超/特高压同塔多回输电线路脱冰跳跃动力响应分析

为了明确超/特高压同塔多回输电线路的覆冰动态特性,采用有限元方法分析了其脱冰跳跃动态响应。考虑几何非线性的影响,采用有限元理论建立了导/地线-绝缘子及铁塔-导/地线-绝缘子体系的脱冰跳跃精细化数值分析模型。以1 000 kV交流双回、500 kV交流双回同塔多回输电线路和±800 kV直流单回、500 kV交流双回同塔多回输电线路为例,考虑塔线耦合效应、脱冰位置、档距和高差等影响因素,完成了不同工况下系统的脱冰跳跃分析。结果表明:当铁塔较高时,塔线耦合作用对导线脱冰跳跃纵向不平衡张力的影响不大,对地线脱冰跳跃纵向不平衡张力的影响较大;边档脱冰产生的纵向不平衡张力明显大于中档脱冰。最后,对导/地线脱冰跳跃纵向不平衡张力百分比取值进行了如下建议:1 000 kV导线及±800 kV导线取10%;500 kV导线取20%;地线取100%。

线路避雷器改善同塔多回线路防雷性能的分析

安装线路避雷器是最为有效的输电线路防雷措施,为求得分析线路避雷器用于同塔多回线路时的最佳安装位置和安装数量,对相关文献资料进行了综合分析研究。根据非三相安装线路避雷器改善线路防雷性能的机理可知,雷击塔顶时部分雷电流通过安装避雷器的相导线泻放而降低塔顶电位,同时安装避雷器的相导线电压升高且在相邻相上感应较高电压,两方面因素共同作用使得其他相绝缘子上的电压降低,耐雷水平得到改善;同塔多回线路非全相安装线路避雷器时,防雷效果与避雷器的安装位置密切相关。建议220kV同塔双回线路安装单相避雷器时宜安装在下侧相;每回路安装2支避雷器时,宜安装在中间相和下侧相;同塔4回线路最佳的避雷器安装位置为在上层右侧和下层两回线路的上相绝缘子上。

同塔多回输电线路并联电抗器的参数优化分析

同塔多回输电线路间的电磁耦合使得并联电抗器与中性点小电抗的取值需重新优化。建立了同塔多回输电线路的分布参数耦合模型,得出潜供电流与弧道恢复电压的表达式,并可推广至多重故障情况;研究了影响潜供电流和恢复电压的关键因素。基于潜供电弧的动态模型,计算了电弧起始长度、中性点小电抗等对燃弧时间的影响,进而得到并联电抗器的取值准则,指出单回与多回线路中性点小电抗优化取值的差异之处。采用谐振频率分析法,综合考虑非全相运行、回路间电磁感应等引起的谐振过电压,导出了多回线路的固有谐振频率简化表达式,指出中性点小电抗的取值范围与取值方法。研究结果对超/特高压多回输电线路并联电抗器的优化设计具有指导价值。

超/特高压交流同塔多回输电线路覆冰不平衡张力分析

根据超/特高压交流同塔多回输电线路的导地线型号及绝缘子串参数建立线-串有限元模型,分析了不均匀覆冰随耐张段档数的变化规律,不同挂点高差模式对不均匀覆冰不平衡张力的影响,给出了不均匀覆冰不平张力的分析计算方法。对超/特高压交流同塔多回输电线路导地线挂点不均匀覆冰不平衡张力随覆冰率的变化规律进行分析,给出了定量的计算结果。在此基础上,建立塔-线-串耦合的三维有限元模型,考虑铁塔变形对不均匀覆冰不平衡张力的影响,将计算结果与线-串有限元计算结果进行对比分析。根据有限元分析给出超/特高压交流同塔多回直线塔,导、地线不均匀覆冰不平衡张力百分比取值,一般情况下导线取为10%、地线取为20%,如果从经济性考虑,对同塔不同电压等级可以取不同的不平衡张力百分比,1 000 kV导线取7%,500 kV导线取10%,地线取20%。

