±1100kV特高压直流输电换流站内深度限制过电压水平研究

换流站绝缘配合是±1 100 kV特高压直流输电工程的关键技术之一,对降低设备的制造难度具有重要意义。提出±1 100 kV特高压直流输电工程的仿真计算用模型;对系统稳态运行电压和操作过电压进行了仿真研究和总结;在避雷器性能老化试验的基础上,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±1 100 kV特高压直流输电工程设备冲击绝缘水平的推荐值和绝缘裕度。

±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。

±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特高压直流输电线铁塔风致响应及风振系数研究

塔身高、横担超长及刚度不均匀是±1 100 k V特高压直流输电线铁塔的显著特征,与普通高压输电塔相比,其"头重脚轻"现象更为严重,风荷载的作用效应及风振响应更加复杂。通过运用Davenport风速功率谱模拟大气边界层的脉动风速,并考虑风荷载的空间相关特性,模拟分析B类场地43 m/s基本风速下该输电塔的风荷载时程;开展该铁塔风致响应的数值分析,研究其风振特点、顺风向风振系数计算方法及沿高度变化规律。基于风振响应分析可知:±1 100 k V特高压铁塔的风振系数沿高度并呈成线性分布,即在横担附近存在较大突变,与现有计算理论不相符;由于风振系数相关规范值忽略结构物外形、质量沿高度不均匀变化的影响,未能准确反映整塔风振系数沿高度的变化规律,且偏于不安全。

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。

30 mm重冰区±1100 kV特高压直流线路设计

昌吉—古泉特高压工程是世界上首个±1100 kV特高压直流输电工程。线路于陕西省境内翻越秦岭高海拔重冰区,最高海拔达到2500 m,设计覆冰厚度达到30 mm,该区段线路设计方案的可靠性及合理性成为整个工程设计的难点和关键之一。结合昌吉—古泉±1100 kV特高压直流输电工程成功的设计经验,对30 mm重覆冰区段的导地线选型、绝缘子选择及配置、塔头空气间隙、防雷保护、金具及绝缘子串、杆塔型式、杆塔荷载等关键设计方案进行了论证和分析。30 mm重冰区关键设计技术的研究成果可为后续特高压直流重冰区线路工程设计提供参考。

±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.

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。

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。

±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。

±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。

±800kV特高压直流线路缓波前过电压和绝缘配合

为了确定±800kV特高压直流线路的绝缘水平,依托±800kV云广直流输电工程,采用PSCAD程序模拟计算了单极线路接地在健全极线路产生的缓波前过电压及其沿线分布,给出了2%过电压的计算方法,分析了直流滤波器电容、接地电阻大小和接地位置等因素对过电压波形和幅值的影响。按两种直流滤波器方案,进行了云广直流线路的绝缘配合,选择了线路杆塔最小空气间隙,研究结果已在云广直流输电工程建设中应用。采用V串的特高压直流线路杆塔空气间隙受缓波前过电压控制,建议可以按离线路中点±30km内、外两部分分别进行直流线路缓波前过电压绝缘配合,以节省投资。

云广±800kV直流输电工程直流测量系统异常情况分析

根据云广±800 kV直流输电工程采用独立的直流测量系统而与其他高压直流系统的不同,介绍了直流测量系统的工作原理及TDM总线选择方式,单极的2套极控、组控系统以及2套极保护、阀组保护分别与2套极测量系统、阀组测量系统交叉冗余接线。分析了穗东换流站先后发生两起因TMD总线不能正常切换造成保护系统动作异常的事故的原因,并就此提出了相关的改进建议。

直流UHV线路杆塔规划及经济档距的确定

为降低直流特高压(UHV)输电线路的工程投资,结合±500 kV和国外已建UHV的经验,分析了现有杆塔荷载和经济档距。根据工程实际情况,计算了塔型方案中各塔的摇摆角系数、水平档距、垂直档距、摇摆角角度及塔头间隙等。计算确定,在理想平地情况下的经济塔高为51 m、经济档距为510 m。研究结果已被应用于云广±800kV线路。

宁东—山东±660kV直流输电工程晶闸管阀运行试验

为追求更高的传输效率及传输容量,特高压直流输电工程在我国电网中的应用越来越广泛。晶闸管阀作为其中的关键设备之一,必须通过完备有效的型式试验,以确保阀的设计是正确的。在IEC 60700-1标准的基础上,通过对现有运行试验电路的深入调研,开发了一套新的运行试验装置,并将其应用到宁东—山东±660 kV直流输电工程,试验结果表明该工程晶闸管阀的研发是成功的。

向—上±800kV输电工程与舟白机场及信标台间距分析

针对重庆舟白机场及多普勒全向信标台的特点,分析了向—上±800kV特高压直流输电线路相关塔位与机场净空保护间距、全向信标台场地保护间距的要求,并对有源干扰进行了评估,得出输电线路相关塔位需要限制铁塔高度,并在实际工程中实施。