?400kV青藏联网直流输电线路带电作业安全距离

青藏±400 kV直流联网工程是世界上海拔最高的直流输电工程,其平均海拔为4 400 m,最高海拔达到了5 300 m。目前,对高海拔地区输电线路带电作业的研究很少,尤其是高海拔地区直流输电线路安全距离方面更是缺少相关数据。根据不同海拔地区±400 kV直流输电线路塔头空气间隙放电特性曲线,计算了海拔3 000~5 300 m的放电电压海拔校正系数,并和常用的海拔校正方法的计算结果进行对比分析。结合低海拔地区已有的±500 kV输电线路带电作业的研究成果,计算分析了±400 kV输电线路直线塔带电作业不同作业位置所需的最小安全距离和最小组合间隙。当过电压为1.7 pu时,在海拔3 000、4 000、5 000、5 300 m地区,±400 kV青藏直流输电线路等电位作业人员对横担的最小安全距离分别为3.4、3.9、4.5、4.7 m;等电位作业人员对侧面塔身的最小安全距离分别为2.9、3.4、4.0、4.2 m;最小组合间隙距离分别为3.0、3.4、4.0、4.2 m。研究结果可供±400 kV青藏联网直流输电线路带电作业参考。

输电线路在线监测技术在青藏联网工程中的应用

青藏联网工程沿线的气候、地质、城市分布等因素导致输电线路运行存在很大的安全隐患,鉴于此,提出在唐古拉山口、昆仑河道、布曲河道等线路事故易发区安装在线监测装置。所安装的在线监测装置采用高精度新型传感器获取现场数据,能实时监测线路气象信息(风速、风向、雨量、日照、气压)以及导线、绝缘子、杆塔等输电设备的运行状态信息。该系统采用太阳能加蓄电池与导线互感取能2种供电模式,以及"光纤通信为主、无线接入为辅"的传输网络,以确保数据传输稳定高效。运行数据分析结果表明:导线温度在不同安置点和不同时间段会有较大幅度变化,而底线温度未发现变化;输电杆塔未发现异常倾斜,运行状态良好;该装置能够长时间监测线路的运行情况,实现了高压输电线路运行工况的智能化监测。可见,安装在线监测系统可实现灾害预警并保障线路安全运行,并为线路的状态检修提供依据。

青藏直流联网工程空气间隙的海拔校正

青海-西藏直流联网工程海拔超过2880m，最高达到5300m。为保证工程的安全可靠运行，线路杆塔和换流站设备的空气间隙放电电压需要进行海拔修正。通过分析比较已有的海拔修正方法，并结合在不同海拔地区包括北京、昆明、西宁、青海大武以及西藏羊八井等地获得的部分试验数据，提出空气间隙放电电压的海拔校正因数；在此基础上，计算并推荐了当额定电压分别为±400kV和±500kV，操作过电压倍数为1．7，青藏直流线路在海拔3000～5300m的范围内时，该工程线路杆塔及换流站的最小空气间隙距离。

青藏直流线路冻土地基监测研究

青藏交直流联网工程是继青藏公路、青藏铁路等之后,在青藏高原多年冻土区建设的另一种新结构的冻土工程.系统地分析了青藏直流线冻土工程与其它工程的差异,并就该工程冻土基础温度、水分、应力和应变监测系统的建立和观测要素,以及初步观测结果等问题进行了讨论.通过对2011年全年观测数据分析发现,整个监测系统可以准确、及时反映输电线路冻土基础的不同性状和特征,可以反映影响塔基稳定性的主要因素及其变化趋势.初步观测结果表明,在不同时段,监测塔式基础底部总体处于冻结状态、塔基基本稳定,但个别监测塔基地温增温幅度、上限融化深度较大,沉降变形呈现增加趋势.鉴于工程完工和荷载作用的时效性,塔基稳定性应处于动态变化过程之中.为正确评价塔基稳定性,需要对塔基回填土的冻融、水热变化和塔基变形等重要过程进行长期监测研究.

