改善同塔混压双回直流输电线路电磁环境研究

为了改善高压直流输电线路日益严重的电磁影响,提出混压双回直流输电线路布置的新方案。新方案线路布置通过改变极导线空间几何架构,重构极导线电晕后正负离子的空间分布状态来减弱直流输电线路对环境的电磁影响,研究其电磁环境具有重要意义。本文基于Kaptzov假设,运用COMSOL多物理场耦合计算了新方案和常规布置下直流线路的离子流浓度、合成电场、走廊宽度以及合成电场在不同风速下的变化。结果表明,选择合适的新布置方案可有效改善电磁环境影响,节约输电走廊资源。此外,新方案布置下直流线路特有的低值域不对称电磁环境具有优异的抗风性与稳定性。

同塔双回输电线路相参数测量计算分析

针对如何有效防控线路过电压问题,本文探讨了测量和计算同塔双回输电线路相参数的新方法,对等效电路模型构建方法和微分方程建立方法予以说明,阐述了构建测量数学模型过程,分析了测量实践要点和相量求解方法,希望本文分析和讨论的试验结果,能给同行提供一定参考。

500 kV同塔四回输电线路雷电反击特性研究

500 kV同塔四回输电线路电压等级高、杆塔高、回路多,易发生雷电事故。以虞城换流站-玉山500 kV同塔四回输电线路中的主力杆塔SSZ直线塔为实例,分析了500 kV同塔四回输电线路的雷电反击特性。研究表明,随着雷电流幅值的增大,线路第一回、第四回、第六回线路相继发生闪络;随着杆塔呼高和杆塔冲击接地电阻的增大,反击耐雷水平快速降低,反击跳闸率迅速增加;杆塔横担波阻抗对500 kV同塔四回输电线路的反击耐雷水平影响较小。

一起同塔双回直流输电线路避雷器击穿事故原因分析

同塔双回四极高压直流输电线路在提高线路走廊利用率的同时,会增加发生共因故障、相继跳闸的概率。该文结合某±500 kV同塔双回直流输电线路相继跳闸事故,阐述了直流系统共因故障的发生经过,分析了直流输电线路避雷器损毁的原因,即直流双极相继跳闸导致系统发生了两次暂态过电压,避雷器累计吸收能量超出额定值,导致避雷器热崩溃击穿。最后从避雷器动态巡维、在线监测及阀片筛选等方面提出了预防建议,为类似避雷器设备损毁的原因分析与解决提供了思路。

±500kV三沪Ⅱ回同塔双回直流输电线路防雷分析

±500kV三沪Ⅱ回直流输电工程是我国首条同塔双回直流输电线路,同塔双回的特殊结构在节约输电线路走廊资源等方面有一定优势,但在防雷安全方面较单回直流输电线路有显著区别,极线布置和空气间隙直接影响到线路耐雷水平。为此,对±500kV三沪Ⅱ回直流输电线路的耐雷水平进行仿真计算,结果表明,线路的反击耐雷水平比较高;各种极线布置方式的反击耐雷水平和绕击耐雷水平存在差异;考虑导线-杆塔空气间隙后,线路的反击耐雷水平和绕击耐雷水平均有所下降,其中反击耐雷水平下降得更明显。对整条线路的雷击跳闸率进行估算,得出双正极在最上方的布置方式跳闸率最低。

同塔混压双回直流输电线路复合横担塔的防雷性能

复合材料横担杆塔在我国输电线路中逐渐得到应用,但有关其应用于超/特高压输电线路尤其是同塔多回工况的研究报道较少。针对超/特高压同塔多回输电线路架设高度普遍偏高,更易遭受雷害的运行现状,采用先导法作为绝缘子闪络判据,对比分析了不同横担结构的±800 kV/±500 kV同塔双回混压直流输电线路的反击和绕击耐雷性能。研究表明:复合横担塔反击和绕击跳闸率较传统杆塔分别低约21.4%和33.3%,这是因为复合横担塔的横担更短,杆塔呼高更低,可有效提高线路耐雷性能。使用复合横担塔代替传统杆塔,既可一定程度上缓解走廊紧张的问题,又能提高运行经济性。

±500kV同塔三回柔性直流输电线路的电磁环境

根据柔性直流电网多端友好接入和网络化的特点,以及走廊资源日趋紧张的现状,±500 kV同塔三回柔性直流线路需求日益迫切。在线路设计时,需要合理选择±500 kV同塔三回柔性直流输电线路的极导线排列方式和线路参数,以使线路的电磁环境满足环境保护要求。分别采用基于EPRI经验公式、CISPR经验公式以及叠加原理的可听噪声和无线电干扰计算方法,研究了同塔三回直流输电线路采用不同型号导线时的可听噪声和无线电干扰水平,确定了不同极导线排列方式下满足可听噪声和无线电干扰限值要求的最小导线。采用基于上流有限元法的合成电场数值算法计算分析了采用不同导线时同塔三回直流输电线路的地面合成电场,确定了不同极导线排列方式下满足地面合成电场限值要求的导线最小高度。针对在已有单回或双回直流线路上方增设双极直流线路使之变成同塔三回直流线路的工程需求,研究分析了增设前后直流线路电磁环境的变化规律,结果表明,选择合适的极导线排列方式,可使增设后形成的同塔三回直流线路的电磁环境满足限值要求。

