±1100kV换流站直流场金具表面电场仿真静态场等效方法

我国的准东—皖南±1100 kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高的高压输电工程。随着电压等级的提高,换流站直流场设备中金具表面电场的控制裕度也越来越严格。为提高电场仿真计算结果的准确性,针对换流站金具电场仿真的瞬态场计算等效为静态场计算的方法进行研究,并结合电磁场理论,提出采用静态场等效瞬态场进行计算:在操作过电压、工频交流电压下可将瞬态电场等效成静电场分析;换流站典型直流电压波形下,可将瞬态电场等效成恒定电场分析,并用二维轴对称支柱绝缘子模型进行验证,最终应用于直流场全模型计算中。计算结果表明:在电准静态场下,针对不同电压激励,采用相应的静态场等效瞬态场计算,可以在保证精度的前提下,提高计算效率。对±1100 kV换流站直流场设备金具优化设计具有重要的指导意义。

±1100 kV直流U型结构穿墙套管空气间隙放电特性及间隙距离选择

±1 100 k V直流U型结构穿墙套管具有机械性能好、便于安装等优点,但U型结构穿墙套管端部均压环对墙体距离与对地距离相近,在设计中需要考虑这两类间隙的综合绝缘问题。因此,为保证±1 100 k V U型穿墙套管运行中的外绝缘安全,并系统掌握其电气间隙放电特性,采用均压环和钢架试品模拟±1 100 k V直流U型结构穿墙套管端部均压环对墙和对地电气绝缘间隙,开展了环对墙不同间隙距离、不同对地高度以及典型配置综合间隙操作冲击放电特性试验研究,获得了模拟±1 100 k V U型穿墙套管电气间隙的操作冲击放电特性参数,并结合系统操作过电压水平提出了±1 100 k V直流U型结构穿墙套管最小安全间隙推荐值,在海拔0、500、1 000 m的条件下,最小安全间隙配置取为12.1 m/12.4 m、12.6 m/12.9 m和12.8 m/13.1 m(均压环对阀厅墙体/对地)。

±1100kV特高压直流输电线路电磁环境研究

研究特高压直流输电电磁环境问题对我国特高压工程建设具有重要意义。根据±1 100kV特高压直流输电线路电磁环境限值,按照给定的初始条件,采用模拟电荷法、有限元法、CISPR、EPRI经验公式等方法计算合成场强电场、地面离子流密度、磁场强度、无线电干扰和可听噪声等电磁环境参数。研究表明,可听噪声是导线选型的控制因素。根据不同的极间距和海拔高度情况,推荐相应的导线型式,并给出不同导线型式推荐的导线最小对地距离。

邻近线路对±1100kV直流线路雷电屏蔽效果影响计算研究

由于土地资源紧缺,±1100 kV特高压直流工程的输电通道某区段内,可能存在2条或多条输电线路同走廊架设的问题。运行经验表明:直流输电线路由于极性效应,其雷电屏蔽特性相对交流输电线路存在一定的规律性。为研究临近线路对±1100 kV直流线路绕击特性的影响规律,探寻直流线路极性以及邻近线路高度、间距等布置方式的影响,以达到最经济有效的防雷方案。基于电气几何模型,搭建考虑±1100kV线路和其他线路并行排列下的雷电屏蔽仿真模型,计算考虑屏蔽后的±1100 kV线路各相导线的绕击次数,并引入雷电屏蔽因子,对邻近输电线路对±1100 kV线路的屏蔽效果进行定量的分析。研究结果表明±1100 kV线路正负极性位置、邻近线路杆塔结构(单回或双回)、邻近杆塔高度以及间距等因素对靠近邻近线路侧的±1100 kV直流线路导线的雷电屏蔽特性有较大的影响。在±1100 kV直流工程建设中,建议正极性导线布置在靠近邻近线路侧,可降低±1100 kV线路绕击概率。当与邻近线路间隔较近时,±1100 kV线路绕击概率大幅降低,可考虑减少防绕击的措施,节省经济成本。

输变电工程初步设计内容深度规定第7部分:330kV～1100kV交直流架空输电线路部分解读

以规范330kV^1100kV输电线路初步设计文件、满足坚强智能电网和特高压交直流工程的建设需求为基本目标,从线路路径、导地线选型、绝缘配合、防雷接地等方面解读了《输变电工程初步设计内容深度规定第7部分:330kV^1100kV交直流架空输电线路部分》,初步设计内容深度规定为指导后续330kV^1100kV交直流工程设计、规范设计文件提供了重要依据。

