220kV与500kV混压同塔双回F型杆塔设计研究

随着电力输送能力的加大,输电走廊问题越来越突出,尤其征用土地、青苗赔偿、房屋拆迁等费用在工程投资中占比越来越大,且实施困难。以龙城—柴家寨220 kV输变电工程为例,对220 kV与500 kV混压同塔双回路F型窄基杆塔开展研究,研究中设计了3种方案,进行了局部方案样图、环境条件、导地线选型等数据对比,建议推荐采用方案三。

500kV/220kV混压同塔四回路感应电压、感应电流的研究

采用电磁暂态仿真程序对某一典型的500 kV/220 kV同塔四回路的感应电压、感应电流进行计算,分析停运工况、潮流大小、线路相序、四回路段占线路长度的比例、土壤电阻率等因素对混压同塔多回路感应电压、感应电流的影响。结果表明,500 kV线路和220 kV线路的感应电压、感应电流均超过B类接地开关的额定参数,220 kV线路的感应值超过500 kV线路;不同相序布置方式下的计算结果差异较大;四回路路段占线路长度的比例对220 kV线路感应电压、感应电流的影响显著。针对此,在设备选型中需要特别注意。

基于波形相关性的混压同塔四回线故障选相新方案

为了解决混压同塔四回线故障情况复杂、发生跨电压故障时无法应用单回线故障选相方法的难题,提出一种基于波形相关性的选相新方案。针对故障相电流相角和幅值的变化情况,提出了波形自相关系数和改进自相关系数判据识别故障相。为防止在强磁耦合场景下错误选相的发生,总结各类故障时电流序分量的特征,进一步提出了电流序分量辅助选相判据,对可能出现的错误选相情况进行再判定。基于PSCAD/EMTDC对混压同塔线路的各类故障进行大量仿真,仿真结果验证了所提故障选相方案的可行性。

混压同塔线路跨电压不接地短路时低压系统过电压计算

提出适用于弱电强磁系统发生多回线跨电压不接地故障时的短路电流计算方法,在此基础上计算了跨电压不接地故障时短路点对地电压,分析了该电压与两系统电源电动势相角差和系统阻抗比之间的关系,得到了阻抗比不同时短路点对地电压的最大值,并与正常运行时的对地电压作对比,以评估低电压系统内过电压大小。在PSCAD软件中建模验证了短路电流计算方法和过电压计算的准确性。

混压同塔四回线强电弱磁系统跨电压不接地故障短路计算

目前对于同塔四回线路的研究多基于十二序分量法,然而十二序分量法矩阵阶数较高,计算复杂,且仅适用于线路参数对称的情况。提出一种基于经典对称分量法的故障分析新方法,将混压同塔四回线强电弱磁系统分为强电联系的等效电流源系统及弱电强磁系统两部分;然后,分别计算两部分电源提供的短路电流;最后将两部分故障电流叠加,得到强电弱磁系统的故障电流,避免了高阶矩阵运算,物理概念清晰,可实现跨电压不接地故障电流的准确计算。在PSCAD中搭建500kV/220kV混压同塔四回线不同类型不接地故障模型,仿真与计算结果相比较,验证了所述方法的正确性。

混压同塔四回输电线路零序参数测量方法

混压同塔四回输电线路的电磁耦合情况复杂,待测零序参数众多,现有方法不能精确测量其零序参数。提出了一种混压同塔四回线路零序参数精确测量方法,建立了混压同塔四回线路的分布参数模型,通过求解传输线方程,得到了与混压同塔四回线路零序参数相关的传输矩阵。利用多次独立测量方式下混压同塔四回输电线路两端的同步电压和电流测量数据,结合传输矩阵,得到了混压同塔四回线路18个零序参数的计算方法。针对实际应用中可能出现感应电压干扰的问题,提出综合使用增量法的解决方案。利用PSCAD对该测量方法进行了仿真验证。仿真结果表明,该方法克服了长距离线路的分布效应影响,修正现有方法的测量模型,解决了分布参数模型不精确的问题。零序参数计算结果不受理论值初值影响,适用于任意电压等级的混压同塔四回线路。该方法的测量步骤简便,可以在线路完全停电或部分停电条件下使用。

