±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。

特高压直流输电带电更换±800kV直流线路直线塔导线线夹工具应用方法探究

本研究旨在探讨带电更换±800kV直流线路直线塔导线线夹的方法及其重要性,通过搭建临时工作平台、断开与隔离需要更换的导线线夹、拆除旧线夹并安装新线夹以及恢复线路并测试新线夹等步骤,完成了带电更换工作。本研究不仅提高了电力系统的稳定性和供电可靠性,还减少了停电损失,为社会经济的持续发展提供了有力的电力保障。研究结果表明,该方法安全有效,具有显著的实用价值和推广意义。

±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。

±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。

±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。

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。

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。

我国±800kV特高压直流输电线路外绝缘问题

我国已规划了多条±800kV特高压直流输电线路的建设,由于没有设计和运行经验,污秽、覆冰(雪)、酸雨(雾)和高海拔下的外绝缘选择将是其面临的关键技术之一。作者以国内外现有研究成果为基础,阐述了我国特高压直流输电线路外绝缘选择的特殊性,污秽、覆冰(雪)、酸雨(雾)和高海拔等对特高压直流绝缘子放电特性的影响,高海拔下长空气间隙的放电特性。指出污秽、覆冰(雪)、酸雨(雾)和高海拔是影响特高压直流输电线路绝缘子、空气间隙电气特性和外绝缘选择的重要因素,提出在应用现有方法进行特高压直流外绝缘选择时必须考虑污秽、覆冰(雪)、酸雨(雾)和高海拔的影响并加以修正。

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特高压直流输电线路的电位转移电流特性

为了确保±800kV特高压直流(UHVDC)输电线路带电作业过程中线路和作业人员的安全,对带电作业进入等电位过程中的电位转移电流特性进行研究有助于采取适当的防护措施。为此,采用光纤脉冲电流测量系统对进入±800kV特高压直流输电线路过程中的电位转移电流进行了测量,进入直流等电位过程中的电位转移电流脉冲最大幅值为149.98A,脉冲宽度为几十μs,正极性和负极性脉冲都存在。根据进入交直流线路等电位的特点,采用电磁分析软件研究了进入等电位过程中作业人员与极导线间的电位分布,计算了作业人员与极导线和杆塔等接地构件间的电容,根据这些参数建立了交直流线路进入等电位过程中的电位转移电流的分析模型,对特高压交流(UHVAC)与特高压直流线路的电位转移电流进行了计算。计算与测量结果表明特高压直流线路的电位转移电流远小于特高压交流线路,可以为特高压输电线路带电作业方法的选取提供参考。

g参数修正法用于浙西±800kV换流站阀厅空气净距设计

±800 kV特高压直流换流站的阀厅空气净距设计是特高压直流工程实施中的关键技术之一。由于换流站阀厅内部有空调系统调节,大气密度、温度、湿度等都不同于标准气象条件。为此,采用g参数法对非标准气象条件下空气间隙的放电特性进行修正。该方法基于大气密度修正系数k1和湿度修正系数k2,系数k1和k2由阀厅气象条件和因子m、w共同确定,而因子m和w则取决于参数g。由于参数g在获得时需要通过待求的空气间隙距离d,因此该方法在应用过程中需要多次迭代计算。研究结果表明,采用最新的g参数曲线得到的空气净距略小于按照以往曲线所得结果,且由于误差限制该方法适用于海拔≤2000 m的修正。将该方法应用在浙西±800 kV特高压直流换流站的阀厅空气净距设计中,得到了阀厅内主要位置的最小空气净距,其中直流侧高压母线对地推荐最小空气净距≥8.7 m。

±800kV特高压直流耐张串应用复合绝缘子的可行性

复合绝缘子因其优异的耐污性能和良好的技术经济性而在特高压直流输电线路中有良好的应用前景。对特高压直流线路耐张串上使用复合绝缘子的机械性能进行研究,通过建立输电导线有限元模型和耐张串多串绝缘子并联模型,仿真计算得到不同并联串型布置下,耐张串在各种动态运行工况下承受的最大动态机械载荷;对比仿真计算结果,考虑复合绝缘子长期运行的机械可靠性,给出特高压直流线路上应用复合绝缘子耐张串的推荐选型方案;综合仿真理论分析和已有的复合绝缘子试验结果可知,特高压直流线路耐张串上应用复合绝缘子是可行的。

±800kV直流系统过电压保护和绝缘配合研究

依托向家坝至南汇直流输电工程,研究了±800kV换流站交流侧工频过电压、交直流侧操作过电压和雷电过电压、直流线路操作和雷电过电压。重点分析了±800kV与±500kV在直流过电压和绝缘配合方面不同之处。给出了避雷器配置方式、参数的选择原则和方法,确定了换流站各避雷器的保护水平和配合电流及避雷器的能耗及能耗与直流侧的快速保护定值、延迟时间的配合。提出换流站绝缘配合裕度系数和主要设备绝缘水平要求及直流线路操作冲击和雷电冲击要求的最小空气间隙计算方法。

