±800kV典型直流设备电晕起始电压的海拔校正方法

电晕特性是影响输电线路和电力设备设计的一个重要方面。目前我国正在设计建设的±800kV直流输电工程要途经高海拔地区。随着海拔的增加和电压等级的提高,设备的电晕性能也变得更加复杂,因此需根据当地的海拔、气候等情况通过海拔校正的方法确定满足运行要求的设备基本尺寸。选择了多种±800kV输电工程用典型直流设备,包括换流站用管母线、屏蔽环和线路用6分裂导线及其金具等作为试品,在北京、西宁和拉萨3个不同海拔地区进行可见电晕对比试验。基于海拔0～4000m的试验结果拟合出指数形式和线性形式的校正公式,并结合现有标准中海拔校正公式进行了比较和分析。结果表明,指数形式的公式校正误差较小;考虑到工程简便实用,也可采用线性校正公式。最后给出了工程用的设备通用海拔校正公式,并针对不同设备推荐了适用的校正方法。

±800kV直流输电工程空气间隙放电特性试验及间隙距离选择

针对±800 kV直流输电线路直线塔真型尺寸模拟杆塔空气间隙进行了50%操作冲击和雷电冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV杆塔最小间隙距离的推荐值;对±800 kV直流换流站典型极母线空气间隙进行了50%操作冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV换流站典型电极最小间隙距离的推荐值。

我国±800kV特高压直流输电线路外绝缘问题

我国已规划了多条±800kV特高压直流输电线路的建设,由于没有设计和运行经验,污秽、覆冰(雪)、酸雨(雾)和高海拔下的外绝缘选择将是其面临的关键技术之一。作者以国内外现有研究成果为基础,阐述了我国特高压直流输电线路外绝缘选择的特殊性,污秽、覆冰(雪)、酸雨(雾)和高海拔等对特高压直流绝缘子放电特性的影响,高海拔下长空气间隙的放电特性。指出污秽、覆冰(雪)、酸雨(雾)和高海拔是影响特高压直流输电线路绝缘子、空气间隙电气特性和外绝缘选择的重要因素,提出在应用现有方法进行特高压直流外绝缘选择时必须考虑污秽、覆冰(雪)、酸雨(雾)和高海拔的影响并加以修正。

±800kV级联多端特高压直流输电工程的绝缘配合

级联多端特高压直流作为多端高压直流输出的典型串联连接方式,将具有良好的发展前景。基于800 kV级联多端直流输电系统下的过电压研究成果,对级联多端特高压直流系统的绝缘配合进行研究,并与常规800 kV直流输电工程的设计比较,结果表明,除级联多端直流工程的400 kV中压线路以外,其余变电站设备和线路的绝缘配置可参照常规800 kV直流输电工程进行取值。研究成果为800 kV级联多端直流系统设备制造和工程设计提供参考。

±800 kV换流站主接线可靠性评估

随着设备状态检修理论研究和应用的深入,提出了改进的元件四状态模型。该模型重新定义元件的异常状态和检修状态,将元件的状态检修状态与计划检修状态合并归入元件的检修状态,并确定了各状态之间的转换关系及参数的求取。提出了利用元件的合并分区方法简化主接线,形成一个简单的有向网络,并将改进的元件四状态模型应用于区域可靠性参数的确定。借用矩阵乘法简化最小路矩阵搜索的方法对有向网络进行最小路搜索,利用解析法枚举有向网络的各种故障状态,并编程计算出该网络的可靠性数据。将该方法应用于和平±800 kV换流站主接线可靠性评估,对计算结果证明了该算法的正确性。

±800kV特高压直流输电线路的电位转移电流特性

为了确保±800kV特高压直流(UHVDC)输电线路带电作业过程中线路和作业人员的安全,对带电作业进入等电位过程中的电位转移电流特性进行研究有助于采取适当的防护措施。为此,采用光纤脉冲电流测量系统对进入±800kV特高压直流输电线路过程中的电位转移电流进行了测量,进入直流等电位过程中的电位转移电流脉冲最大幅值为149.98A,脉冲宽度为几十μs,正极性和负极性脉冲都存在。根据进入交直流线路等电位的特点,采用电磁分析软件研究了进入等电位过程中作业人员与极导线间的电位分布,计算了作业人员与极导线和杆塔等接地构件间的电容,根据这些参数建立了交直流线路进入等电位过程中的电位转移电流的分析模型,对特高压交流(UHVAC)与特高压直流线路的电位转移电流进行了计算。计算与测量结果表明特高压直流线路的电位转移电流远小于特高压交流线路,可以为特高压输电线路带电作业方法的选取提供参考。

