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。

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。

500kV超高压输电线路风偏故障的预防举措探寻

风偏故障是威胁500kV超高压输电线路安全稳定运行的主要因素之一。文章从气象监测预警、线路设计优化、精益运维管理、防风技术研究4方面,提出了加强气象监测预警体系建设、优化线路走廊选择和杆塔绝缘子设计、开展隐患排查治理和智能监测、创新风偏故障预警和机理研究等一系列预防风偏故障的措施,并强调了加强同行业交流学习的重要性,以期全面提升输电线路抵御风偏故障的能力,为保障电网安全运行提供有力支撑。

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。

500kV输电线路地线悬垂线夹的断裂原因

某500 kV输电线路双回路直线塔右侧悬垂线夹断裂导致地线及OPGW光缆掉串。通过体视显微镜、光学显微镜、自动硬度计、扫描电子显微镜等对悬垂线夹断裂的原因进行了分析。结果表明:悬垂线夹紧固螺栓腐蚀严重,金具护套的铝合金材质不合格。螺栓磨损区域表面存在异常组织回火索氏体,表明螺栓曾经历过高温。综合分析表明,地线腐蚀引起的导通不良和断路是导致线夹护套磨损断裂的根本原因。

500kV架空输电线路张力架线施工技术

目前,张力架线施工是超高压及特高压输电线路施工中的一项重要技术,该技术直接关系到输电线路的施工安全与导线质量。架线施工中受多种因素的影响容易出现诸多问题,对整体施工质量产生不良影响。因此,必须从技术和管理两个层面加强质量控制。就500 kV架空输电线路张力架线施工技术及流程进行深入探讨,以保证施工安全,提高输电线路运行质量。

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。

±1500 kV特高压直流输电线路导线选型研究

在我国成功突破±1100kV直流输电技术的基础上,为实现±1500kV电压等级的全新跨越,文章从导线的电气特性和机械特性对±1500kV特高压直流输电线路导线截面及分裂数形式进行研究,并运用年费用最小法推荐经济性最优的导线型号。通过对不同分裂数及截面导线的计算和比较,充分考虑±1500kV输电线路输送容量大,输送距离长,损耗小时数与电价预计也较高的特点,推荐±1500kV特高压直流输电线路工程采用电磁环境和年费用均较优的10×JL1/G3A-1250/70导线型式,为实现电压等级跨越提供借鉴。

架空输电线路新规范对500 kV角钢塔结构的影响研究

基于架空输电线路新规范DL/T 5551—2018[4]、DL/T 5440—2020[5]及DL/T 5486—2020[6],对白鹤滩水电站送出工程10 mm、15 mm、20 mm(重冰区)及30 mm四种典型冰区的500 kV角钢塔结构进行了对比研究,系统地总结了新规范对500 kV角钢塔结构的影响及其程度,有针对性地提出了采用新规范对500 kV角钢塔结构进行校验加强的重点。研究成果可作为对500 kV架空输电线路角钢塔结构进行新旧规范对比分析的参考,也可作为对已建500 kV架空输电线路采用新规范进行改造加强的借鉴。

500kV输电线路覆冰闪络故障原因分析

为提高电力系统的运行可靠性和安全性,通过对500kV输电线路的覆冰闪络故障进行归纳总结,分析了500kV输电线路覆冰闪络故障的特点和覆冰对绝缘子串的影响,并提出防覆冰闪络的措施,主要有增加绝缘子表面绝缘涂层、采用桥接技术、应用冰除技术、采用大盘径绝缘子隔断、定制复合绝缘子等。最后针对不同桥接方式对绝缘子串抗冰闪能力的影响实验验证。实验结果表明:桥接技术可以实现防止输电线路覆冰闪络故障,但是桥接方式不会导致覆冰闪络故障发生的。

输电线路和500kV变电站鸟害分析及防治措施

本文以输电线路和500kV变电站为例,探讨了鸟害对电力系统造成的影响及其经济后果和社会后果,详细分析了两起典型的鸟害事件:因白腹黑雁的迁徙导致的输电线中断、由湖泊吸引的水鸟在变电站中引发的触电事故。为解决上述这些问题,电力公司采取了多种措施,如技术改革、驱鸟设备安装、以及与环保组织合作的公众宣传策略。

500 kV输电线路绕击雷影响因素及防范措施研究

鉴于目前我国相关的电力能源供需分布不均衡,我国许多的电力供应都需要通过长距离大容量输电线路来完成。经过长期的应用分析可知,500 kV输电线路通常需要经过高山、丘陵及旷野等自然环境,而输电线路长期暴露在自然环境中,非常容易受到外界的损害及影响。在输电线路破坏因素中,雷击是威胁输电线路安全运行较为主要的一个因素,对输电线路的安全运行有非常重要的影响。基于此,对500 kV输电线路绕击雷影响因素进行了分析,并提出输电线路绕击防范措施,以增强防雷措施的针对性、可行性和经济性。

