GHG-800固定式闪光焊机脉动闪光焊接工艺试验及接头性能分析

采用GHG-800直流固定式闪光焊机脉动焊接工艺对鞍钢U71MnG钢轨进行焊接试验。对焊接设备、工艺和焊接质量进行分析,通过优化部分工艺参数,可有效改善GHG-800固定式闪光焊机脉动闪光焊轨底角灰斑的面积和尺寸,同时改善轨底角断口形貌,从而获得焊接接头良好的力学性能。同时,研究发现工艺调整前后灰斑出现的位置呈现一定的规律,检验了GHG-800固定式闪光焊机工艺的稳定性。合理的GHG-800固定式闪光焊机脉动闪光焊工艺可以通过型式检验的落锤、断口、晶粒度、静弯和探伤检验。

超高海拔±800 kV直流输电线路直线塔极间距选择

针对海拔3500 m以上的超高海拔地区,±800 kV特高压直流输电线路设计经验欠缺的问题,按照典型的±800 kV直流输电线路工程设计条件,通过电磁环境、绝缘子串长和V串夹角、空气间隙的边界条件,对直线塔极间距进行研究,计算不同海拔、V串夹角和冰区条件下直线塔的最小极间距取值。结果表明:电磁环境对超高海拔±800 kV特高压直流线路的极间距选择基本无影响;超高海拔轻中冰区直线塔的极间距受空气间隙、绝缘子串长及V串夹角影响较大;超高海拔重冰区直线塔的极间距主要由绝缘子串长控制。

±800 kV特高压直流线路地线断线故障分析

提升抗冰能力对线路安全运行至关重要。对某±800 kV特高压直流线路地线断线故障现场的环境及录波进行了分析,开展了地线断口静态分析及扫描电镜试验、拉断力试验,并对导地线间距进行了仿真计算。试验和仿真计算表明:特高压直流导地线覆冰厚度差异较大,随着地线覆冰厚度的增加,导地线间间距逐渐减小,在大风作用下极易发生空气间隙不足放电。本次特高压线路故障原因为重覆冰引起导地线空气间隙距离不足,导致放电烧伤和拉断地线。微地形区线路覆冰情况可能超过设计值,应考虑现场实际覆冰厚度、导地线覆冰厚度差值、故障区段微气象和微地形等因素,确保线路设计运行有充足裕度。

±800kV直流输电空气间隙外绝缘特性研究

给出±800kV特高压直流输电工程线路杆塔和换流站直流场空气间隙操作冲击和雷电冲击放电特性的试验研究结果;讨论不同海拔高度下操作冲击放电电压的校正方法,并给出海拔校正系数;对±800kV直流输电杆塔和换流站最小典型间隙距离提出建议,为±800kV直流换流站及输电线路工程建设的设计提供了依据。

±800kV直流特高压输电线路的设计

±800kV直流输电是国际上输电电压等级最高、技术最先进的直流输电方式。±800kV直流线路设计没有现成的经验可供参考。为满足工程建设需要,合理确定技术原则和建设标准,需要全面研究和分析与工程建设有关的主要设计原则。结合向家坝-上海直流输电工程,介绍了特高压直流线路设计的主要研究成果,包括气象条件、结构可靠度、导线选择、地线选择、绝缘子选型、绝缘子串及金具、绝缘配合、导线对地及交叉跨越距离、极导线排列方式和走廊宽度等。同时给出了大量±800kV特高压直流线路的基本设计条件、主要设计参数以及向家坝-上海直流线路的技术特点、单位km长度线路的杆塔质量、混凝土量等工程量指标。通过我国第1条输送功率达6400MW的特高压双极直流输电线路的设计实践,证明±800kV特高压直流线路技术上是可行的,经济上是合理的。

±800kV直流接地极对交流电网的影响范围

±800kV特高压直流输电单极-大地回路方式运行时强大的入地电流将对接地极周边环境及交流电网造成很大影响。针对随着四川大规模交直流电网的建设,交流变电站和直流输电接地极选址的矛盾日益突出的问题,根据±500kV直流输电工程的运行经验,结合具体极址资料和假定交流电网模型,采用经典镜像法和数值积分法分析计算了接地极对周边交流电网的影响范围。计算结果表明:流入交流系统的电流值,不仅与变电站间的地理位置及直线距离有关,同时与交流电力系统的网络接线及其参数等因素有关;±800kV直流接地极当其额定工作电流为4000A时,在选址时应至少对其周边20km范围内进行影响评估,作为新建换流站或≥110kV电压等级交流变电站,最好在距离接地极60km以外选择。