±1100kV特高压直流输电工程直流线路故障重启动过程非故障极换相失败研究

研究发现由于±1100 k V特高压直流输电工程直流电压和功率的提升以及换流变短路阻抗的提高,一极直流线路瞬时故障会引发另外一极换相失败。针对该现象进行了研究,分析了实际工程中影响换相失败的主要因素,并逐个进行研究和计算,最后从一次系统参数优化(主要包括换流变短路阻抗优化)和二次控制策略改进(主要包括故障极的重启动策略改进和非故障极在故障极重启动期间的关断角控制策略改进)2个角度提出了适用于±1100 k V特高压直流输电工程抵御换相失败的措施。

1100 kV直流SF6气体绝缘穿墙套管电场仿真分析

国产1100 kV直流SF6气体绝缘穿墙套管首次采用双层内屏蔽结构。为此,提出了1种气体电流密度计算方法用于仿真直流电压下的套管电场分布,对工频和直流电压下分别采用单层和双层内屏蔽结构时的套管电场分布进行了仿真分析,探讨了双层内屏蔽结构的电场调控能力,仿真分析了气体电离对电场分布的影响。结果表明:直流电压下套管外部表面电场分布不受内屏蔽电极配置方式的影响,但双层屏蔽结构相对于单层屏蔽结构能够减小套管内部电极的表面场强;套管外部空气电离达到一定程度后将引发屏蔽环表面起始的闪络,内部SF6气体电离达到一定程度后则更容易发生电离区附近的套管表面电晕放电。

±1100kV直流输电工程直流滤波器方案研究

文中分析了±1 100 kV特高压直流输电工程换流器在直流侧产生的谐波的特点,根据现有的工程参数计算出了换流器在直流侧产生的谐波电压,并将计算结果与±800 kV高压直流输电工程做了比较。文中以规划的±1 100 kV特高压直流输电工程为例,对换流器在直流极线和地极引线上产生的等效干扰电流进行了计算。通过对多种直流滤波器配置方案的滤波性能进行试算,最终给出了推荐的直流滤波器配置方案,该方案满足滤波性能限制要求并且造价较低。文中同时计算出了该配置方案下直流极线和地极引线上的最大等效干扰电流:双极2 728 mA,单极5 882 mA。文中的研究结果对最终确定实际工程直流滤波器方案具有一定的参考作用。

±1100 kV昌吉换流站与±800 kV天山换流站共同作用的直流偏磁问题研究

针对±800 kV天山—中洲特高压直流输电工程和±1100 kV昌吉—古泉特高压直流输电工程同时以单极大地方式运行时,新疆电网内厂站面临的变压器直流偏磁风险,提出了研究方法和应对策略:首先,利用电磁测深对两接地极周边土壤进行了冬夏两季实测,在实测的土壤电阻率基础上构建了两接地极同时作用下的电网直流电流分布模型;其次,对新疆电网直流偏磁风险进行仿真计算分析,发现不同季节土壤电阻率不同,且冬季直流偏磁风险较大,两双接地极同时注入直流时,原本没有直流偏磁风险的厂站也会存在风险;最后,提出了直流偏磁治理的防范方法与策略。文中方法和研究结论可为同类工程提供参考,具有一定的理论和实际的借鉴意义。

±1100kV特高压直流分层接入后受端电网稳定特性及控制措施

昌吉—古泉±1100 kV特高压直流(以下简称"吉泉直流")分层接入受端华东电网后,将给华东交流电网的运行带来新的安全稳定问题。为此,该文针对吉泉直流分层及单层接入两种不同方式,对直流近区潮流、分层接入直流短路比及电压波动特性进行了比较;分析了不同故障下吉泉直流分层接入后受端电网的稳定特性,并提出了相应的安全稳定控制策略,保障了华东电网的安全稳定运行。

±1100 kV换流站直流场防雷设计研究

±1100 kV是特高压直流输电工程中的全新电压等级,±1100 kV换流站设计尤其是换流站中直流场的设计面临许多全新的挑战。这里对防雷设计的方法进行了对比研究,确定使用滚球法进行防雷设计,同时提出了击距系数的取值,确定了直流场各个区域的击距。提出了±1100 kV换流站直流场防雷具有4个方面的特殊性:较大的空气净距要求与相对较小的雷电击距的矛盾;小雷电流保护区域范围扩大;直流场空间受限;难以确定"危险剖面"。通过上述研究提出了适用于±1100 kV换流站直流场,利用空间上多根相交或不相交的避雷线及耐受雷击较强的导体联合保护,构建一种具有空间层次结构的防雷方案。并提出了采用三维建模进行工程校验。

