Study on Key 750-kV Transmission Technologies

According to the special environment conditions and characteristics of high altitude in Northwest China, the study on key technologies of 750-kV transmission and substation projects has gained fruitful results which are imperative not only to the construction of 750-kV transmission demonstrative project first in China, but also has laid a solid foundation for future UHV transmission constructions.

750kV输变电示范工程设计特点

750kV输变电示范工程是我国第1个750kV超高压输变电工程,并且具有高海拔、重污秽、多风沙的环境特点,工程设计难度大。重点介绍了750kV输变电示范工程的主要设计特点:750kV线路工程采用地质遥感技术和海拉瓦选线技术优化路径方案,采用了六分裂导线、扩径导线、大吨位绝缘子、刚性跳线和高强钢杆塔等先进技术;750kV变电工程中合理确定空气间隙,选用安全可靠、技术先进和经济合理的简化GIS设备,采用计算机监控系统和设备状态在线检测装置提高变电站自动化水平,钢管格构式变电构架结构新颖。750kV输变电示范工程是我国自主设计完成的,具有先进的技术水平。

750kV输变电示范工程操作暂态过电压现场实测与计算分析

以实测结果为参考,基于电磁暂态分析理论并通过数字仿真分析验证了合750kV空载变压器过程中产生持续时间短、振荡频率和幅值很高操作过电压的机理。通过仿真计算再现了750kV线路单相分合操作过电压很高的现象,比较了750kV线路操作过电压实测和仿真预测结果,确认出现该现象的原因是断路器合闸电阻未能正常投入。据此,建议及时消除断路器中可能存在的隐患,保证系统安全运行。

750kV可控高抗应用中需注意的问题及对策

可控高压并联电抗器(简称可控高抗)可以起到限制过电压和协调无功平衡的作用,有助于提高系统稳定性和运行经济性,在国内外超高压及特高压电网中均有较好的应用前景。以国内规划建设的拟采用同塔双回紧凑型输电技术的某750kV输变电工程为例,分析了装设可控高抗对系统工频过电压、甩负荷操作过电压、潜供电流和恢复电压等造成的影响,并提出了相应对策。

750kV输电线路复合横担均压特性

复合横担首次应用于国内750 kV线路,由于电压等级高,结构复杂,均压、均场问题突出,需要对其均压特性进行深入研究。运用三维有限元分析软件ANSYS,考虑杆塔、大地、导线以及相间影响等因素,计算了复合横担在不同设计方案下的电位、电场分布,研究了中间法兰以及横担端部配置均压环、屏蔽环对复合横担电位分布的影响,对比了750 kV线路直线塔绝缘子串与复合横担的电位分布。复合横担最终选择在最初设计方案的基础上取消悬垂串、增加横担长度并配置合理的均压屏蔽装置的方案,其电位分布优于750 kV线路直线塔。经过中国电力科学研究院电气试验验证,复合横担电气性能良好,满足运行要求。

750kV输变电示范工程单相人工接地故障试验现场实测和计算分析

简述了国家电网公司750kV输变电示范工程750kV官亭—兰州东线单相人工接地试验的试验方法,分析了导致750kV线路工频电气参数实测值与理论计算值存在差异的原因。将短路电流、潜供电流和恢复电压的实测数据与调试前数字仿真预测结果相比较,分析了产生计算偏差的原因,并用电磁暂态计算程序再现了单相接地试验结果。最后,对不同运行工况和线路补偿度下750kV线路的潜供电流和恢复电压数值进行了预测,并对系统运行和设计提出了相关建议。

750kV输变电钢管塔架结构承载力及构造的试验研究

750kV输电线路的支撑结构和变电构架承受荷载大,铁塔及变电构架的大型化不可避免,有必要深入研究750 kV杆塔和变电构架的方案。针对750 kV杆塔和变电构架可能采用的钢管结构方案,对无缝钢管、直缝焊管、多棱焊管的受压承载力及不同接头型式构造对钢管构件承载力的影响进行了试验研究。结果表明:焊接钢管可采用a类稳定系数,钢管构件接头形式为T型、[型、U型时可不考虑插接板失稳,对长细比小于120的管件不宜采用I字型板连接。研究结论可指导输变电钢管塔架结构的设计,并在公伯峡水电站送出及750kV输变电示范工程钢管构架设计中得到应用。