混压同塔线路跨电压接地故障对距离保护的影响分析

不同电压等级同塔(混压同塔)输电线易发生跨电压故障,这种故障类型对输电线路继电保护提出了更高的要求。接地距离保护是高压输电线路的主保护之一。混压同塔跨电压接地故障对故障线路接地距离阻抗继电器测量阻抗的影响因素包含两方面,一是相邻线路与本线路之间的零序互感,二是另一条故障线路的故障电流。文中综合考虑以上因素,以单相跨单相接地的跨电压接地故障类型为例,首先提出了适用于混压同塔跨电压故障的故障电流计算方法,然后以此为基础提出两种因素作用下故障线路接地距离继电器的测量阻抗计算方法,最后分析了另一电压等级线路与本线路电源电动势相角差与测量阻抗的关系,并分别给出了接地距离保护正确动作与不正确动作时的此相角差范围,并且给出了相应的解决措施。在PSCAD软件中建立了500kV/220kV同塔四回线路模型,验证了理论分析的正确性。

相电流差突变量选相在混压同塔输电线跨电压故障中的适应性分析

混压同塔四回线易发跨电压故障。对方向或距离纵联保护而言,故障选相非常重要。以弱电强磁的混压同塔四回线系统中单相跨单相接地故障为例,提出了一种将混压同塔四回线路进行完全解耦的复合序网图故障分析方法,并分析在此工况下与实际中所用的简化计算方法下相电流差突变量之间的差异,最后得到相电流差突变量选相适应性与两系统电源电动势相角之间的关系。分析表明,当电源电动势相角之差在不同的范围内时,相电流差突变量选相适应性不同,给出了不同适应性情况下分别对应的相角范围。最后,利用PSCAD软件建立了一个500 k V/220 k V同塔四回线路模型,验证了理论分析的可靠性。

混压同塔四回线跨电压故障的短路计算

混压同塔四回线路运行中因弱电强磁导致线路保护不正确动作的现象时有发生,同时混压同塔四回线跨电压故障影响系统的安全稳定运行。对弱电强磁系统的跨电压故障进行故障分析对电力系统的继电保护配置和整定有着重要意义。该文着眼于整个系统,提出统一2个电压等级系统的零序等效网络图,并根据混压同塔四回线跨电压故障时2个双回线系统边界条件的相同点,将2个双回线系统的复合序网络图进行扩展,得到统一两系统的改进复合序网图。在此基础上得到各种不同故障类型下故障电流的正、负、零序分量计算方法,此结果可以直接用于各序分量构成的继电保护原理的计算,计算量小,物理意义明确,工程应用价值高。利用PSCAD软件对一500 k V/220 k V同塔四回线路不同类型故障进行了仿真,验证结果证明了理论分析的正确性。

混压同塔四回线跨电压不接地故障下的距离保护适应性分析

混压同塔多回线输电方式因其具有传输容量大、占用土地资源少等优势,在国内外得以较多应用。两个不同电压等级线路间的跨电压故障是混压同塔输电方式下的一种常见故障形式,已有文献开展了跨电压接地故障对距离保护的影响研究。但对于跨电压不接地故障,因其分析更为复杂,尚未见相关研究。以跨电压不接地故障为研究对象,分析了其对接地距离保护和相间距离保护的影响。基于复合序网的混压同塔多回线跨电压故障分析方法,计算分析了跨电压不接地故障时测量阻抗的变化规律,得出其大小与故障点位置和两不同电压系统特殊相电源相角差有关的结论,并进一步指出其与接地故障下的测量阻抗区别及其原因。同时对非完全故障相的相间距离保护的动作情况进行了讨论,指出其存在误动的可能性。最后,在PSCAD中构建了500 kV/220 kV混压同塔四回输电线路模型,通过大量仿真实验,验证了理论分析的正确性。