青藏联网工程冻土地基装配式基础载荷试验研究

为评价青藏交直流联网工程冻土地基杆塔基础稳定性,进行了粗粒冻土地基装配式真型基础在竖向上拔与水平荷载或下压与水平荷载共同作用下的载荷试验,试验基础施工采取与工程基础尺寸、施工工艺和时期一致的原则,根据试验结果,分析了基础极限及破坏状态,研究了荷载与位移关系曲线特征及承载特性,求得试验基础的承载能力及"土重法"上拔角等设计参数的取值。试验研究结果表明,试验荷载作用下粗粒冻土装配式基础因水平位移过大而失稳,荷载与位移关系曲线表现为非陡降型,活动层冻结状态时地基强度及基础承载性能优于融化状态,粗粒冻土地基上拔角大于13°,装配式基础承载力满足设计要求。

青藏直流接入西藏电网数模混合仿真

青藏直流接入西藏电网后,西藏电网呈现"大直流小电网"的特点。利用全数字实时仿真装置Hypersim模拟青海电网、西藏电网以及青藏直流的一次系统,采用与实际工程特性一致的Mach2控制保护装置实现直流的控制保护功能,对交直流系统的相互影响进行仿真研究,包括青藏直流的特殊降压起停方式,直流线路故障再起动逻辑,以及交流系统故障对青藏直流的影响。仿真结果充分验证了青藏直流采用特殊的降压起停方式和修改后的直流线路故障再起动逻辑的可行性,为青藏直流工程的顺利投产和安全运行提供了技术支撑。

青海—西藏交直流联网工程输电线路在线监测通信网络设计与应用

为确保青藏交直流联网工程输电线路稳定高效运行,为该输电线路的在线监测通信网络设计了一种"光纤通信为主,无线保真(WiFi)接入为辅"的基于专网的后端汇集方案。考虑到青藏线的实际情况,青藏线在线监测系统的数据传输可采用3种通信方式:对于杆塔上有光纤复合架空地线的光纤接线盒(OFSC)的情况,采用直接光纤通信方式;对于杆塔上没有光纤接线盒但在视距范围内的情况,采用WiFi+光纤通信方式;对于杆塔上没有光缆接续盒且在非视距的情况,采用WiFi中继接力+光纤通信方式,无线传输到光纤接线盒之间需要加装无线中继设备进行接力传送数据。目前,青藏交直流联网工程通信状况良好。

热管及保温材料在青藏直流联网工程中的应用研究

针对青藏直流联网工程塔基热管措施应用效果,通过现场实测资料确定了热管年内工作周期及混凝土桩基表面热效应,考虑无绝热段热管传热过程组成,建立空气–热管–土体耦合传热数学模型,利用有限元方法系统模拟不同年平均地温分区锥柱式塔基传热过程及气候变暖背景下基础周围多年冻土热状况发展变化趋势。结果表明:冷季热管工作期间,其对周围土体冷却降温效果显著,同时由于混凝土塔基为热的良导体,热管产生的"冷量"通过基础及其底座快速向基础周围传递,使得基础下形成大范围低温冻土。暖季,热管停止工作期间,由于基础埋设较浅,混凝土塔基良好的导热性能使得其周围浅层土体温度升温较快,量值基本与天然地表下同一深度接近,而基础下部深层地温则主要受热管作用控制,温度较低。在单一塔腿4根热管及50 a气温升高2.6℃背景下,-1.0℃、-1.5℃两种年平均地温条件下,桩基础下部多年冻土仍保持冻结状态,满足工程对于冻土地基热状况的要求。-0.5℃年平均地温条件下,运营后期桩基础周围土体季节融化深度已大于桩基埋深。在该地温条件下,通过热管–保温板复合措施的采用,可有效发挥热管的"冷却降温"及保温板的"隔热保冷"效能,在大幅减小基础周围土体的最大季节融化深度的同时降低锥柱式基础底部深层地温,进而满足工程需求。