±800 kV特高压直流输电标准体系的建立

论述了建立特高压直流输电标准体系的必要性和基本原则,并据此提出了特高压直流输电标准体系,按照通用技术、设计、设备订货技术条件、施工及验收、运行维护、设备试验方法、系统控制与保护等分类逐一介绍了所建立的特高压直流标准体系。

高海拔地区±800kV特高压直流输电系统绝缘子带电自然积污特性

为了研究特高压直流绝缘子的自然带电积污特性,进行了全电压全尺寸特高压直流绝缘子积污特性试验。测定了绝缘子的等值盐密(ESDD)、等值灰密(NSDD),分析了不同材质(复合硅橡胶、玻璃、瓷)的绝缘子串,不同串型(I悬垂,V悬垂,耐张)的绝缘子串,不同伞形结构(复合伞裙、钟罩、三伞、瓷长棒)的绝缘子串,以及绝缘子伞裙上下表面和沿绝缘子串不同位置(高压侧、地侧、中间)的积污状况。初步结果表明:不同材质绝缘子串中瓷绝缘子积污最轻;不同串型的绝缘子串中耐张串积污最轻;不同伞形结构绝缘子串中瓷长棒绝缘子是最小积污伞型;伞裙上下表面污秽状况差异巨大,绝缘子杆塔侧积污最重。研究结果可为我国高海拔地区(特别是昆明地区)特高压直流输电工程的外绝缘提供重要的参考。

±800kV直流输电工程空气间隙放电特性试验及间隙距离选择

针对±800 kV直流输电线路直线塔真型尺寸模拟杆塔空气间隙进行了50%操作冲击和雷电冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV杆塔最小间隙距离的推荐值;对±800 kV直流换流站典型极母线空气间隙进行了50%操作冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV换流站典型电极最小间隙距离的推荐值。

±800kV直流输电线路雷击干扰短时窗电压均值识别方法

为快速准确地识别雷击干扰,分别对±800kV特高压直流输电线路的雷击未故障、雷击故障和接地故障进行了大量的电磁暂态仿真分析,并分析了±800kV特高压直流输电系统中控制系统的动作特性和边界元件的电压闭环传递特性。分析表明:在雷击故障或非雷击故障下,存在故障电流入地的集中参数通路,电压波形在5ms时窗内多次与零轴相交。在雷击未造成故障情况下,由于不存在故障电流入地的集中参数通路,保护安装处观测到的电压暂态波形在5ms时窗内围绕各极直流电压轴线上下交替变化并逐渐衰减至极电压轴线。因此,在雷击引起故障或非雷击故障情况下,5ms时窗内的电压均值较小;在雷击未引起故障情况下,5ms时窗内的电压均值接近于该极电压轴线值。基于此,利用5ms电压采样值直接计算均值,并将其作"归一化"处理,提炼出了基于短时窗电压均值的雷击干扰识别算法,该算法具有抗随机噪声能力强、可靠性高、计算速度快且兼有故障选极功能的特点,大量的PSCAD仿真结果表明,该算法有效。

±800kV换流站的雷电侵入波过电压仿真分析

特高压直流换流站的绝缘配合对系统的安全运行和经济成本至关重要。为此,针对糯扎渡送电广东±800 kV特高压直流输电工程,采用PSCAD/EMTDC软件仿真分析受端换流站雷电侵入波过电压分布及其对设备雷电冲击绝缘水平的影响。建立了换流站各设备的雷电冲击暂态模型和交、直流侧进线段线路的频率相关模型,并选取合适的换流站运行方式进行仿真分析。采用先导发展法作为绝缘子串的闪络判据计算出交、直流侧输电线路进线段内反击和绕击耐雷水平,并由电气几何模型计算最大绕击电流。根据线路耐雷水平计算交、直流侧进线段内反击和绕击时雷电侵入波在换流站内设备上形成的最大过电压,校核设备雷电冲击绝缘水平,提出了改进措施。

±800kV特高压直流换流站绝缘配合方案分析

换流站绝缘配合是±800kV特高压直流输电工程实施中的关键技术之一。基于向家坝—上海和云南—广东2项±800kV特高压直流输电工程,从平波电抗器分置和换流站避雷器配置2个角度分析了特高压直流换流站绝缘配合的特点。重点分析了平抗分置方式在特高压输电中的经济技术优势,指出平抗分置将是特高压换流站平波电抗器的首选布置方式。给出了2个换流站的避雷器布置方案,描述了各个避雷器的保护功能,最后分析了特高压工程采用并联避雷器对直流极线平波电抗器的端对端保护功能,以及2个工程对最高端Y/Y换流变阀侧所采用的不同保护方式的优缺点。