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。

1000kV交流紧凑型输电线路带电作业安全距离试验分析

为满足特高压紧凑型输电线路的设计需要,同时为线路建成后带电检修工作的安全开展提供参数依据,针对紧凑型输电线路带电作业典型工况进行了1:1模拟塔窗试验,获得了带电作业安全距离的放电特性。根据交流线路带电作业安全距离的计算方法,保证作业危险率<10-5,得到了海拔1000 m及以下地区特高压紧凑型输电线路直线塔带电作业最小安全距离,即等电位人员对上方构架为8.4 m、等电位人员对塔身侧方构架为6.9 m、相间为11.6 m;耐张塔最小安全距离为6.3 m。

1000kV交流特高压线路带电作业安全防护研究

为确保1000 kV交流特高压输电线路带电作业的安全进行,进行了安全防护研究。根据1000kV交流特高压线路电压等级高、空间场强大的特点,研制了1000kV带电作业屏蔽服,并按照标准对屏蔽服的衣料和成品性能进行了测试。根据线路实际,进行了登塔过程中人体不同部位的电场强度和等电位时人体不同部位的电场强度及流经人体电流的测量,并进行了进入等电位拉弧试验和脉冲电流测量。研究结果表明,研制的屏蔽服满足带电作业安全防护要求,带电作业时作业人员应穿戴全套屏蔽服,进出等电位时应使用电位转移棒。

1000kV特高压交流大跨越线路设计

1000 kV特高压交流大跨越的建设在我国尚属首次,没有相关技术规定可供参考。为给今后特高压工程建设提供设计参考,结合晋东南—南阳—荆门1000 kV特高压交流试验示范工程汉江沿山头跨越的建设,介绍了我国第1个1000 kV特高压交流大跨越线路的主要设计原则和特点,如导、地线、防振、防舞、绝缘子串片数、绝缘子串及金具、杆塔空气间隙、防雷、杆塔和基础等。示范工程已良好运行超过1年,验证了工程技术及设计原则是可行的。

1000kV交流紧凑型输电线路潜供电流和恢复电压计算分析

1000 kV特高压紧凑型线路潜供电流和恢复电压较特高压示范工程大,会降低单相重合闸的成功率,影响特高压系统的安全稳定性。为此,阐述了特高压紧凑型线路潜供电流和恢复电压的特点,基于两个500 kV区域电网之间采用特高压紧凑型线路作为联络线的系统,用EMTP程序计算分析了紧凑型线路潜供电流和恢复电压的影响因素。研究结果表明:采用并联高抗的中性点小电抗是限制潜供电流和恢复电压的有效措施,小电抗应兼顾绝缘水平和抑制潜供电流和恢复电压优化选择。要满足采用0.7 s单相重合闸的要求,紧凑线线路长度从100 km至500 km,高抗补偿度应从70%提高到95%。线路换位对潜供电流熄灭的影响相比环境等随机因素的影响和换位塔的造价,可以不予考虑,建议紧凑型线路不换位。

1000kV输电线路带电作业安全距离研究

为确定1000kV交流特高压输电线路带电作业的安全距离,分析了我国第一条特高压线路带电作业操作过电压水平及概率密度,介绍了带电作业危险率计算过程和修正方法,结合特高压输变电试验示范工程的实际进行了各种工况位置的安全距离的试验研究,得出1000kV输电线路直线塔边相、中相、耐张串的带电作业安全距离的操作冲击放电特性,通过危险率计算分析确定了1000kV交流输电线路带电作业最小安全距离。研究结果可为1000kV交流特高压输电线路的带电作业提供依据和技术支撑。

1000kV交流紧凑型输电线路过电压与绝缘配合

特高压紧凑型线路输电工程的关键技术之一是限制过电压水平和合理选择线路绝缘水平。为此,基于两个500 kV区域大电网之间采用1000 kV紧凑型线路作为联络线的特高压系统,采用EMTP程序,重点研究了长度为100～500 km的紧凑型线路的工频和操作过电压,统计分析了线路合闸和单相重合闸相地和相间过电压的波前时间和相间过电压的电压分配系数α,以及它们与操作过电压幅值的关系。提出了避雷器额定电压可选828 kV,1ms波前时间和α=0.4系数可用于真型杆塔塔窗和档距中央的操作波间隙试验。紧凑型线路的绝缘配合表明,操作过电压对塔窗处的相地空气间隙大小起控制作用,偏严考虑,海拔1000 m地区的塔窗相地和相间操作波最小空气间隙可分别选为7.5 m和10.9 m,工频电压和操作过电压要求的档距中央的最小空气间隙可分别选为4.6 m和9.7 m。