云广±800kV直流输电工程控制系统的特点

云广±800kV直流输电工程由于采用了2个12脉动阀组串联的接线形式而使得使得其控制系统比±500kV常规直流更为复杂。在全面总结和分析了云广±800kV直流输电工程控制系统的功能的基础上,指出其大多数功能与±500kV常规直流的基本相同;主要区别在于增加了单个阀组的自动投退控制,适应直流孤岛方式的特殊控制,以及与SVC之间的协调控制。

高海拔±800kV直流输电线路电磁环境测量

直流输电线路的电晕及其相关的无线电干扰、可听噪声以及合成场强、地面离子流密度等参数已成为系统设计和运行的主要制约因素。在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室(海拔2 100 m)内开展了±800 kV直流输电线路电晕特性及其电磁环境测量,介绍了测试系统及其设备原理,研究了电晕特性及其电磁参数在不同气象条件下的分布,结论为:气象条件对电磁环境影响明显。

±800kV特高压直流绝缘子可靠性分析

±800kV特高压直流工程在电气、机械、运行可靠性等方面对绝缘子提出了比1000kV特高压交流工程和±500kV超高压直流工程更高的技术要求。为评估我国±800kV直流绝缘子的可靠性，分析了我国±800kV直流盘形悬式、支柱和复合空心绝缘子的制造技术及发展水平，认为我国±800kV直流绝缘子的综合技术已达国际领先水平。评估了该技术和经济可靠性，认为盘形悬式瓷和玻璃绝缘子在经济性上具有可比性，但盘形悬式复合绝缘子更具优势；瓷、瓷复合化绝缘子在经济件上具有可比性，但瓷复合化绝缘子更具优势。为确保绝缘子的运行可靠性，建议非常轻和轻污秽等级的绝缘子悬垂“Ⅰ”串优先采用160～420kN双伞型瓷绝缘子，中和重污秽等级的绝缘子悬垂“Ⅰ”串优先采用复合绝缘子；还建议在结构高度约12m的支柱瓷绝缘子瓷件表面涂敷持久性防污闪涂料（PRTV）。

±800kV同塔双回直流线路杆塔空气间隙的放电特性影响因素研究

±800 kV同塔双回线路电压等级较高,且杆塔形状和杆塔尺寸较±500、±660 kV直流输电线路杆塔都有很大差别,因此其空气间隙的放电特性有不同特点。为选择合适的±800 kV同塔双回直流线路空气间隙距离值,对影响±800 kV同塔双回输电线路杆塔上、下层空气间隙冲击放电特性的因素进行了真型尺寸模拟试验研究。研究了下层塔身宽度对杆塔下层间隙操作冲击放电特性的影响,均压环尺寸对直流V串塔头空气间隙放电特性的影响,直流运行电压对塔头间隙冲击放电特性的影响,±800 kV同塔双回输电线路杆塔下横担对上层间隙操作冲击放电特性的影响,并校核了下横担到上导线距离减小后杆塔的耐雷性能。研究结果表明:原有的塔身宽度对间隙操作冲击放电影响的修正公式已不适用于±800 kV同塔双回直流线路塔头;均压环尺寸大小与放电电压正相关;导线直流电场对间隙的放电路径有明显影响,但对放电电压影响不大;杆塔上导线到下横担的间隙距离可适当减小,但间隙距离减小后,杆塔的反击耐雷性能及绕击耐雷性能都略有降低。该研究结果可用于指导±800 kV同塔双回输电工程的设计。

云广±800kV直流双极运行模式研究

云广±800kV直流双极投产后,南方电网交直流并联运行、强直弱交的特性更加明显,会给电网安全稳定运行带来新问题。鉴此,研究了云广直流投产后的安全稳定特性、西电东送能力、严重故障的影响及动态稳定性等,分析了联网及孤网两种正常运行方式,提出了云广直流运行方式的安排原则以及调试和运行的建议。

±800kV直流输电线路带电作业的屏蔽防护

±800kV直流输电线路即将在我国建成投运,其空间场强要高于500kV及以下电压等级的输电线路。为保证±800kV直流输电线路带电作业的安全可靠进行,首先分析了带电作业屏蔽防护应达到的安全控制水平,然后对±800kV直流输电线路带电作业人员的安全防护措施进行了试验研究,试验内容包括屏蔽服内外电场强度的测量、流过屏蔽服和人体的电流的测量。试验结果表明,穿戴全套屏蔽用具进行±800kV直流输电线路带电作业是安全可行的。