超/特高压同塔多回线路零序电流补偿系数整定方案

超/特高压同塔多回输电线路运行方式多样,线路间的零序互感会影响零序补偿系数和测量阻抗的大小,进而影响接地距离保护的整定范围。在理论推导的基础上,分析了在不同运行方式下线路互感对零序电流补偿系数的影响,给出了针对超/特高压同塔多回输电线路接地距离继电器零序电流补偿系数的整定方案。利用实时数字仿真器(RTDS)对1000kV/500kV同塔四回线路进行了仿真验证。

不同电压等级同塔多回输电线路零序功率方向元件动作行为分析

不同电压等级同塔多回输电线路故障类型复杂多样,线路间的零序互感会影响零序功率方向元件的动作性能。以不同电压等级同塔四回线路为例,分析了单回线路故障、同一电压等级线路跨线故障、不同电压等级线路跨线故障及不同电压等级线路复故障时零序功率方向元件的动作行为。对于不同电压等级同塔多回输电线路,分析不同电压等级跨线故障后零序功率方向元件的动作行为时,可以将其分解为若干个相同电压等级线路故障分别进行处理。理论分析表明,零序互感对零序功率方向元件的主要影响为,非故障线路处于强磁弱电条件时,零序功率方向元件会发生误动作。在此基础上,利用RTDS仿真软件对一1 000 kV/500 kV同塔四回线路进行了仿真,结果证明了理论分析的正确性。

考虑避雷线影响的同塔多回输电线路不平衡度衡量新方法

针对同塔多回输电线路的优化设计与运行,计算了考虑避雷线影响的同塔多回输电线路阻抗参数,提出了表征同塔多回输电线路不平衡物理本质的新衡量方法。基于PSCAD软件仿真计算了同塔6回输电线路的不平衡度,对比分析了不同线路长度、不同相序布置情况下避雷线连接方式对线路不平衡度的影响。结果表明,所提出的衡量方法具有实用性、便捷性,能够准确地反映线路不平衡特性,选择线路最优相序布置方式;避雷线的连接方式是线路零序不平衡度的主要影响因素。

同塔多回输电线路动态物理模拟方法研究

同塔多回输电线路故障情况异常复杂,对现有保护原理影响严重。研究同塔多回输电线路的动态模拟方法,实现同塔多回输电线路的物理模拟对于研究线路保护原理、开发线路保护装置和测试保护性能意义重大。文章总结了现有同塔双回输电线路的物理模拟方法,分析了现有方法用于模拟同塔多回输电线路的可行性,进而提出了采用序参数等值法进行同塔多回输电线路模拟的理论方法。考虑模拟系统与实际系统的差别,文章提出了模拟过程中互感分流元件的应用方法,并以回路数3为例论述了具体实现方法,最后总结了该方法的优点、应用特点及应用中需注意的问题,为实现同塔多回线路物理模拟创造了条件。

同塔多回线路绝缘子机械性能试验及试验过程的电气性能评估

为了弄清同塔多回线路架设方式下绝缘子的机械特性,试验研究了不同垂直荷载F和水平荷载G下不同绝缘子串夹角的V型瓷绝缘子串应力变化情况,探讨了在不同荷载下长棒型瓷绝缘子和三伞型瓷绝缘子组成的V型瓷绝缘子串夹角的变化及对绝缘子串机械性能的影响,分析了该试验过程对输电线路电气性能的影响。结果表明:在相同串夹角下,卸载后α角的变化与F/G的值成正相关关系;串夹角越小时,同等F/G条件下α角越大,绝缘子串越容易移动;在某些试验情况下相地空气间隙低于3.3m的要求,但线路相间空气间隙最小距离均大于相间间隙的最低要求。这些结果可为同塔多回线路架设方式下V型绝缘子串的设计提供基础数据.

