500 kV输电线路绝缘子安装质量验收机器人机构设计

【目的】针对500 kV输电线路中水平玻璃绝缘子安装质量验收工作中存在的作业难题,提出一种绝缘子安装质量验收机器人机构设计方案。【方法】首先,根据作业环境建立了绝缘子验收机器人三维模型,利用D-H参数法对检测机构进行正运动学分析;然后,为解决机器人在不同倾斜角绝缘子串上的稳定爬行问题,对机器人驱动机构进行优化,并在5°、10°和15°这3种不同倾斜角绝缘子串上分别进行了运动学仿真;最后,对优化后的履带式机器人分别进行纵向和横向稳定性受力分析,并对减振弹簧进行了受力仿真分析。【结果】结果表明,和多轮式驱动机构相比,履带式驱动机构的机器人质心在Z轴的速度稳定性分别提升了84.73%、75.76%、73.70%;在X轴的偏移距离稳定性分别提升了40.47%、44.21%、74.14%。优化后机器人具有更好的稳定性,为后续绝缘子机器人整体设计提供了支撑。

±660kV直流输电线路的导线选择

导线选型是超高压输电线路设计的关键技术之一,对线路的输送容量、传输性能、电磁环境以及输电线路的技术经济指标都有很大的影响。为经济合理地选择导线截面、导线结构和极导线布置,针对9种±660 kV直流输电线路的导线方案,采用广泛使用的计算分析方法,从电流密度、电场效应、电晕损失、无线电干扰及可听噪声等方面阐述各种导线方案的电气特性,并采用最小年费用法对导线方案进行经济性比较,确定宁东—山东±660 kV直流输电线路的极导线结构方案。建议在2 000 m以下的低海拔工程中,双回路采用6×LGJ-630/45导线方案,分裂间距45 cm;单回路采用4×LGJ-800/55导线方案,分裂间距45 cm。

±660kV直流同塔双回输电线路带电作业试验研究

为确定±660kV同塔双回直流输电线路带电作业安全距离、组合间隙以及安全防护等技术要求,结合实际工程需要,采用仿真计算和模拟试验的方法,得到了线路带电作业最大操作过电压水平。在此基础上,通过1:1模拟塔试验,确定了在海拔500、1000、1500、2000m的高度下,±660kV同塔双回直流输电线路带电作业典型工况下不同作业位置的最小安全距离,得出了带电作业人员进入等电位时的最小组合间隙。通过计算分析,研究了±660kV直流输电线路带电作业人员体表电场强度和电位转移过程中的脉冲电流水平,提出了±660kV直流带电作业屏蔽服的基本技术参数。该研究为±660kV直流同塔双回输电线路带电作业工作的开展提供了技术依据。

±660kV中蒙直流工程送端孤岛运行方式最小功率启动研究

直流输电系统为快响应特性系统,且存在最小电流运行方式对应的最小输送功率,以保证直流系统正常换相不发生断流现象;火电机组有慢响应特性,达到额定功率需要较长时间,因此送端孤岛运行方式下直流解锁过程与火力发电厂机组特性要相互协调配合。对送端系统孤岛运行方式下±660kV中蒙直流系统最小启动容量的选择和影响因素以及解锁过程进行了分析,提出需要注意直流解锁过程中引发的自励磁现象,结论可为规划阶段送端电源组织方式和投产后系统运行方式的制定提供参考。

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。

±660kVHVDC大跨越输电线路绕击耐雷性能研究

±660 kV高压直流输电线路是世界上首条该电压等级的线路,大跨越段是耐雷性能比较薄弱的部分,因此有必要对其耐雷特性进行更加详细的研究。笔者利用改进的EGM,考虑雷电对导线、地线和大地三者击距的差异、风偏影响、地形影响和导线工作电压影响等,对中国±660 kV高压直流输电线路的大跨越段进行了绕击耐雷性能分析。仿真结果表明,随着地面倾角的增加,导线工作电压对绕击跳闸率的影响减小,但不容忽视,因此计算中必须考虑导线工作电压。随着风速和地面倾角的增大,绕击跳闸率呈加速度增长。当地面倾角大于20°,风速大于20 m/s时,大跨越线路的绕击跳闸率超过指标要求0.1次/(100 km.a)。鉴于大跨越线路大都处于地理和气候条件恶劣的地方,因而要加强线路的雷电防护措施,从而提高大跨越线路的绕击耐雷性能。

±660kV直流1000mm^2大截面导线架设技术探讨

大截面导线对节能降耗,建设"资源节约型、环境友好型"电网具有重要意义,西北(宁东)—华北(山东)±660 kV输电线路采用4×JL/G3A-1000/45导线方案经济上合理,技术上先进。针对1 000 mm2大截面导线结构和架线技术与扩径导线的不同,主要介绍架线设备的选型、张力放线、导线压接、紧线和附件安装等施工技术要点及施工注意事项。实践证明,采用"一牵四"方案架设1 000 mm2大截面导线,作业安全、高效、环保。

西北电网外送暨宁东—山东±660kV高压直流联网示范工程浅议

分析了西北与华北电网宁东—山东±660 kV高压直流输电工程中的近10项"世界第一"技术创新特点,从系统联网角度阐述了该工程建设的经济和社会效益。根据国家"西电东送"战略要求,通过国家电网的统一规划、建设和调配,西北750 kV骨干电网作为"三华"送端电网的格局已经形成,该直流联网示范工程将西北黄河上游水电、宁东火电打捆外送,对于西北地区煤电、水电、风电等能源大规模外送具有显著的示范作用,将实现更大范围的能源资源优化配置与利用。