1000kV交流紧凑型输电线路杆塔空气间隙放电特性

为了进一步提高特高压线路输电容量,建设节能环保型输电工程,在特高压试验示范工程建成投运后,需着手开展特高压紧凑型输电技术研究工作。为系统掌握1000 kV特高压紧凑型线路空气间隙外绝缘放电特性,为后续工程绝缘设计提供技术支撑,采用全尺寸特高压紧凑型塔窗,对不同相V型串空气间隙进行了标准操作冲击、1000μs长波前操作冲击、雷电冲击放电特性试验研究,获得了多条重要的放电特性参数。根据试验结果及过电压仿真结论,分析了1000 kV特高压紧凑型线路的绝缘配合问题,提出了我国单回特高压紧凑型线路最小安全间隙推荐值,在海拔500 m、1000 m条件下,安全间隙(对横梁/对斜边)取7.3m/6.9m和7.5m/7.1m。

1000kV输电线路带电作业保护间隙的研究

为研究1000kV交流输电线路带电作业的保护间隙,确定了它的设计原则和电极结构,根据该保护间隙工频击穿、工频耐压、操作冲击放电试验的结果得出了不同海拔高度下1000kV输电线路带电作业保护间隙间隙距离的最大允许值;在11塔窗中模拟带电作业各实际工况,采用升降法对保护间隙与作业间隙的绝缘配合进行了操作冲击放电试验,验证了保护间隙对带电作业间隙的保护性能,并计算了1000kV带保护间隙带电作业的危险率。最后证明加装保护间隙不仅可提高作业的安全性,而且能有效地减小塔头尺寸。

1000kV同塔双回线路双回故障跳闸概率分析

为给1000kV同塔双回线路提供设计前提依据,通过对我国1000kV同塔双回线路的防雷计算分析和对我国500kV同塔双回线路以及日本1000kV特高压同塔双回线路(降压500kV运行)的故障调查分析,确定我国1000kV同塔双回线路发生双回同时故障跳闸的概率接近于零。根据我国1000kV同塔双回线路的特点,提出了我国1000kV同塔双回线路设计中考虑其潜供电流水平和限制措施、过电压水平和限制措施以及绝缘配合时,均可以不考虑双回同时故障的判断。这一研究为我国1000kV线路设计前提条件的确定提供了技术依据。

1000kV级交流输电线路带电作业的试验研究

在国内首次系统地开展了交流1000kV输电线路带电作业研究。在对1000kV交流特高压输电线路的过电压水平计算分析的基础上;通过试验确定了不同过电压倍数下带电作业最小安全距离和最小组合间隙;确定了绝缘工具的最小有效绝缘长度;研制出了能满足1000kV带电作业安全性要求的屏蔽服装;进行了安全防护试验;提出了不同作业方式时的人体安全防护措施。研究结果可为1000kV输电线路的工程设计和带电作业提供技术依据。

1000kV同塔双回特高压交流输电线路工频序参数测量计算

为准确获得淮南—上海1 000 k V同塔双回交流输电线路的工频序参数,采用基于全球定位系统的异频双端同步测量方法测量试验中各相导线首、末端电压与电流;提出了将所测电压与电流代入长线方程来求解异频下的工频序参数的计算方法,并与单端测量所得结果进行比较。结果表明,采用所提出的双端测量计算法能够获得准确的工频序参数,与采用分布参数模型的单端测量计算结果相比,其差异百分比≤1.52%;而与采用常规集中参数算法的单端测量法相比相差较大,其中零序电阻差异百分比可达16.48%,这是因为单端测量法不适用于长距离线路的参数计算。将上述双端测量计算法用于测量特高压同塔双回交流输电线路淮芜Ⅰ线与Ⅱ线的工频序参数,获得了准确的结果,为继电保护及短路电流计算等提供了数据基础。

1000kV交流线路长串绝缘子污秽特性的研究

针对我国准备建设的1000 kV电压等级的交流输电线路用的长串绝缘子,按照真型布置进行人工污秽特性研究。其研究内容包括绝缘子串长与50％人工污秽工频耐受电压U50关系；普通型、双伞型绝缘子及异型串的污耐压特性；附盐密度SDD、附灰密度NSDD、上下表面不均匀积污比对污耐压特性的影响等。指出绝缘子串的U50与串长呈非线性趋势；按线性拟合所求取的U50较试验所求取的U50要高1．6％-10．2％；单片绝缘子污耐压随着海拔的增加而下降等。其研究结果对1000 kV交流输电线路工程造价、线路的可靠运行及污秽外绝缘的合理设计具有重要意义。

可控高抗在1000kV交流紧凑型输电线路中的应用

特高压紧凑型输电线路若同示范工程一样采用高补偿度的固定式高抗,将严重限制特高压紧凑型输电线路提高输送能力的优势,增加线路和变压器的损耗。为了克服固定式高抗的缺点,依托长度为500 km特高压紧凑型系统联络线工程,采用EMTP程序模拟计算方法,研究了特高压紧凑型输电线路采用直流助磁式和电抗分级式两种类型的可控电抗器的必要性和可行性。提出了两种类型可控高抗的参数和对故障的响应时间。研究表明:响应时间定为200 ms,可满足无功调节、限制工频过电压、单相重合闸操作过电压和采用0.7～1 s单相重合闸无电流时间间隔的要求。推荐特高压紧凑型输电线路可优先选用单独采用高速真空开关的电抗分级式可控高抗,而无需断路器并联双向控硅阀,500 kV可控高抗现场试验结果也证明了该建议是可行的。