同塔双回交流线路改直流线路合成电场分析

随着用电负荷急速增长,电网输送容量也亟需提升。在一定条件下,将已有交流线路改为直流线路,既可提高线路的输送容量,又可大幅减小建设投资,受到国内外关注。将上流有限元法进行拓展,应用于同塔双回交流线路改直流线路后同塔多回直流线路合成电场的计算,模拟试验线段试验结果验证计算方法的有效性。考虑典型500 k V同塔双回交流线路改为±500 k V直流线路,对不同导线型号和直流线路极导线不同排列方式下的导线表面场强和地面合成电场进行计算,并对其特性进行分析。在此基础上,确定改造后直流线路经过非居民区和居民区时的极导线最小高度和线路走廊宽度。结果表明,对于采用常用导线的500 k V同塔双回交流线路,改为±500 k V直流线路,选择适当的极导线排列方式,可以使地面合成电场满足标准要求。

同塔多回线路非全相运行谐振特性研究

带并联电抗器的同塔多回输电线路,在线路故障引起的非全相运行期间,由于并联电抗器和线路电容间可能构成串联回路,若参数匹配将发生串联谐振引起高幅值长时间的谐振过电压,需对带并联电抗器的同塔多回输电线路谐振问题进行研究分析。建立了同塔多回输电线路耦合模型,变换得到各故障状态非全相运行期间的等效阻抗模型,并推导出线路各非全相运行状态下的谐振频率计算表达式,通过频率扫描验证理论分析的正确性。为更直观的反应并联电抗器与同塔多回输电线路谐振的关系,作出并联电抗器补偿度和中性点小电抗的谐振关系曲线,结合中性点小电抗的取值要求,对不同回数的线路谐振特性进行比较分析。研究结果对同塔多回输电线路并联电抗器的谐振规律研究有参考价值。

基于混合法的不同电压等级同塔四回线路无线电干扰计算

在不同电压等级同塔多回线路中,可能出现分裂数不同的导体同时存在的情况,为此在线路无线电干扰的计算中,提出了混合法,即在同塔多回线路中,混合应用经验公式法和激发函数法,分别计算导体分裂数小于4和大于等于4线路的干扰场强,再将80%值进行叠加,从而得到合成场强。将混合法应用于南雁220 kV/500 kV同塔四回线路无线电干扰特性分析中,结果表明:混合法能够准确反映线路几何参数、电气参数和排列方式变化所导致的无线电干扰场强值变化的趋势;导体距地最小高度等距离增加,混合法计算结果均匀减小;测量点与杆塔中心线的距离变化时,混合法计算结果的波动比较大。

多回同塔110kV线路悬垂绝缘子串带电更换研究

针对多回同塔110 kV线路铁塔塔头尺寸小,利用常规带电作业方法难以进行绝缘子更换的难题,研究出了两种带电作业方法和作业工具。阐述了这两种作业方法的研究原则和操作步骤。通过在福建省的推广应用证明了这两种方法有效地解决了多回同塔110 kV线路悬垂绝缘子串带电更换的难题。

同塔多回输电线路带电作业的可视化实现

以宁波市500 k V输电线路为例,利用三维仿真、激光测量等技术完成了全市输电线路及地形地貌的管理平台建设,并通过软件开发定制带电作业模拟功能模块,在三维场景中实现对模拟人带电作业时最小组合间隙的实时计算与三维动态展示,为500 k V同塔多回输电线路带电作业具体方案的确定和模拟提供技术、安全上的保证。