哈密南±800kV换流站换流区域建构筑物结构设计

换流区域为±800kV特高压直流换流站的核心区域,是换流站设计的重点和难点。基于哈密南±800kV换流站工程技术条件,论述了换流区域主要建构筑物的结构设计特点。结合国内已投运的±800kV换流站设计、施工和运行经验,按照技术先进、经济合理、安全可靠、施工方便的原则,总结了±800kV换流站换流区域包括阀厅、控制楼内电缆夹层、空冷器保温室、换流变压器基础及搬运轨道、换流变压器进线构架等建构筑物结构选型及实施方案,以期对后续特高压直流换流站结构设计提供指导和借鉴作用。

±800kV直流复合绝缘子正方形耐张串均压环设计

为了系统研究±800kV特高压直流输电线路复合绝缘子的耐张串电场特性和均压环配置方案,以正方形四联复合绝缘子耐张串为研究对象,研究了不同布置方式、不同均压环形式下的耐张串电场分布。应用有限元方法建立了含自立耐张塔、分裂导线、耐张串绝缘子的三维模型并对其进行了电场计算,研究了均压环的几何参数对耐张串电场分布的影响规律。根据绝缘子和均压环表面电场强度控制的考虑,对不同布置方式的均压环配置进行了设计,并对比了不同的均压环设计方案。有限元计算结果表明,加装均压环后,绝缘子和均压环表面电场强度均满足设计要求。

±800kV直流输电工程高端阀厅内部过电压仿真分析

换流站阀厅内部重要设备众多、空气间隙复杂、典型电极多,一直是±800kV特高压直流输电工程设计工作中的重点之一。研究阀厅内部过电压的分布和数值对科学、合理地设计阀厅具有重要意义。以±800kV向家坝—上海直流输电工程的仿真计算为基础,对系统在各种故障状态下的操作过电压进行了仿真研究和总结;结合换流站避雷器布置和送端复龙站高端阀厅内部空气间隙、电压关键点的实际位置和范围,得出了高端阀厅内部过电压的分布和最严重时刻数值。仿真结果表明,特高压直流输电阀厅内部过电压并非同一时刻出现,而是集中在几种严重故障发生时刻。

±800kV同塔双回直流输电工程绝缘配合研究

随着特高压电网的不断建设,可供特高压输电线路经过的通道逐渐变得有限,线路走廊的矛盾日益突出。为提高现有输电走廊的利用效率,有必要研究±800kV特高压线路同塔双回输电技术。对换流站电气设备和架空输电线路的绝缘配合研究认为,换流站电气设备的绝缘水平,可与以往单回线的相同。对于±800kV同塔双回输电线工程,由于线路之间的互感作用,其参数会有所改变,对线路上的过电压水平产生一定的影响。±800kV同塔双回输电线路采用V形绝缘子串的悬挂方式,与中国以往±800kV单回V形绝缘子串水平排列的悬挂方式有较大的差别。分析研究表明,±800kV同塔双回输电线工程的空气间隙,决定于操作过电压。依据±800kV同塔双回输电线工程操作过电压仿真计算,以及±800kV同塔双回真型塔放电特性试验研究结果,进行了绝缘配合研究,推荐了±800kV同塔双回直流线路最小空气间隙距离。

云广±800kV直流输电工程直流测量系统异常情况分析

根据云广±800 kV直流输电工程采用独立的直流测量系统而与其他高压直流系统的不同,介绍了直流测量系统的工作原理及TDM总线选择方式,单极的2套极控、组控系统以及2套极保护、阀组保护分别与2套极测量系统、阀组测量系统交叉冗余接线。分析了穗东换流站先后发生两起因TMD总线不能正常切换造成保护系统动作异常的事故的原因,并就此提出了相关的改进建议。

云广±800kV直流工程总线系统运行风险分析

云广直流总线系统分为4个独立的部分:控制总线,现场总线,TDM总线和MPI总线。由于控制总线与TDM总线都是初次使用于特高压直流输电系统中,缺少运行维护经验,TDM总线异常已造成云广直流停运事故。介绍了总线系统各部分的配置、工作方式和通信方式,分析各部分总线故障可能引起的总线系统运行风险。通过研究在云广直流极Ⅱ调试和试运行过程中几次总线系统运行事故,提出了相应的改进建议,为特高压系统的设计、运行和维护提供参考。