±660kV直流输电系统故障对系统稳定性的影响

为验证宁夏电网±660 kV直流输电系统双极闭锁后安稳装置控制策略的正确性及安稳装置切机后对系统稳定性的影响,采用电力系统全数字实时仿真系统(Advanced DigitalPower System Simulator,ADPSS)进行故障仿真,仿真过程中,安稳装置动作可靠,系统保持稳定运行。仿真结果表明:安稳装置动作后,直流系统附近各线路电压在短暂波动后均恢复平稳,线路无过载现象。

±660kV HVDC输电线路典型杆塔绕击性能评估

±660 kV高压直流输电线路是世界上首条该电压等级的线路,对其耐雷性能研究至关重要。已有研究表明改进的EGM是所有计算线路绕击跳闸率模型中较为精确的模型。利用改进的EGM,考虑雷电对导线、地线和大地三者击距的差异、风偏影响、地形影响和导线工作电压影响等,基于典型杆塔对我国±660 kV高压直流输电线路进行绕击性能分析。仿真结果表明,在相同地面倾角时,考虑导线工作电压的绕击跳闸率大约是不考虑导线工作电压的2倍,因此计算中必须考虑导线工作电压。随着风速和地面倾角的增大,绕击跳闸率呈加速度增长。当地面倾角大于20°,风速大于20 m/s时,杆塔为ZP2711的线路绕击跳闸率超过指标要求0.1次/100 km.a,因此ZP2711杆塔适用于在内陆平原地区使用。而JP2711杆塔在地面倾角小于30°,风速小于30 m/s时绕击跳闸率都达标,因此可以在沿海以及山区地带选用。

±660kV直流输电线路反击耐雷性能研究

在现有输电线路防雷研究成果的基础上,基于ATP-EMTP建立了计算±660 kV直流输电线路反击耐雷水平的模型,模型中杆塔采用多波阻抗模型,绝缘子闪络判据采用相交法,雷电波采用双指数波形,考虑导线电压的影响。所建模型经过验证后,首先分析了杆塔高度和接地电阻对输电线路反击耐雷水平的影响,然后以±660 kV输电线路典型塔形ZP2711为例分析了雷电反击对塔顶电位以及绝缘子两端电压的影响。研究表明,降低冲击接地电阻比降低杆塔高度能更有效地减小线路的反击耐雷水平,±660 kV线路在普通地形段的耐雷水平达232 kA,在大跨越段耐雷水平降低到175 kA,因此在大跨越段应加强接地电阻排查,以防由于接地电阻增大进一步降低线路的耐雷水平,从而引起反击闪络。

±660kV直流输电带电作业安全距离的试验研究

宁东-山东±660 kV直流输电示范工程是世界首条±660 kV电压等级直流输电工程,结合工程实际,在详细介绍试验条件的基础上,对各种工况下的带电作业安全距离进行试验研究,并根据不同作业位置安全距离的放电特性,结合线路相地过电压倍数,计算得到海拔2 000 m以下地区±660 kV直流输电线路带电作业最小安全距离和最小组合间隙。所得研究结论可为±660 kV直流输电线路上开展带电作业提供依据和技术支撑。

35kV输电线路玻璃绝缘子串中残锤的危害分析

针对35 kV输电线路玻璃绝缘子零值自爆后的残锤,分析残锤的外绝缘、内绝缘特性,并结合两个实例分析在大风大雨作用下35 kV输电线路玻璃绝缘子串中残锤的危害,还针对残锤的危害提出了反措。结果表明:雨水可通过残锤的外绝缘渗浸内绝缘;运行中若未能及时发现和更换残锤,大风大雨将有可能引发存在残锤的35 kV输电线路玻璃绝缘子串发生单相接地闪络故障。其中,在残锤的内绝缘没有被雨水渗浸前,其内绝缘水平高于外绝缘水平,闪络电弧从残锤的外绝缘直接拉弧导通,将有可能导致单相接地闪络故障延时跳闸的35 kV输电线路发生烧断导线故障;在残锤的内绝缘被雨水渗浸后,其内绝缘水平低于外绝缘水平,闪络电弧从被雨水渗浸的残锤内绝缘导通,将有可能发生35 kV输电线路掉串故障。

±660kV银东直流1894号塔异常放电问题及对策研究

±660 kV银东直流线路电压等级是中国乃至世界上新的直流输电电压等级,在中国乃至世界范围内尚属建设与运行先例。自2010年投运以来银东直流线路累计发生5次因线路异常放电导致的降压运行,其中以1894号耐张塔的异常放电问题最为典型。文中基于银东直流1894号塔现场异常放电现象,对其进行分析研究。同时结合该塔的污秽度研究,综合考虑其地理位置及环境因素,对该塔的异常放电原因进行分析研究。在此基础上,提出应对1894号塔乃至整个银东直流线路异常放电现象的对策。

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。

一起35 kV线路两基相邻直线杆玻璃绝缘子串的多点故障分析

针对一起35 kV线路两基相邻直线杆玻璃绝缘子串的残锤、雨闪、电弧风偏及断线等的多点故障,笔者分析了故障原因,并提出改进措施。结果表明:该线路19号杆仅有2片绝缘子、1个残锤的A相2片串发生持续间歇雨闪,扣除残锤后绝缘子的每串最少片数少于规范要求值、单相雨闪故障延时跳闸等是引发该起故障的主要原因;35 kV线路采用4片玻璃绝缘子串或改用复合绝缘子,加强绝缘子串的可恢复绝缘、抗污及灭弧性能,可防止发生此类故障。