调试技术在500 kV变电站电气施工中的应用研究

为提高500 kV变电站运行稳定性和变电站电器施工质量,主要阐述气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)设备的结构、特点及功能,分析其在500 kV变电站中的作用以及设备安装调试技术要点,明确GIS设备安装调试中应注意的问题。研究结果表明,GIS设备安装应科学把控前期准备、现场安装、设备调试作业流程。通过科学应用500 kV变电站GIS设备安装调试技术,发挥GIS设备在变电站中的功能,以望借鉴。

500 kV避雷器智能在线监测的设计应用

猴子岩水电站现有500 kV避雷器(MOA)在线监测装置在阻性电流测试方面无法满足实时监测需求,且安装位置和信号源距离限制数据采集有效性,针对以上问题设计一种新型500 kV避雷器智能在线监测系统,提升监测精度和效率,确保设备安全运行。本研究采用一种非接触式采集系统,实时监测避雷器的泄漏电流、全电流及阻性分量,系统采用安全有效传输方式,将全电流、阻性电流、容性电流、雷击次数、雷电流数据、地电位反击过电压和环境温湿度等参数实时传送至控制中心,实现数据智能监测与分析。结果表明,系统应用后能对500 kV避雷器设备传感器和监测箱实施精确、稳定感知和传输数据,具备数据保存、展示、分析及异常警告功能,减少了运维成本,提升了运维效率和雷雨季节的安全性。该研究可为类似电站500 kV避雷器设备智能监测提供技术支持。

500 kV单回并行输电线路电磁环境影响预测研究

随着社会经济发展,电网架构的不断完善和电压等级不断提高,高电压等级输电线路并行走线不可避免,产生的电磁环境影响已成为必须考虑的重要问题。通过对南方某省500 kV单回并行输电线路电磁环境预测评价,在按照规范要求设计导线最小对地高度时,单回输电线路并行走线所产生的电磁环境影响不能满足电磁环境控制限值中相应标准要求,对导线进行抬升预测后可满足电磁环境控制限值中相应标准要求。建议输电线路选线阶段应尽量远离居民区,根据电磁环境影响预测情况设置导线对地最小距离,及时组织开展竣工环保验收调查及监测,减小高压输电线路并行走线对周边的电磁环境影响。

无人机巡检500 kV典型铁塔的抗干扰路径规划

在规划无人机巡检输电铁塔的飞行路径中,考虑无人机所受的电磁干扰对于保证无人机安全高效地完成巡检作业任务具有重要意义。由于不同形状铁塔的巡检目标位置、导线排布方式不一致,造成无人机的最优巡检路径和安全距离存在差异。为此,选择了4种500 kV典型输电铁塔作为研究对象,通过有限元仿真分析了不同形状铁塔对无人机的电磁干扰并确定了无人机巡检各典型铁塔的安全距离;结合巡检对象及常见缺陷出现的位置确定了无人机巡检4种铁塔的高空安全悬停点;通过混合遗传-模拟退火算法寻优得到了4种典型铁塔下无人机最优巡检路径。结果表明,无人机巡检500 kV酒杯塔、猫头塔、干字型耐张塔和双回鼓型塔的最优路径长度分别为190.4、202.6、213、313.7 m;前3种塔型的最小安全距离为1.5 m,最后一种塔型的最小安全距离为2 m。

面向500 kV同塔双回无人机精细化巡检的电磁防护与轨迹规划设计

为进一步实现500 kV同塔双回输电线路无人机精细化巡检,对其最小安全间距、电磁防护设计、上下线与巡线轨迹规划等进行研究,提出了一套输电线路无人机低空巡检及其电磁防护措施和轨迹规划方法。计算了无人机不受电磁干扰的各相线路巡检的安全间距,依据无人机不发生电弧放电、图像高识别度和仿真试验,确定了无人机低空飞行的最小安全距离。分析不同路径上下线轨迹,得到所受电场强度最小的航行路径,并通过双目测距以维持巡线间距。设计的无人机自主巡检系统,以电磁场传感器为基础,实时监测电场大小,在超出阈值时可做出相应规避措施。整体设计能够保证无人机在500 kV同塔双回输电线路巡检航行的安全、可靠、稳定,在很大程度上提高了无人机巡检的精度和安全性能。为同类型输电线路实现无人机精细化巡检提供了一种参考方案。

两次强对流天气对500 kV输电线路的影响

分析了某500 kV输电线路风偏和倒塔两次事故的气象成因,利用自动气象站的观测风速,结合基于雷达反演的三维风场,获得线路事故区域的风速分布特征:两次事故周边自动气象站观测的最大风速和极大风速偏小;雷达反演的三维风场对事故出现地点和时间均有较好的指示,导致输电线路倒塔的强对流天气与导致风偏的强对流天气相比,具有更高的回波高度、更强的上升气流,其反射率因子核心高度在6 min内下降了3.5 km以上,造成更大的地面破坏,但其局地性强,影响范围较小。分析结果表明:目前的线路设计风速在导致风偏的强对流天气下是偏安全的,但也要尽量避开可使风速放大的不利地形;对于可导致输电线路倒塔的微下击暴流,建议以“防串倒”为主要思路;在强对流天气影响下,观测风速计算的阵风系数明显大于相关规范中的取值。