1000kV苏通大跨越输电塔线体系气弹模型的风洞试验研究

拟建的苏通大跨越输电线路是目前为止塔身最高、跨度最长的塔线体系,主要受风荷载控制。气弹模型的风洞试验是深入研究各种风致耦合振动现象的有效手段。由于风洞条件和模型材料的限制,模型设计需要放松输电塔的Froude数相似准则,采用Davenport提出的线模型等效设计方法。但这会引起塔线体系响应不匹配以及气动阻尼和质量不符合相似比等问题。通过增大输电线模型的刚度矩阵,不改变输电线模型垂度,推导输电线模型的精确气动力相似比等手段设计塔线体系气弹模型。将其放置于标定好的风场中,通过有限元分析梯度风对其的影响,测试单塔和塔线体系的风致响应,揭示位移、频率以及阻尼等塔线耦合的机理。试验结果表明：30o风向角时输电塔的位移响应最大;塔线耦合改变了输电塔的动力特性和风致响应分量;试验风速下的输电塔和导线均没有动力失稳。

1000kV级交流输电线路电磁环境的研究

基于总结国内外特高压输电线路电磁环境研究的结果，结合我国特高压输电线路初步设计的主要塔型和导线型号的电磁环境参数的计算分析，提出了1000kV级交流输电线路工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声等参数控制指标的建议，如工频电场限值为公众易接近地区或线路跨越公路处7kV／m、跨越农田10kV／m、邻近民房4kV／m，无线电干扰设计值55～58dB，可听噪声设计值控制〈55dB。

1000kV交流紧凑型输电线路等电位进入方式

特高压紧凑型输电线路杆塔高、尺寸大,给线路带电检修工作的安全开展造成一定困难。为此,介绍了超/特高压输电线路直线塔几种常用的等电位进入方式,并针对塔窗内进入路径的安全性开展1:1模拟试验,获得带电作业组合间隙放电特性。分析试验结果,推荐直线塔采用侧方水平进入方式,其最小组合间隙为7.0 m;耐张塔采用"跨二短三"方式沿耐张串进入等电位,最小组合间隙为6.6 m。研究表明:选择合适的进入方式及配套工具可安全地在特高压紧凑型线路上开展等电位带电作业,带电作业组合间隙不为线路塔窗设计的控制因素。

1000kV输电系统中性点小电抗过电压和绝缘水平

为深入研究系统中性点电抗的过电压和绝缘水平,首先指出简单地断开两相高抗来确定该过电压不符合实际运行情况且严重偏高,提出了1000kV交流同塔双回输电系统中性点小电抗的过电压计算方法、应考虑的工况;采用稳态计算确定暂态过电压,采用瞬态计算确定瞬态过电压和避雷器吸收能量介绍了淮南至上海1000kV交流同塔双回输电系统的计算结果。根据中性点过电压水平提出中性点避雷器的额定电压并进行了故障或操作状态下避雷器吸收能量的校核;依据避雷器的保护水平和中性点的各类过电压计算值提出了中性点绝缘水平要求值并建议在进行小电抗工频耐压试验的过程中同时检测局部放电量。最后对长治特高压变电站中性点小电抗在调试时的故障原因进行分析,并介绍了国内外中性点小电抗绝缘水平的选择情况及运行经验。

1000kV交流同塔双回线路工频相参数测量计算

输电线路工频相参数是线路过电压计算的基本参数,获取1 000 k V交流同塔双回线路的相参数对于指导工程运行是必要的。短距离输电线路相参数测量可不考虑分布参数特性也能获得较准确的结果,对于长距离线路会产生一定的误差。为获取长距离特高压线路准确的相参数,利用π型和分布参数等值电路对多导线系统进行建模分析,提出了测量各相导线首末端电压、电流列出方程组求解相间互电容的方法。基于线路分布参数特性推导出相间互阻抗计算公式,采用求解长线方程的方法获得了相、自参数。仿真结果表明,该文方法可减小误差。通过实测计算获得了皖电东送淮南至上海1 000 k V交流同塔双回线路淮芜Ⅰ线与Ⅱ线的相参数,为工程中过电压计算等应用提供了准确的参数。

1000kV特高压输电线路防雷工程设计研究

为针对绕击雷害的特点做好1000kV特高压线路的防雷工程设计以提高线路的安全可靠性，根据10～500kV输电线路的防雷运行经验，考虑特高导线电压的影响，取避雷线、导线的引雷角为25°，杆塔的引雷角为45°，利用雷电击距理论，分析了1000kV特高压输电线路的雷害特性，提出了确定线路的避雷线、杆塔的引雷范围及绕击范围的设计方法，并提出了线路的防雷措施。分析及计算结果表明，1000kV特高压输电线路附近38m以内的地面凸出物如树木、建筑、山丘等都有可能构成线路的绕击雷害隐患，必须引起足够的重视。