杆塔接地电阻对同塔多回线路防雷性能的影响

杆塔接地电阻是最直接影响杆塔反击耐雷水平和反击跳闸率的因素,为了解杆塔接地电阻在不同杆塔模型下对杆塔反击耐雷水平的影响以及接地电阻对同塔多回线路不同回路导线耐雷水平的影响,通过相关模拟计算,分析了不同杆塔模型和不同绝缘子模型下,不同电压等级的输电线路杆塔接地电阻的变化对杆塔反击耐雷水平以及塔顶电位的影响。不同杆塔模型所得杆塔的塔顶电位和耐雷水平有所差异,且随着杆塔接地电阻的增大这一差异会越来越小,当接地电阻增大到一定值时,不同杆塔模型的耐雷水平趋于一致。最后,计算分析了杆塔接地电阻对同塔多回线路各回路导线反击耐雷水平的影响,对于同塔多回线路,各不同回路导线高度不同,杆塔接地电阻对各不同回导线的影响也有所差异,导线越接近地面,耐雷水平受接地电阻的影响越大。降低接地电阻对提高多回线路下层线路耐雷水平有明显作用。

基于雷电冲击特性的同塔多回输电线路并联间隙配置

由于同塔多回输电线路相导线数量多,并联间隙配置方式复杂且不同配置方式下的耐雷性能各异。结合广州供电局同塔双回及同塔三回输电线路,基于对实际运行绝缘子串并联间隙雷电冲击放电特性及耐雷性能的分析,提出了同塔多回线路防雷性能最优的并联间隙配置方案,并研究了并联间隙防雷保护的有效性。结果表明,绝缘子串并联间隙雷电冲击50%放电电压为无间隙绝缘子串的80%左右,前者伏秒特性曲线在后者下方,并联间隙与绝缘子串可以形成良好绝缘配合;试验冲击闪络电弧均可疏导至间隙空气中燃烧,并联间隙有效保护了绝缘子串;同塔多回线路通过并联间隙形成回路间差绝缘,能够有效降低多回同跳概率。

基于零序补偿系数变化的同塔四回输电线路接地距离保护研究

对于同塔架设的包含有不同电压等级的四回线路,线路间的电磁联系愈加紧密,线路间的零序互感对保护的影响也不容忽视。零序电流补偿系数不仅与本线路的正序、零序阻抗有关,还与线路间的零序互感以及相邻互感线路的参数和运行方式有关。本文主要研究同塔架设包含有不同电压等级的四回线路之间的零序互感对接地距离保护的影响,对整定零序电流补偿系数、提高电网的保护动作性能具有重要的意义。

同塔多回线路感应电压的电路模型与有限元模型的计算及分析

目前计算同塔多回线路感应电压和感应电流值多使用电路等效的方法,即使用ATP-EMTP、PSCAD/EM TDC等软件进行分析,由于这些软件采用的模型都是按传输线理论(二维模型)来分析的,不符合变电站实际状况,计算值与实际测量值相差很大,给接地隔离开关选型带来困难。为此,建立了榕江变电站的三维模型,利用有限元法求取了线路冷备用状态下的静电感应电压值,分析了站内电气设备对线路上感应电压值的影响,并将计算值与实际测量值进行对比,验证了计算方法的准确性。

同塔多回输电线路动态物理模型设计

现有的同塔多回输电线路物理模型大多是根据单回线或者普通平行双回线的特性而研制,并不能准确地模拟同塔多回线路各个导线之间的耦合,为此文中提出了以龙滩—沙塘线为实际线路模板,以π型模型为基础,全面反映线间互感的同塔多回输电线路参数模型,具有节约成本经济便捷的特点。通过参数计算、故障实验及对外特性,论证了模型设计的可行性及合理性,可为相关继电保护及控制原理的研究和装置的研制提供理论基础。

基于不平衡绝缘的同塔多回输电线路差异化防雷技术及应用

在分析广东电网同塔线路防雷运行数据基础上,提出了广东电网同塔线路防雷技术路线和差异化防雷策略,并介绍了增加绝缘子片数、加装线路避雷器、加装绝缘子并联间隙等三种典型不平衡绝缘配置方案,明确了不平衡绝缘差异化防雷措施的选择原则,最后介绍了不平衡绝缘防雷技术在广东电网的应用情况和效果。运行经验表明,基于不平衡绝缘的差异化防雷技术可有效解决同塔线路雷击同跳问题,建议在南方电网以及我国多雷区、强雷区同塔多回输电线路推广应用。