1000 kV输电线路耐张塔等电位带电作业电位转移电流计算

特高压输电线路等电位带电作业过程中会出现电弧放电,产生高幅值、高能量的脉冲电流,因此提出准确的转移电流计算方法对作业人员的安全防护具有重要意义。文中提出了基于电弧模型的电位转移电流计算方法,可对进入等电位的过程进行模拟。基于PSCAD平台建立了1000 kV输电线路耐张塔等电位带电作业电位转移电流计算模型,同时分析了进入等电位的方式及速度对转移电流的影响。仿真与实测结果基本一致,表明该计算模型能够有效反映电位转移电流的动态变化特性。采用软梯法获得的转移电流峰值更小,提高进入等电位速度,可有效降低电位转移电流幅值。

±1100 kV特高压直流工程1000 kV交流滤波电容器组的研制

1000 kV交流滤波电容器组是昌吉-古泉±1100 kV特高压直流输电工程主要设备之一,用于消除1000 kV侧交流系统的谐波、补偿无功功率和改善系统的电压质量。从技术角度对1000 kV交流滤波电容器组研制进行较为全面的总结,通过采用线性插值法进行电容器组绝缘配合计算分析,推导出电容器塔底部对地绝缘水平(LIWL/SIWL)的计算公式,采用有限元分析软件ANSYS建立有限元仿真模型验证电容器组的抗震性能和电场强度。对电容器单元不同的降低噪声方案进行噪声测试,对比分析得到降噪效果、经济性和安全性最优的降噪方案。结果表明:1000kV交流滤波电容器组设计和制造满足±1100kV特高压直流输电工程要求,电容器组可以安全可靠运行。

1000 kV特高压输电线路电磁环境影响预测与评价

为推动1000k V特高压输电线路的顺利建设,减小特高压输电线路建设对周围环境的影响,减少公众环保投诉,对1000k V特高压输电线路的典型同塔双回路杆塔进行模式预测,分析运行期产生的电磁环境影响。结果表明:按照设计规范要求的导线对地面最小距离经过非居民区时,线路下方距地面1.5m高度处的工频电场强度能够满足GB8702—2014《电磁环境控制限值》相关要求;线路经过居民区时,导线距地面的最小距离需抬高至36m,线路下方距地面1.5m高度处的工频电场强度和工频磁感应强度才能够满足GB8702—2014《电磁环境控制限值》中公众曝露控制限值要求。另外,建议特高压输电线路在选址选线阶段尽量远离居民区;在设计和施工阶段增大导线与地面的距离,减小特高压输电线路对周围环境的影响。

1000 kV特高压线路中绝缘子片数的确定

针对我国正在建设和运行的1000 kV交流特高压线路中使用的金具串,采用泄漏比距法和污耐压法按照工频电压选择绝缘子片数,提出了耐张串推荐采用的绝缘子片数和悬垂串合成绝缘子的结构长度及爬电距离。该研究可提高1000 kV特高压线路设计水平,从而提供更加安全可靠的运行维护和合理的工程造价。

500 kV同塔双回路钻越1000 kV线路方案设计

本文针对500 kV同塔双回输电线路钻越1000 kV特高压线路的方案设计问题进行研究,分析了钻越方案设计的制约因素,通过改变导线排列方式和地线架设方式等措施,设计了一种三角排列的同塔双回路钻越塔,并优化设计了铁塔。该塔型的设计很好地解决了500 kV同塔双回线路钻越1000 kV线路的问题,可为其他电力线路钻越方案设计提供借鉴。

1000 kV特高压变电站建设施工现场人员安全监测系统

为了提升施工现场人员安全性,设计1000 kV特高压变电站建设施工现场人员安全监测系统。在安全监测系统硬件设计方面,利用网络接口通过TCP/IP协议接入交换机,将数据传输到服务端;采用GF571单片机,可任意选择代码指令时钟周期,容量满足该监控系统对硬件的方案需求。在安全监测系统软件设计方面,对1000 kV特高压变电站建设施工现场人员安全监控进行视频图像信息采集,计算单幅图像预处理的透射率并进行调整,选择优化后的图像进行均值滤波,将获取的视频图像信息进行预处理;运用链接方式部署传感器,设置新型网络拓扑结构,运用信号接收器获取网络信息;确定网络节点位置信息,通过计算不同节点间的距离进行定位;将计算的距离值与实际值进行比较,如果没有误差,就表示能够精准反映监测区域的信息,得到最佳监测效果,从而完成设计。测试结果表明,该系统能够节约内部存储空间,在不同像素下人体骨骼关节点位姿态精度均在90%以上,监测效果实时且精准。