同塔双回架设直流输电线路感应电分布规律探讨

文章主要研究同塔双回架设的±800 kV和±500 kV线路在一回线路停电检修,另一回带电时,检修人员在复杂电磁环境中的安全问题。根据实际线路的走向、长度、半径、导体分裂数和分裂间距、铁塔高度等参数,建立线路模型,研究同塔双回架设直流输电线路感应电的分布规律。

同塔四回输电线路三相不平衡电流仿真分析

同塔四回线路各导线电磁耦合紧密,三相电流不平衡现象更为严重。为解决同塔四回线路三相不平衡电流过大的问题,首先,以实际输电线路为例,基于电磁暂态与电力电子仿真软件(electromagnetic transient&power electronics,EMTPE)建立了电磁暂态模型,并通过与实测数据对比验证模型的有效性;随后,利用所建模型分析线路三相电流不平衡的主要影响因素,同时根据分析结论指出导线相序排列方式及空间位置分布不恰当是引起宁夏某同塔四回输电线路三相电流不平衡的主要原因,并提出更换一回线相序排列为逆相序的解决方案;最后,结合工程规划情况,给出了该同塔四回线路各导线的最优相序组合方式,为后续工程建设提供指导建议。

±500kV同塔三回柔性多端直流输电线路防雷保护

同塔三回柔性直流输电线路在节约输电走廊等方面具有较大优势,但其防雷设计较单回或者双回输电线路有明显区别,特别在构成直流电网情况下,应从严控制线路雷击跳闸率。为此,以张北±500 kV柔性直流电网试验示范工程(单回)为背景,采用电气几何模型及行波法分析了±500 kV同塔三回柔性直流输电线路的耐雷性能,研究了极导线布置方式、避雷线保护角、地形地貌特征、接地电阻等典型因素对线路绕击及反击跳闸率的影响。计算结果表明,避雷线保护角采用–14°设计,极导线采用推荐的E布置方案时,可将三回直流输电线路的雷击跳闸率控制在0.1次/(100 km·a)以下。研究成果为后续±500 kV同塔三回柔性直流线路的防雷设计奠定了基础。

直流输电线路行波采集二次回路阻抗匹配问题研究

行波信号的准确采集是输电线路行波故障测距的基础,直流输电线路二次回路阻抗不匹配对行波采集存在负面影响。针对此问题,本文研究二次回路波阻抗不匹配的原因,分析由此导致的行波折反射问题及其对单端行波故障测距的不利影响。为解决二次回路阻抗不匹配问题,提出在二次回路传输电缆首端并联电阻的方法,并对常用的传输电缆进行实测和电磁暂态仿真,分析传输电缆的波阻抗变化范围,验证匹配电阻的行波折反射抑制效果。结果表明,本文提出的阻抗匹配方法可有效消除二次回路行波折反射现象,有助于提高单端行波故障测距的可靠性,具有良好的工程适应性。

同塔三回直流输电线路地面合成电场计算研究

随着社会的发展,直流输电线路与交流输电线路的建设得到很大发展,并被广泛的应用于我国长三角、珠三角、京津冀等经济发达地区。就目前的情况来看,同塔三回直流输电线路具有很多优势,其输送方式大大提高单位走廊输送能力,增加了线路的经济性,同时保证环境的友好性,这无疑是我国在更加经济有效输电方式领域取得的重大进展,因进一步加强对同塔三回直流输电线路的合成。基于此,分析了同塔三回直流输电线路地面合成电场计算。

昆柳龙特高压三端混合直流输电线路边界频率特性研究

为研究电网换相换流器和模块化多电平换流器并联型特高压三端混合直流线路行波边界保护,有必要研究电网换相换流器和模块化多电平换流器并联型特高压三端混合直流线路边界频率特性。特高压三端混合直流输电线路边界不对称,分析了昆北侧边界、柳北侧边界、昆柳段线路末端边界、柳龙段线路首端边界、龙门侧边界的拓扑结构。建立特高压多端混合直流输电线路边界频域模型,分析线路边界的频率特性,研究高频和中低频暂态信号在输电线路边界作用下的衰减特性。研究结果表明:昆北、柳北、龙门侧边界,对高频暂态信号呈高阻特性,有较强的衰减作用;昆柳段线路末端边界和柳龙段线路首端边界,对中低频暂态信号具有一定衰减作用,对高频暂态信号衰减较弱。