±500kV直流输电线路用复合外套带串联间隙金属氧化物避雷器的研制

为了提高±500kV直流输电线路的耐雷水平,降低其雷击闪络率,研制开发了±500kV直流线路用复合外套带串联间隙金属氧化物避雷器。通过对该避雷器动作负载和保护原理的研究,提出了其结构性能要求,并设计计算了该避雷器的主要技术参数。研制出了额定电压571kV、8/20μs标称放电电流20kA下残压为1 064kV,正极性雷电冲击50%放电电压为1 830kV的±500kV直流线路避雷器。型式试验结果表明,所研制的±500kV直流线路避雷器电气、机械特性等均达到设计要求,能够有效保护±500kV直流绝缘子串免遭雷击闪络。±500kV直流线路避雷器的成功研制填补了直流输电线路避雷器的技术空白,为该避雷器在±500kV直流输电线路上的推广应用打下了基础。

500kV同杆并架线路感应电压和电流的计算分析

鉴于同杆并架双回线路线间耦合性很强,当一回运行,另一回停运线路上会有较高感应电压和感应电流,为保证线路检修人员的安全工作,通过理论分析计算分析了同杆双回停运线路上的感应电压和感应电流。分析表明:电磁感应电流与运行线路输送的功率基本呈正比例关系,与线路长度无关,电磁感应电压与运行线路输送的功率及线路长度基本呈正比例关系;静电感应电流与线路长度基本呈正比例关系,与运行线路输送的功率无关,静电感应电压与运行线路输送的功率及线路长度的关系不大;通过在停运线路首末端接地及中间点挂接地线,可有效减小停运线路上沿线的感应电压,在检修点加接地线对减小该点的感应电压尤为有效;流过接地线的电流与接地线的位置关系不大,换位对感应电压的改善效果不明显,但换位后对流过接地开关的电流改善显著,而且完全换位次数越多,改善效果越好。

±500kV直流输电线路雷电屏蔽模拟试验研究

模拟试验是研究超/特高压输电线路绕击特性的一个重要手段,针对直流线路标称电场对线路雷电绕击特性的影响问题开展模拟试验研究,首先从模拟试验比例尺的确定、地闪先导过程近区电场的模拟和模型线路标称电场模拟三方面论证了试验的物理等价性;在计及直流电压的条件下,通过放电试验得出了±500kV输电线路G4–40型杆塔绕击空间分布;试验中观测到主放电击中导线(或避雷线)的同时,避雷线(或导线)上残存的迎面流注。依据试验现象,定性分析了标称电场对绕击特性的影响机理;对试验结果定量分析表明,计及直流电压后G4–40型杆塔正极绕击率为不考虑直流电压时的1.79倍。

±500kV同杆双回直流线路雷电性能的研究

为了解决同杆双回线塔身高、易遭雷击等问题,计算研究了±500kV同杆并架双回直流线路的雷电性能,提出了有较好防雷电绕击性能的塔型。双回线路4种极性排列方式的计算表明,除方式C外,其他3种方式的线路雷击闪络率≤0.093次/(100km·a)(地面倾斜角为15°时),均<0.1363次/(100km·a)的500kV交流线路统计结果,双正极性极线同时跳闸率小于单正极性。同杆并架双回直流线路能够满足雷电性能的要求。

平原地区500kV输电线路雷电屏蔽性能的模型试验研究

雷害是输电线路故障的主要原因,在我国南方多雷地区,超高压输电线路频繁发生雷电屏蔽失效引起的跳闸,有必要更深入地研究超高压输电线路的雷电屏蔽性能。采用1:40线路模型,通过大量的冲击放电试验,研究了500kV输电线路的雷电屏蔽性能,得到了500kV输电线路绕击概率的空间分布规律,近似为抛物线,并分析了影响绕击的各种因素,如保护角、导线电压、导线对地电阻、非垂直落雷等。试验研究结果对提高500kV输电线路的雷电屏蔽性能有一定的借鉴意义。

500kV输电线路在线监测系统应用

为对华北500kV电网近3a来应用的在线监测系统进行深入分析探讨,将微气象、绝缘子污秽、应力及覆冰、导线金具及温度、微风振动等在线监测系统的应用及监测数据作为研究对象,对各在线监测系统的应用情况进行总结分析,指出系统应用过程中存在的理论模型、外部环境、能量供给、数据传输、价格成本等共性问题,给出了各在线监测技术手段的下一步发展方向,并分别针对各在线监测系统的继续深化应用给出建议。