1000 kV特高压输电线路架线的施工技术

1000 kV特高压输电线路架线建设是电力系统建设的重点,具有很强的特殊性。基于此,分析1000 kV特高压输电线路架线选用的主要设备,综合研究1000 kV特高压输电线路架线建设中易出现的问题,并提出了有效的解决方法,从而提高了1000 kV特高压线路架线建设质量。

±1000kV级直流输电工程系统过电压抑制和绝缘配合

换流站过电压抑制和绝缘配合是±1 000kV级特高压直流输电工程的关键技术之一,对降低设备的绝缘水平和制造难度具有重要的意义。为此,论述了抑制±1 000kV级特高压直流换流站电气设备上的过电压措施及高性能避雷器参数的选取,指出提高避雷器的荷电率和减小避雷器的残压比是降低避雷器保护水平的重要措施,并详细介绍了采用高性能避雷器降低设备绝缘水平的可行性。给出了±1 000kV级特高压直流输电工程设备绝缘配合方法—确定性法,该方法须通过仿真计算可确定合理的避雷器配合电流和配合电流波形,以准确地进行绝缘配合。通过计算,给出了±1 000kV级特高压直流设备冲击绝缘水平的推荐值:±1 000kV、±1 100kV直流极线的操作/雷电冲击绝缘水平分别为1 900kV/2 250kV、2 050kV/2 400kV;±1 000kV、±1 100kV换流变阀侧Y绕组端子/D绕组端子的操作冲击绝缘水平分别为1 950kV/1 500kV、2 050kV/1 600kV。同时,根据线路过电压沿线分布的研究结果,建议线路杆塔绝缘配置应结合线路过电压幅值、分布特性和沿线海拔高度综合分析,并采用分段设计原则以使线路杆塔的造价更加经济合理。

±1000kV特高压直流在我国电网应用的可行性研究

根据我国电网特点和特高压交直流建设情况,探讨了±1000kV特高压直流在我国电网发展中应用的可行性。在考虑设备制造能力的基础上,分析了±1000kV特高压直流的基本配置方案和经济性,并从多个角度分析±1000kV特高压直流对系统安全稳定的影响,具体包括接入系统方式、对送端和受端系统稳定性的影响以及多直流馈入问题等。最后,文章给出了±1000kV特高压直流发展需解决的技术问题,并对发展前景进行了展望。

±1000kV特高压直流互感器的选型与研制

直流输电作为一项成熟、可靠的大容量、远距离输电技术,在我国跨省、区联网工程中发挥了重要作用。随着±800kV特高压直流输电工程的顺利开展和实施,更高电压等级±1000kV特高压直流输电技术的发展成为可能。直流互感器是供直流输电系统用电能计量、电量监测、电力系统控制与保护的重要装置,由于直流互感器的技术比交流互感器复杂,制造难度大,国内用量少,且事故率很高,所以一直没有得到推广,云南-广东和向家坝-上海±800kV特高压直流工程中直流互感器均依赖于进口,我国未掌握核心技术。为推进特高压直流设备国产化进程,±1000kV直流电压等级的直流互感器研究成为必然。在对比分析目前直流互感器的类型,同时又参照±800kV直流工程中直流互感器运行情况的基础上,对于±1000kV直流互感器进行了选型、结构、性能及关键技术等方面的研究。分析结果对研制±1000kV特高压直流互感器具有指导作用。