±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。

基于电压突变量的同塔双回直流输电线路故障选线方法

同塔双回直流线路极线间复杂的电磁耦合关系,增加了其故障极线识别的难度。基于平行四线系统解耦理论,对同塔双回直流线路电压量进行解耦分析,提取出相互独立的一个同向量与三个环流量电压。在此基础上详细分析了同塔双回直流输电线路在不同故障类型以及不同极线故障情况下的同向与环流电压突变量的极性和幅值大小特征,进而利用同向与环流电压突变量极性和幅值大小的差异及相互间的关联关系,提出了一种同塔双回直流输电线路故障选线方法。基于实际同塔双回直流输电系统的PSCAD/EMTDC大量仿真结果表明,该方法准确可靠,且不受过渡电阻影响。

500 kV直流输电线路下方施工设备及人体感应电研究

针对500 kV同塔双回直流输电线路下方感应电相较于交流线路难以准确分析的问题,研究了同塔双回直流输电线路下方基础施工设备感应电分布规律及施工人员感应电防护措施。采用Solid Works和Ansoft Maxwell混合建模技术,分析了灌注桩基础设备感应电特性、工程施工装备对电场畸变的影响特性和线路下方施工人员位于不同位置时人体周围及体表的电场强度分布,结果表明:灌注桩钢筋笼和基础施工设备的存在会使线路下方的电场发生畸变,且越靠近杆塔畸变率越高,最大电场畸变率分别为75.54%和107.67%;人体体表及周围电场强度与杆塔距离相关,最大可达3830.01 mV/m。

某光伏电站35 kV同塔四回送出线路零序电流过大原因分析及改善措施

广西某光伏电站采用35 kV同塔四回架空线路送出,电站扩容并网后,多次发生零序过流跳闸事故,严重影响电站电能送出。笔者采用理论分析和数值仿真相结合的方法,分析零序过流跳闸的原因,并提出相序优化布置方案,采用数值仿真工具验证所提方案的有效性;分析同塔四回线路在n-1故障状态下存在的问题,提出避开零序过流保护误动的建议。结果表明:跳闸故障是由于同塔四回线路相序布置不当引起的;优化方案的实施可有效解决送出线路中零序过流问题,现场测量结果与仿真计算结果基本一致,验证所提优化方案的正确性和有效性。研究成果可为同塔多回线路零序过流问题的分析和处理提供借鉴。

架空地线对同塔双回高压直流输电线路离子流场的影响

直流输电线路离子流场的计算中,针对外加电压、导线半径、线路高度等线路结构参数对地表电磁环境影响的讨论已很成熟,但针对架空地线半径、位置等因素影响作用的理论分析却并不多见。为此,基于Deutsch假设,编制程序计算了双极导线垂直排列试验线路地表合成场强,并与试验数据进行了比对,结果表明一致性很好。基于三沪二回典型输电线路结构,计算了极导线4种不同布置方式下的地表合成场强以及离子流密度,选出电磁环境较优的"+-/+-"布置方式用于讨论架空地线对地表电磁环境的影响。结果表明,对于不同的输电线路高度,地表电磁环境随架空地线位置变化趋势一致,且受位置变化影响极小。因此,在线路杆塔设计中,考虑防雷要求对地线位置进行调整时,无需考虑地线位置变化对线路下方电磁环境的影响。

基于电位系数矩阵的同塔双回直流输电线路故障选线方法

围绕同塔双回直流输电线路的故障分析与故障选线方法,基于麦克斯韦静电耦合理论,根据线路与杆塔的详细参数,考虑架空地线分段接地的特点及近端故障时滤波电容的影响,推算同塔双回直流输电线路的电位系统矩阵,并通过相模变换将线间静电不平衡耦合转换为线路各模量的电压变化量。进一步考虑地模与线模电压行波的传播特性差异,通过定义模电压变化比率以消除过渡电阻的影响,从而提出一种同塔双回直流输电线路的定量故障分析方法。基于所述故障分析方法,根据不同故障的边界条件进行特征分析,提出故障选线判据和定值整定方法。利用PSCAD/EMTDC构建同塔双回直流输电系统模型,通过全面的故障仿真分析,验证了所述方法的正确性,结果表明该故障选线方法不受过渡电阻的影响,能准确、灵敏地判定各种复杂故障类型。

同塔双回直流输电线路行波时域计算方法

同塔双回直流输电线路作为不平衡线路,行波在传播过程及端口折反射所涉及的频变特性是其故障行波精确计算中需要解决的关键问题。为此,提出了一种适用于同塔双回直流输电线路的暂态行波时域计算方法。该方法利用矢量拟合法和叠加定理,将故障行波在直流线路端口的折反射特性等效为时序波矩阵形式,并利用时域阶跃响应矩阵计及故障行波在直流线路上传播时的频变特性,从而避免了复杂的时频域转换过程。基于PSCAD/EMTDC对实际同塔双回直流线路的仿真测试验证了所提算法的有效性和准确性。