混压同塔四回线路跨电压故障选相元件动作分析与对策研究

混压同塔四回线发生跨电压故障时,零序互感的存在会对各相故障电流产生较大的影响。针对混压同塔四回线路中发生跨电压不接地故障的情况,主要分析了故障相电流的特征及电流选相元件的动作情况,采用改进复合序网的方法求解故障电流。利用相量图详细讨论了跨电压故障的电流特征及其对相电流差突变量选相元件的影响。针对混压同塔线路跨电压故障可能存在的误选相问题,提出一种基于相电流差突变量与相电流突变量相结合的综合选相方案,以实现正确选相。基于PSCAD/EMTDC对混压同塔四回线的各类跨电压故障进行大量仿真实验,验证了理论分析的准确性。

750 kV/330 kV混压同塔四回输电线路“100 Hz”纯声分布规律研究

为了获取750 kV/330 kV混压同塔四回输电线路产生的“100 Hz”纯声分布规律,文中基于美国EPRI提出的大雨条件下单位长度导线纯声激发量计算公式,建立了750 kV/330 kV混压同塔四回输电线路纯声传播模型,并与宽频带噪声A计权声级进行对比分析,得到不同导线排列方式下、不同高度处以及考虑时间和空间的“100 Hz”纯声分布规律。结果表明:在混压同塔架设方式下,“100 Hz”纯声驻波关于中心线不对称;随着到中心线的距离增加,纯声驻波振荡衰减,且相邻波峰间的距离越来越大;同一位置处,纯声驻波随时间呈现周期性变化;不同高度处,纯声驻波的变化趋势不同,且幅值相差较大;不同排列方式下,纯声的幅值、相邻波峰间的距离均不同,其单调下降点均出现在距中心线600 m以外。

一种混压同塔四回线路跨电压故障的通用计算方法

从相分量支路阻抗方程出发,采用三序分量法推导了混压同塔四回线路模型解耦的方法,证明了线间互感只影响零序网络,进而推导了跨压模式下零序互感标么值的计算方法,从而维持了故障前网络基础数据模型节点阻抗标么值矩阵的对称性;研究了跨线故障的通用故障边界模型,为了适应混压问题,首先建立故障边界节点导纳有名值矩阵,提出了跨电压模式下计算故障边界导纳矩阵标么值的计算方法.进而基于补偿法求取故障口电流。算例分析验证了方法的正确性。所提方法可用于定值整定与在线校核软件。

混压同塔四回线故障测距

混压同塔四回线故障时的精准测距因线路间存在复杂耦合导致测距难度较大,为此文中从更贴近工程实际的不对称阻抗模型入手,介绍了两种不同物理意义的阻抗解耦矩阵M1、M2。两种解耦方式下的反向零序g0序网有着相同的网络拓扑结构,其外部序阻抗、序电压均为0,序电流仅在四回线内部流动,不受外部设备影响。因此,统一利用g0序网,由两端母线到故障点处序电压相等建立一元一次测距方程,巧妙地将混压同塔四回线的故障测距转化到单个序网上来,大大减小了混压同塔四回线故障测距的复杂度。大量的PSCAD/EMTDC仿真数据表明,两种算法均能实现精确测距,不受故障距离、过渡电阻和电源功角差等系统运行参数的影响。

220kV与110kV混压同塔四回路电气不平衡度的研究

本文针对220k V与110k V混压同塔四回路线路,利用ATP-EMTP程序计算研究混压四回线路的电气不平衡度影响因素。计算结果表明,220k V线路的相序排列不仅对220k V线路的电气不平衡度影响较大,同时对110k V线路的电气不平衡度影响也较大,通过计算分析给出了混压同塔四回路电气不平衡度较小的相序排列方案,为线路设计提供参考。