750kV四分裂耐张塔跳线和导线表面电场分布

与6分裂导线相比,750 kV线路采用4分裂导线在工程初期投资降低,在经济性上具有一定优势,但导线周围电磁环境是否满足要求则需要进行深入研究。运用三维有限元软件,采用谐响应分析方法,考虑了杆塔、金具、绝缘子串等因素和相间影响,仿真计算了750 kV 4分裂耐张塔跳线、导线的表面电场分布,分析了跳线表面场强的影响因素;给出了表面场强较高的4分裂上相跳线的合理优化建议;并计算了750 kV 6分裂耐张塔跳线、导线的表面电场分布,对比分析了4分裂和6分裂的计算结果。结果表明:4分裂上相跳线表面最高场强高于外角侧与内角侧的原因是受相间影响;相近条件下,750 kV线路采用6分裂导线时的电磁环境要优于4分裂;4分裂上相跳线选用JL/G3A-900/40型扩径导线后其表面最高场强降至2600V/mm以下。所得研究成果可为后续工程导线型号的选取及跳线的安装布置所借鉴。

750kV输电线路悬式绝缘子的均压特性

沿绝缘子串电位分布不均匀,改善输电线路绝缘子串电位分布对绝缘子的设计及运行、维护特别重要。为更好地控制绝缘子串电位、电场分布,基于有限元方法考虑铁塔、分裂导线、避雷线等因素的影响,建立了750kV输电线路绝缘子串三维电场计算模型,从而计算得到了沿绝缘子串的电位分布曲线。通过分析讨论不同均压环上抗位置、环径、管径对绝缘子串电位、电场分布的影响,进而确定合理的均压环结构参数。结果表明,仿真计算时分裂导线、铁塔的影响不可忽略;均压环结构参数优化后,单片绝缘子最大承受电压及均压环表面最大电场均得到了改善,沿绝缘子串电位分布更为均匀。

避雷器代替750kV线路合闸电阻

为满足操作过电压设计限值的要求而使用合闸电阻存在诸多缺点,针对西北电网新建750 kV输电线路过电压水平,对沿线增设1组避雷器取代合闸电阻的想法进行了研究。以即将建成的兰州东-银川东750 kV输电线路工程为背景,利用电磁暂态计算程序(PSCAD/EMTDC)分别计算了沿线装设1组避雷器时,线路三相合空线、单相自动重合闸操作过电压水平。研究结果表明,不采取任何限制措施时,线路三相合空线和单相重合闸操作过电压标么值分别为1.94、2.01,超过线路设计要求1.80,而采用一组避雷器代替线路合闸电阻的方案后,则可改善线路过电压分布情况,并将过电压水平降至设计值1.80以下(三相合空线和单相重合闸操作过电压标么值分别为1.79、1.78)。

西北750kV输变电示范工程投运初期运行特点

西北电网750kV输变电示范工程(简称750kV工程)是我国电压等级最高的输变电工程,也是世界上这一电压等级输变电工程中海拔最高的工程。750kV工程的成功投运,标志着我国电力设备制造和电网运行控制技术达到了世界先进水平,也为充分利用西北地区丰富的能源,加快资源优势向经济优势转变创造了更好条件。750kV工程投运初期,750kV线路有3种运行方式:750kV线路和330kV线路电磁环网运行、750kV线路单独运行和750kV线路停运。主要对750kV线路各运行方式的特点及存在问题进行了分析,并研究了750kV线路运行对电网稳定的影响问题。研究结果表明,750kV电网建设初期,750kV线路潮流较轻,正常方式下,线路或者变电站设备故障对电网稳定运行的影响不大。

750kV输变电工程关键技术研究

针对西北高海拔等特殊环境条件和特点,面向西北750kV输变电工程建设和运行实际需要开展的750kV输变电工程关键技术研究,共3批、29个科研子项目,涉及国内十几个科研院所、大专院校,取得了丰硕的科研成果。这些科研成果及在其基础上经过消化应用形成的近20个规定、规范或标准为我国第1个750 kV输变电示范工程的成功建设和提前投入商业运行奠定了坚实的技术基础。已经连续安全运行近3个月的西北750 kV输变电示范工程实践证明了750 kV输变电工程关键技术研究项目科研成果的科学合理性。