青藏交直流联网工程预制混凝土装配式杆塔基础上拔与水平力组合荷载试验

通过监测上拔水平力组合作用下基础构件位移及连接件应力变化,研究了青藏交直流联网工程混凝土预制装配式基础的基础承载变形特性、基础构件协同工作性能以及构件连接件承载应力水平。结果表明:上拔和水平组合荷载作用下,混凝土预制装配式基础具有协同工作性能,混凝土预制装配式基础拼装间隙、拼装过程中螺帽拧紧程度不同以及基础预制加工误差是预制装配式基础共同工作性能的主要影响因素。水平荷载和基础拼装缝隙对基础上拔和水平位移有影响,基础荷载-位移曲线为缓变型。基础底板连接件整体上承受拉应力作用,在极限荷载范围内,均呈弹性应力状态。

三维数字化移交在青藏直流工程中的应用研究

青藏直流工程所经区域平均海拔4500m,最高海拔达5300m,还要穿越长约500km多年冻土区,是世界上在这种海拔高度上运行线路最长、施工难度最大的输电线路工程。作为国家重点工程,国家电网公司以打造精品工程为目标,积极推动三维数字化移交应用。通过该项应用研究,提供了一个统一规范的三维数字化平台,节省了软件开发及海量数据建设费用。该项应用研究是基建标准化的集中体现,是智能电网统一标准、统一建设的具体应用,是提高跨区电网建设精益化管理水平的集中体现。

青藏直流联网工程通信保障系统的建设

介绍了首次应用于长距离跨区电网建设时期的青藏直流联网工程通信保障系统,包括青藏工程全线的电视电话会议指挥系统、青藏工程总指挥部的信息通信系统、应急卫星电话系统等。该系统的建成最大限度地减少了青藏工程参建人员高原高海拔地区的流动,提高了工作效率,保障了人身安全。通信保障系统在青藏直流联网工程中的成功应用,为今后通信技术在特高压电网工程建设中的应用打下了良好基础。

青藏直流联网后藏中电网安全稳定控制系统的重构

青藏直流联网初期,作为青藏直流受端的藏中电网短路容量较小,电网网架较薄弱,导致交直流系统安全稳定问题较为突出,给青藏直流以及藏中电网的安全稳定运行带来诸多挑战。针对青藏直流联网后电网存在的各种稳定问题进行了深入分析,提出了相应的控制对策;提出建设分层分区的藏中电网安全稳定控制系统来保障青藏直流工程和藏中电网安全稳定运行。

用于-55℃超低温的超低损耗OPGW的研究

青藏±400 kV直流联网工程OPGW光缆线路是中国第1条高海拔、超低温地区长距离架空通信线路。根据青藏工程的技术和应用难点,必须研制具有超低光衰减、超低温度附加衰减性能的OPGW光缆。通过试验选择超低损耗光纤和耐受超低温度的光纤油膏等新材料,通过新工艺设计光纤余长和应力应变特性,研制成功满足青藏工程要求的OPGW光缆,其光纤衰减≤0.18 dB/km,平均衰减≤0.172 dB/km,最低工作温度可达–60℃,在–60^+80℃温度范围内,光纤附加衰减≤0.01 dB/km。并研制成功满足低温要求的配套金具附件。该产品经青藏工程使用1年多,运行良好,避免了在海拔5 000 m高原上设置通信中继站,降低了运行、维护的困难和费用,提高了通信系统的可靠性,取得了中国高海拔、高寒环境下最长的无中继光纤通信系统应用的成功经验。

藏中联网后西藏电网安全稳定特性及控制策略分析

500 kV藏中联网工程投运后,西藏电网与西南主网联为一体,解决了长期困扰西藏地区的缺电问题。然而,联网初期由于长链式交流通道稳定水平低和柴拉直流与交流通道交互等因素的影响,西藏电网产生了新的安全稳定问题。针对藏中联网工程投运后存在的典型安全问题进行分析,如柴拉直流与交流通道交互影响、西藏电网负荷特性对藏中孤网的影响及500 kV/220 kV电磁环网的影响,讨论其安全稳定控制策略。