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。

500kV/220kV同塔混压四回交流输电线路电磁环境影响因素研究

交流输电线路运营期的电磁环境影响两个主要的评价方面为无线电干扰和可听噪声。为了解输电线路产生无线电干扰和可听噪声的影响因素,本文利用Comsol、Matlab软件进行仿真和公式计算的结合研究。计算500kV/220kV同塔混压四回交流输电线路在额定工况、导线半径不相同的情况下,导线的不同架设高度、相间距、相序排列方式产生的工频电场、无线电干扰和可听噪声的强度,分析在线路周围的分布情况,为电磁环境影响评价及电磁环境保护提供参考依据。

混压同塔四回输电线路电磁特性研究

研究混压同塔四回输电线路电磁特性分布对周围环境的影响,利用模拟电荷法和模拟电流法仿真计算500 kV/220 kV混压同塔四回输电线路3种典型塔型、12种相序布置线路在地面附近(距地高度1.5 m)的电磁场分布,并分析导线对地高度对地面附近电磁场分布的影响,得出了最优相序布置方式以及导线不同对地高度下地面附近的电磁场强度,为500 kV/220 kV混压同塔四回输电线路的建设提供了有力的参考依据。

1000kV/500kV同塔混压四回输电线路反击耐雷性能

在线路走廊比较紧张的东部地区,特高压电网考虑架设同塔混压多回输电线路,开展特高压同塔混压线路反击耐雷性能研究具有重要的意义。采用统计法计同时考虑工作电压的影响,在电磁暂态程序(PSCAD/EMT-DC)中建立了1000kV/500kV同塔混压四回输电线路反击耐雷性能仿真模型。和常规线路对比,得出了特高压同塔混压线路反击耐雷性能的特点。针对其特点,分析了500kV上层横担外侧导线和一侧导线绝缘水平及500kV相序排列对线路反击耐雷性能的影响。结果表明:随着外侧导线绝缘水平的增强,500kV线路的单、双回反击跳闸率降低;随着横担一侧导线绝缘水平的增强,500kV线路的双回反击跳闸率降低;当外侧导线为异名相导线时,500kV线路的单回反击跳闸率较高,双回反击跳闸率较低。为了改善500kV线路的反击耐雷性能,可以增强外侧导线的绝缘水平,为了改善500kV线路的双回反击耐雷性能,可以增强横担一侧导线的绝缘水平,采用不平衡绝缘,外侧导线应采用异名相导线。

1000kV/500kV同塔混压4回输电线路的防雷性能

在线路走廊比较紧张的东部地区,特高压电网考虑架设同塔混压多回输电线路,特高压同塔混压多回输电线路相比常规线路在防雷性能上有没有其自身的特点,这是目前期待解决的问题。针对这一问题,利用电磁暂态程序(PSCAD/EMTDC)和改进的电气几何模型(EGM)计算了1000 kV/500 kV同塔混压4回输电线路的反、绕击跳闸率,分析了避雷线保护角θs、1000 kV线路底层横担和500 kV线路顶层横担之间距离H及500 kV线路顶层横担宽度l对线路绕击跳闸率的影响,比较了1000 kV/500 kV同塔混压4回输电线路和其他电压等级同塔混压线路的防雷性能。结果表明,线路的反击跳闸率较低,但存在500 kV双回反击跳闸的可能性。线路的绕击跳闸率高于其他电压等级的同塔混压线路,1000 kV绕击跳闸率随着θs和H的增加而增大,随着l的增加而减小。500kV绕击跳闸率不受θs的影响,随着H的增加而先减小后增大,随着l的增加而增大。线路整体绕击跳闸率随着θs、H和l的增加而增大。为了减小线路的绕击跳闸率,可减小θs和H,在19.06～25.06 m范围内适当增加l。