±1100 kV特高压直流输电线路工程架线施工技术研究

昌吉-古泉±1 100 kV特高压直流输电线路工程,首次将电压提升到±1 100 kV电压等级,导线金具重量都与±800 kV线路有着质的差别,施工工艺、施工工器具等都需根据要求作出适应性改变。针对±1 100 kV级特高压工程塔型结构不同于±800 kV级特点,故对绝缘子悬挂、滑车布置、"一牵2"走板及展放牵引连接方式、840 kN耐张串吊装、导线开断施工、直线转角塔附件、孤立档及耐直耐弧垂控制等关键施工技术开展了研究。

±1100 kV换流站户内直流场智能巡检系统设计

提出±1100 kV换流站户内直流场智能巡检系统设计方案,满足±1100 kV特高压换流站户内直流场设备正常运行而产生的恶劣电磁环境下不进人设计的巡检要求。运行人员不需进入直流场内即可完成直流场主设备日常巡检,配置双重化的智能巡检设备和巡检设备人工回收的设计方案,既提高巡检的可靠性,又能保证在单套巡检设备出现故障时及时进行维修。设计方案提高了巡检工作的自动化程度,系统既能满足资产全寿命周期管理要求,又提高设备可靠性和电网安全性。

±1100 kV特高压直流接地极极环施工工序优化

昌吉—古泉±1100 kV特高压直流输电工程为目前世界上电压等级最高的直流线路。其古泉±1100kV特高压换流站配套接地极也是目前世界第一的接地极项目,其极环占地面积大、施工工艺要求高、施工环境复杂,对施工组织、工序流程、环境保护等均需进行优化。总结了古泉换流站接地极施工的工序流程,环保措施等方法,可供类似工程予以参考。

准东—华东±1100kV特高压直流输电线路工程接地措施选择

针对准东—华东 ±1100kV特高压直流输电线路工程接地系统,为提高接地材料的防腐性能,提高降阻效果,保护环境,本文调研了项目沿线土壤电阻率和土壤腐蚀等级的分布情况以及沿线已建工程人工接地体的运行情况,为本工程接地型式的合理选择奠定了基础,因地制宜地推荐了合适的接地型式.

±1100kV直流平波电抗器吊装方法研究

根据±1 100kV换流站干式平波电抗器安装高度高和重量重的特点,结合以往±800kV直流场平波电抗器设备就位及吊装的成功经验,并考虑工程实际情况,阐述了吊装的施工方法、质量控制措施和施工流程步骤,以及对施工区域的整体布置,现场土质地面的处理要求等。

大规格角钢在±1100kV特高压直流输电线路工程中的应用

±1100 kV特高压直流输电线路工程导线截面积大、铁塔负荷大,而大规格角钢承载力大,可代替双角钢使用,减少节点偏心和节点板,具有显著的经济和社会效益。对大规格角钢承载力进行计算,给出大规格角钢最优计算长度和减孔数量,并对大规格角钢和双角钢进行对比。

±1100 kV特高压直流线路无间隙线路避雷器雷电防护适用性研究

为抑制操作过电压,昌吉-古泉±1 100 kV特高压直流输电线路在线路中部安装多对无间隙避雷器,但针对无间隙避雷器兼顾雷电防护适用性的研究较少。本研究基于EMTP-ATP建立了雷电过电压瞬态传播模型,计算了特高压直流线路的雷击闪络率,分析了避雷器对雷电过电压的抑制效果和保护范围。结果显示无间隙避雷器对雷电过电压幅值、波形存在抑制作用,安装避雷器后,线路绕、反击耐雷水平增加。未加装避雷器的邻近杆塔依旧可发生雷击闪络,避雷器只可保护加装级杆塔。本研究基于计算结果提出了无间隙线路避雷器的优化配置原则,建议在满足操作过电压抑制要求的前提下,适当调整避雷器至地面倾角大于15°的中、高雷区、接地电阻较大的杆塔上。

基于选相合闸的特高压换流变励磁涌流抑制

古泉站换流变是目前世界上单台单相容量最大的换流变,容量较其他特高压直流工程换流变提高了20%,故励磁涌流衰减初期容易导致保护误动作。为解决这一问题,首先建立古泉站换流变系统仿真模型并进行故障复现,然后对导致泉站换流变励磁涌流值高的原因进行分析,再对基于选相合闸的抑制励磁涌流策略进行测试并安装选相合闸装置,最后在2020年年度首检停电期间进行验证。结果表明,安装选相合闸装置后,各相励磁涌流值可降至200 A,有效地抑制了励磁涌流值。