±1000kV特高压直流电流互感器集肤效应分析及结构优化

直流输电作为一项成熟、可靠的大容量、远距离输电技术,在我国跨省、区联网工程中发挥了重要作用。随着±800 kV特高压直流输电工程的顺利开展和实施,更高电压等级的±1000 kV特高压直流输电技术的发展成为可能。直流电流互感器是用于直流输电系统电能计量、电量监测、电力系统控制与保护的重要装置。利用分流器测量直流大电流,结构简单,性能稳定可靠,但系统谐波电流引起集肤效应可能会对测量和保护产生影响。为推进特高压直流设备的国产化进程,更好地研究±1000 kV特高压直流电流互感器,首先对研制±1000 kV特高压直流电流互感器的必要性进行了讨论,对直流分流器集肤效应的影响进行了理论分析,同时,在依据±500 kV贵州一广州直流工程中直流分流器结构设计的基础上,对于±1000 kV特高压直流互感器分流器进行了选型、结构设计、性能及关键技术等方面的研究,根据得到的设计原则而设计的直流电流互感器满足准确度和相关特性的要求,该研究结果对研制±1000 kV特高压直流互感器具有指导作用,对于±1000 kV直流电网的建成具有重大意义。

±1000kV特高压直流输电技术研发思路(英文)

±1000kV特高压直流输电技术能够实现大范围内能源优化配置,适合巨型能源基地实现电力超大容量、超远距离外送。提出了±1000kV特高压直流输电技术研发思路,共包括5个部分:第1部分分析指出了±1000kV特高压直流输电工程建设的必要性和开展±1000kV特高压直流输电技术研究的必要性;第2部分研究了±1000kV特高压直流输电在各种情况下的系统适应性和研究重点;第3部分研究了±1000kV特高压直流输电的换流站设备和线路的技术可行性,提出了需要进一步研究的技术难点和研发思路;第4部分提出了从换流站造价、线路造价和能源价格方面分析±1000kV特高压直流输电技术经济优势的思路;第5部分介绍了国家电网公司±1000kV特高压直流输电技术研究的计划。

1000kV交流复合绝缘子均压环参数设计

为了将1000kV交流特高压输电线路复合绝缘子沿面电场分布控制在合理的范围内,根据复合绝缘子的特点,采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,选择使用有限元法进行1000kV交流输电线路复合绝缘子串沿面电位、电场分布计算及均压环参数优化设计。应用ANSOFT软件建立1000kV交流线路带杆塔、导线的全三维模型,研究了均压环的管径、环径和抬高距离对绝缘子电场分布影响的规律,从控制电场强度的角度出发得到了均压环结构参数的配置方案。三维计算结果表明,安装了均压环后,复合绝缘子护套、金具、均压环表面最大电场强度均可以满足要求,绝缘子沿面电位分布的均匀性也得到了提高。金具可见电晕和无线电干扰试验的结果表明,高压端金具和均压环的起晕电压、无线电干扰均符合国家标准要求。

1000kV交流特高压线路带电作业安全防护研究

为确保1000 kV交流特高压输电线路带电作业的安全进行,进行了安全防护研究。根据1000kV交流特高压线路电压等级高、空间场强大的特点,研制了1000kV带电作业屏蔽服,并按照标准对屏蔽服的衣料和成品性能进行了测试。根据线路实际,进行了登塔过程中人体不同部位的电场强度和等电位时人体不同部位的电场强度及流经人体电流的测量,并进行了进入等电位拉弧试验和脉冲电流测量。研究结果表明,研制的屏蔽服满足带电作业安全防护要求,带电作业时作业人员应穿戴全套屏蔽服,进出等电位时应使用电位转移棒。

±1000kV直流输电线路塔头间隙冲击放电特性试验及海拔校正研究

±1000 kV直流在中国是一个新的电压等级,为保证设计的经济性和可靠性,需对不同海拔地区空气间隙距离的选择进行试验研究。在北京的特高压直流试验基地和海拔4 300 m的西藏高海拔试验基地采用相同结构的±1 000 kV真型尺寸模拟塔头空气间隙进行了冲击放电试验,获得了相应的操作冲击和雷电冲击放电特性曲线。通过对西藏基地得到的操作冲击放电电压采用GB/T 16927.1—1997、IEC 60071-2和GB/T 311.1—1997标准推荐的方法进行海拔校正,并与北京的试验基地得到的试验结果进行比较,结果表明以上3种标准推荐的海拔校正方法已不适用于海拔4.3 km的长空气间隙操作冲击放电。最后,按照"海拔每升高100m,绝缘的电气强度降低相同百分比"的原则,采用插值法计算得到了海拔4300m及以下地区的塔头间隙操作冲击放电电压曲线,并结合±1000kV直流输电线路过电压的研究结果,计算了不同海拔下±1000kV直流输电线路塔头操作过电压需要的最小空气间隙距离。在1.7pu操作过电压下,对于海拔1000m及以下地区,±1000kV直流塔头的空气间隙距离建议为8.6m;当海拔为3500m时,建议为9.8m。