750kV输变电示范工程1500MVA满负荷试验

为保证国家电网公司750kV示范工程1500MVA满负荷试验顺利进行,利用BPA程序计算750kV示范工程1500MVA试验方式下的系统稳定性;提出在公伯峡电厂1～5号发电机励磁系统配置电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)改进系统阻尼;分析发电机自并励系统对系统稳定影响的原理以及公伯峡电厂1～5号发电机PSS参数整定试验结果,并用BPA程序重新对公伯峡电厂发电机配置PSS参数后的试验系统进行了稳定计算分析,结果表明试验系统静态稳定极限大于1800MW,为1500MVA满负荷试验提供了技术保证;最后给出了750kV示范工程1500MVA满负荷试验分析结论。

基于ANSYS的750kV输电线路绝缘子串电压分布仿真分析

绝缘子串采用超长串的750 kV输电线路,其电压分布不均匀尤为突出,直接影响着整条线路的安全运行。文中通过Gambit建立了750 kV输电线路绝缘子串三维电场实体计算模型,采用ANSYS有限元仿真软件确定了绝缘子串有无均压环两种情况下的电位分布,结果可信度高,这对检测低、零值绝缘子,确保输电线路的安全、稳定运行具有重要的意义。

750kV输变电工程零起升流和升压试验分析

为向后续750 kV超高压工程建设和百万伏级特高压工程建设提供参考和借鉴,有必要对750 kV示范工程建设经验进行总结和分析。简述了国家电网公司750 kV输变电示范工程小系统试验中的零起升流和零起升压试验及结果,对750 kV官亭站和兰州东站主变零起升流试验和零起升压试验结果进行了分析,内容包括:750 kV主变短路阻抗,主变空载伏安特性,氧化锌避雷器泄漏电流和750 kV高抗伏安特性测试以及试验过程中二次回路校核,并与设计值进行了对比,给出了试验结论。

750kV输变电示范工程官东I线1 500MV·A满负荷条件下工频电场、磁场测试分析

介绍了我国首次进行的750 kV输变电示范工程官东I线1 500 MV·A满负荷条件下工频电场、工频磁场测试情况。测试结果表明,该示范工程工频电场、工频磁场均满足设计指标和国家环保要求。

750kV变压器的研制

由保定天威保变电气股份有限公司自主研发的用于750kV输变电示范工程的4台750kV变压器产品均为一次试验、试制成功,各项性能指标完全满足或优于用户的要求,2005年9月26日顺利投产后运行情况良好。文章介绍了500MVA/750kV变压器的主要性能参数,分析了其成功研制750kV变压器的技术基础,对750kV变压器研制的关键技术,如产品总体结构、主纵绝缘结构、漏磁分析、防止局部过热、抗短路能力和制造与试验技术等进行了重点介绍。

西北750kV输变电示范工程设计中新技术的应用

重点介绍了750kV输变电示范工程设计中采用的新技术:750kV线路工程采用地质遥感技术和海拉瓦选线技术优化路径方案,采用了6分裂导线、扩径导线、大吨位绝缘子、刚性跳线和高强钢杆塔等先进技术;750kV变电工程中合理确定空气间隙,选用安全可靠、技术先进和经济合理的简化GIS设备,采用计算机监控系统和设备状态在线检测装置提高变电站自动化水平,钢管格构式变电构架结构新颖。

750kV输变电示范工程系统小扰动试验分析

为向后续750kV超高压工程建设和百万伏级特高压工程建设提供参考和借鉴,对750kV官厅—兰州东输变电示范工程建设和运行过程中的经验进行总结和分析十分必要,应用单机无穷大母线系统小扰动线性化数学模型分析了小扰动试验过程中兰州东和官亭2站的有功功率变化过程,得出了在公伯峡电站切机的扰动情况下,西北电网系统阻尼比较弱,系统静态稳定性能较差,并将分析结果与切机小扰动试验时系统频率波动变化时间进行比较,发现试验结果与分析结果吻合。

750 kV示范工程系统调试综述

国家电网公司750 kV示范工程系统调试范围为750 kV官亭变电站变电工程、750 kV兰州东变电站变电工程、750 ky审亭变电站至750 kV兰州东弯电立占一条140 km的759 kV线路.系统调试方案包括两部分:第一部分为750 kV输变电示范工程系统调试方案,第二部分为750 kV示范工程系统调试测试方案.本文详细叙述了系统调试方案中的试验项目和试验内容;并对系统调试测试项目进行了简单介绍.对系统调试结果进行了简单概括分析,并给出了系统调试结论.