±800kV云广直流线路铁塔应用高强度钢的探讨

介绍了±800kV特高压直流输电线路铁塔的特点,分析了Q420高强等边角钢在铁塔上适用的构件范围。通过对云广特高压直流输电线路直线塔和转角塔的理论计算和经济比较,得出采用高强钢可以有效地降低工程造价的结论。最后提出了采用高强钢作为特高压直流输电线路铁塔主材在技术上要注意的事项。

±800 kV直流输电工程用换流变压器的研发

介绍了±800kV直流输电工程中最高端换流变压器模型的研发情况,从研究模型的参数,电场分析、主纵绝缘结构确定、绕组散热特性研究、直流偏磁的控制与影响、漏磁场的分布、动热稳定与可靠性、防止油流带电等方面做了详尽介绍,为开发设计出±800kV换流变压器产品打下了技术基础。

±800 kV特高压直流线路跳线上绕耐张塔研究

目前中国±800 k V直流线路耐张塔均采用下引跳线型式,即两极导线通过挂在横担下的跳线进行接续。在山区下引跳线高度成为耐张塔高度的决定性因素,通常使得耐张塔呼高设计较高,甚至可能导致砍伐树木及对地开方。综合考虑塔型结构、跳线串型、跳线型式、空气间隙及地线起晕场强等因素,研究±800 k V特高压直流线路上绕耐张塔,并对其经济效益和社会效益进行分析,达到保护环境及节能减排的目的,为后续±800 k V特高压直流线路的耐张塔设计提供参考。

±800 kV特高压直流线路黄河大跨越导线选型

大跨越导线选型是大跨越设计的关键技术,导线特性决定了跨越塔的高度和运行张力,并对线路运行安全、工程造价水平具有重要意义。从电气性能、机械性能和投资分析三个方面对各种导线进行详细技术经济比较,选定最优的导线截面积和分裂型式,为工程设计提供依据。通过对已有大跨越导线应用现状的分析,结合工程实际特点,推荐采用JLHA1/G4A-900/240特强钢芯高强铝合金绞线,每极导线4分裂,分裂间距600 mm。

±800 kV特高压直流输电线路微气象实时监测与带电作业安全评估方法研究

针对特高压直流输电线路局地微气象复杂多变、难以准确预报且给带电作业安全开展带来较大问题,基于定点监测手段,实时获取输电线路局地微气象信息;在此基础上,分析了±800 kV输电线路带电作业安全影响因素,基于气体击穿理论修正了气压、温度及湿度对最小安全距离的影响,构建了以最小安全距离、气象条件、地形条件、作业人员条件及作业设备条件等因素为指标的±800 kV特高压直流输电线路带电作业安全评估指标体系。基于评价指标层次结构建立关系矩阵及模糊一致矩阵,获取项目层及指标层各因素的权值;划分带电作业安全等级,结合半梯形和三角形函数构建各指标隶属度函数,采用模糊综合评估法获得带电作业安全等级。针对四川锦苏线±800 kV带电作业安全等级进行了评估,验证了所提方法的正确性及有效性。该方法为实时准确地获取输电线路局地微气象信息及±800 kV特高压直流输电线路带电作业安全评估提供了参考。

±800 kV直流线路避雷器在锦苏线上的应用

为了提高±800 kV特高压直流输电线路抵御雷害风险能力,研究了±800 kV直流线路避雷器安装选点、基本参数、安装方案和工程应用。文中以±800 kV锦苏线浙江段为工程背景,对其线路走廊落雷情况进行了分析及差异化防雷评估,提出了安装选点原则,开展了避雷器的关键技术参数的理论计算及试验研究,分析了线路避雷器的安装要求,根据安装选点原则配置了避雷器,设计了一种复合绝缘子斜拉式安装方法,成功实施了±800 kV直流线路避雷器的大规模工程应用,对±800 kV直流线路避雷器在其余±800 kV直流输电线路的推广应用具有重要的实践和借鉴意义。

云广±800kV特高压直流线路带电作业分析

云广±800kV特高压直流线路是世界首条±800kV高压直流线路,它具有电压高、场强大和海拔高等特点,为保证该线路带电作业的安全展开,必须对其进行带电作业关键技术的研究。为此结合工程实际情况,在1:1的模拟塔上对典型作业位置的安全距离和组合间隙的放电特性进行了试验研究,同时采用合成场强仪对典型位置作业人员体表合成场进行了测量,利用有限元方法对高压直流输电线路离子流场进行了计算,并对电位转移时的转移电流进行了测量。根据试验及计算结果,得到了各典型作业位置的最小安全距离和最小组合间隙,总结了电场分布的特点并制定了场强安全防护措施。研究结果表明在±800kV特高压直流线路展开带电作业是安全的、可行的。