1000kV输电线路带电作业安全距离研究

为确定1000kV交流特高压输电线路带电作业的安全距离,分析了我国第一条特高压线路带电作业操作过电压水平及概率密度,介绍了带电作业危险率计算过程和修正方法,结合特高压输变电试验示范工程的实际进行了各种工况位置的安全距离的试验研究,得出1000kV输电线路直线塔边相、中相、耐张串的带电作业安全距离的操作冲击放电特性,通过危险率计算分析确定了1000kV交流输电线路带电作业最小安全距离。研究结果可为1000kV交流特高压输电线路的带电作业提供依据和技术支撑。

1000kV同塔双回输电线路带电作业技术试验研究

为配合1000 kV同塔双回输电线路的建设,提高输电线路带电作业的安全性和可行性,结合华东淮南-上海1000 kV输变电工程塔型、导线布置、人在塔上的作业位置等实际情况,对其带电作业方式进行了研究。在1:1的模拟杆塔上进行了带电作业典型位置的安全距离和组合间隙试验;同时,使用有限元方法对线路杆塔空间电场分布进行了仿真计算,并在真型塔上对带电作业人员处于地电位和等电位时人体的体表场强进行了测量。根据试验及计算结果,得到了在各种典型作业位置进行带电作业时的最小安全距离和组合间隙,总结了电场的分布特点并制定了相应防护措施。研究结果表明,1000 kV同塔双回输电线路的带电作业是安全的、可行的。

±1000kV特高压直流电流互感器选型及结构设计

直流输电作为一项成熟、可靠的大容量、远距离输电技术,在中国跨省、区联网工程中发挥了重要作用。随着特高压±800 kV直流输电工程的顺利开展和实施,更高电压等级±1 000 kV直流输电技术的发展成为可能。直流互感器是供直流输电系统用电能计量、电量监测、电力系统控制与保护的重要装置,由于直流互感器的技术比交流互感器复杂,制造难度大,国内用量少,且事故率很高,所以一直没有得到推广,特高压±800 kV云南—广东和向家坝—上海直流工程中直流互感器均依赖于进口,中国未掌握核心技术。为推进特高压直流设备国产化进程,使得±1 000 kV直流电压等级的直流互感器研究成为必然。笔者在对比分析目前直流互感器的类型,同时又参照±800 kV直流工程中直流互感器的运行情况的基础上,对于±1 000 kV直流互感器进行了选型及结构分析。分析结果表明:±1 000 kV特高压直流互感器的研究在世界上尚属首次,研究成果对于±1 000 kV直流电网的建成与否起到极其重要的作用,中国掌握核心技术,大量节省工程建设资金,使中国的直流互感器技术达到世界领先水平。

1000 kV交流输电系统动态模拟研究

为了准确模拟1000 kV交流输电系统,基于晋东南- 南阳-荆门交流特高压试验示范工程提供的参数,设计了满足要求的高性能线路元件模型(线路阻抗角可高达88．5°)、并联电抗器元件模型、电容式电压互感器及电流互感器等。建立1000 kV交流输电系统的动态模拟系统能够为所模拟系统继电保护装置的设计和选型提供试验条件,并可应用于1000 kV交流输电系统暂态特性的研究。

1000kV特高压交流大跨越线路设计

1000 kV特高压交流大跨越的建设在我国尚属首次,没有相关技术规定可供参考。为给今后特高压工程建设提供设计参考,结合晋东南—南阳—荆门1000 kV特高压交流试验示范工程汉江沿山头跨越的建设,介绍了我国第1个1000 kV特高压交流大跨越线路的主要设计原则和特点,如导、地线、防振、防舞、绝缘子串片数、绝缘子串及金具、杆塔空气间隙、防雷、杆塔和基础等。示范工程已良好运行超过1年,验证了工程技术及设计原则是可行的。