青藏直流工程直流滤波电容器研制的技术问题研究

笔者对用于青藏工程直流场电容器的关键技术问题进行分析研究,研究了高海拔的绝缘修正问题,验证了高海拔地区低气压对电容器外壳变形的影响,分析了高海拔对电容器局部放电的影响,研究解决了小容量直流滤波电容器的内熔丝问题,通过试验研究确定了电容器的表面抗风沙油漆。

无人机遥感系统在电力工程环保水保中的应用

青藏高原的生态环境较为脆弱,工程施工地区的生态系统极其复杂,自我修复能力很低,尤其是高寒草甸、高寒草原、多年冻土等环境在扰动后很难恢复。在这种复杂的生态环境下施工,如何采用新技术更好地辅助环保水保工作显得尤为重要。本文以青藏直流联网工程为例,开展了无人机遥感系统在高原地区环保水保监测中应用研究,分析总结了基于无人机实施环保水保监测的基本思路和工作内容,对今后无人机遥感系统在电力工程环保水保中的应用具有一定的指导意义。

±400kV青藏直流联网工程换流站三维数字化移交

±400kV青藏直流联网工程换流站三维数字化移交推进了三维设计技术在换流站设计中的应用。工程选取通用的三维设计平台,同时兼顾业主管理的方便性,力求通过通用的操作界面实现专业化的移交内容。在换流站工程移交运行单位的同时,提供了格尔木换流站和拉萨换流站1∶1的真实三维模型及分类整理的施工图电子文档,以利于业主管理和运行维护。

青藏交直流联网工程装配式基础抗压性能试验

通过监测下压加载试验过程中基础构件位移、基底土压力以及连接件应力变化,研究了青藏交直流联网工程部分冻土地基所应用的预制装配式基础在下压荷载作用下的协同工作性能。试验结果表明:(1)下压荷载作用下预制装配式基础荷载-位移曲线变化可分为弹性、弹塑性屈服两个阶段,基础立柱和底板连接法兰盘、底板之间连接缝附近位移量及其变化规律与基础顶部基本一致,预制基础整体承载性能好,能够满足青藏交直流联网工程杆塔基础承载性能要求。(2)预制装配式基础在下压荷载作用下,底板连接槽钢承受拉应力作用,设计荷载范围内均呈弹性应力状态,拼装底板以拼装缝为轴,呈2边向上弯折趋势,基础底板外边缘处角点沉降位移量小于基础顶部,基础底板接触压力变化规律不同。但下压位移量和基底土压力的差异在基础整个承载过程中均呈有限和规律性发展,基础各组成部件具备协同工作、共同承载的能力。(3)下压荷载作用下,基础拼装间隙、拼装过程中螺帽拧紧程度不同以及基础预制加工误差是预制装配式基础共同工作性能的主要影响因素。

青藏直流线路(西藏段)验收安全和技术措施

在高海拔地区进行全面登塔走线验收工作,保障验收人员安全是首要考虑内容,没有好的经验可以借鉴。以青藏直流线路西藏段验收工作为例,总结了高海拔地区线路工程验收工作的安全和技术措施,为类似工作提供参考。

青藏交直流联网工程物资管理模式及工程实践

青藏交直流联网工程是目前世界上海拔最高、施工冻土区最长、高寒地区建设规模最大的输变电工程,工程建设过程中需要有效的物资供应保障。阐述了面对多种高寒地区物资保障难题的情况下,通过创新管理模式、管理机制,构建了适应高寒地区的输变电工程的物资保障机制和管理模式。从项目管理的理论出发,借鉴矩阵式管理模式进行了青藏交直流联网工程物资保障机制及"项目制"管理模式的探索和工程实践。