±800kV直流输电线路对邻近树木影响的研究

通过试验,确定±800kV直流输电线路极导线与树木之间的最小距离,对于线路设计、建设、保护环境和控制工程投资具有重要意义。为此分析了国内外输电线路对树木影响的研究现状,制定出试验方法。选择30种不同树木,在特高压直流试验线段下,进行±800 kV直流输电线路对树木短期影响的试验,获得了树木出现明显电晕时树木与极导线之间的距离。在试验线段下种植90棵树木,进行了±800 kV直流输电线路对树木长期影响的试验,获得了烧伤树木与极导线之间的距离。根据试验结果,综合考虑试验中树木烧伤、树木出现明显电晕和极导线下方空间合成电场分布特点,给出了±800 kV直流线路极导线与树木之间最小垂直距离的建议。

±800kV直流输电工程过电压保护与绝缘配合研究

结合我国±800kV高压直流输电工程的内过电压研究结果和交、直流避雷器的额定参数推荐值,对±800kV高压直流输电工程的绝缘配合进行分析研究,提出该工程交、直流设备的雷电冲击绝缘水平和操作冲击绝缘水平的推荐值。对换流站的雷电过电压保护和直流线路的防雷保护进行研究,提出防雷保护的建议。

±800kV特高压直流输电线路电磁环境参数控制指标研究

采用长距离、大容量输电时,特高压直流输电能够有效地节省线路走廊、有助于改善网络结构,实现大范围的资源优化配置。总结了国内外研究成果,结合我国实际情况,就如何规范±800kV特高压直流输电线路的环境行为,围绕电场、磁场、无线电干扰和可听噪声等电磁环境参数进行研究,提出了环境参数的控制指标:以30kV/m作为直流输电线路下方最大地面合成场强的控制指标;25kV/m作为邻近民房的最大合成场强的控制指标;以好天气下58dB(μV/m)为距极导线投影外侧20m处0.5MHz的无线电干扰电平的控制指标;L50=50dB(A)为线路可听噪声设计控制指标,人口密集区以L50=45dB(A)校核。

±800kV直流线路杆塔塔头空气间隙的直流叠加操作冲击放电特性

国内外的文献资料表明空气间隙的放电特性在纯操作波和直流预电压情况下有很大的差别,这对高压输电线路塔头空气间隙的选择可能会有影响,因此在我国直流特高压杆塔空气间隙设计中需要对导线上直流预电压的影响进行研究。通过真型尺寸模拟塔头空气间隙放电试验,研究了特高压线路杆塔空气间隙在直流预电压叠加操作冲击下的放电特性,得到了叠加电压的试验数据。通过与纯操作冲击放电特性的比较,发现叠加电压情况下杆塔空气间隙的放电电压比纯操作冲击情况下高2%～4%,因此从安全的角度考虑,在特高压杆塔空气间隙设计中,采用纯操作冲击电压试验数据是可行的。

污秽条件下±800kV直流输电线路电晕特性

±800 kV特高压直流输电线路起晕特性是影响其线路结构和建设费用的重要因素。起晕特性与导线表面状态相关,而直流电压下导线表面更容易积污,更严重影响输电线路的电晕特性。为了深入研究特高压直流输电线路污秽电晕问题,利用电晕笼研究了导线表面分别附有不同表面密度的模拟污秽和碳粉时的起晕特性并分析了污秽对±800 kV特高压直流输电线路电晕特性的影响。结果表明:当导线表面分别附有模拟污秽和碳粉时,在实际特高压直流输电线路表面场强附近,随污秽度的增加,电晕电流的增加趋势不同。起晕电压随污秽度的增加呈负指数下降,有饱和趋势,其中碳粉污秽对负极性电晕起始电压影响最大。根据实验结论和仿真研究,初步得出了±800 kV特高压直流输电线路导线电晕起始电压与表面污秽度之间的函数关系。

云广±800kV直流对南方电网第三道防线稳定控制措施影响分析

云广±800kV直流输电工程投产后可极大提高西电东送能力,同时会给南方电网系统带来新的稳定问题。鉴此,详细分析了云广±800kV直流对南方电网失步解列、低频或低压减载以及高周切机等第三道防线稳定控制措施的影响,研究南方电网现有第三道防线稳定控制措施的适应性,并对完善第三道防线提出建议。

特高压±800 kV直流输电线路用避雷器的研制

±800 kV特高压直流输电线路是中国大电网的重要组成部分,其运行安全与否直接影响中国电网的稳定。特高压直流输电线路输电距离长,沿线地形地貌复杂、雷电活动频繁,雷击闪络已成为影响线路安全运行的一个关键风险点。目前,±500 kV直流线路避雷器已实现开发应用,并且防雷效果显著,但±800 kV直流线路避雷器的研制及应用仍然是空白。为了提高特高压直流输电线路抵御雷击风险能力,研制出了国内首台特高压±800 kV直流输电线路用避雷器。文中设计了±800 kV直流线路避雷器结构,提出了相关技术参数,选择了合乎规格的电阻片及生产工艺,研制出了直流参考电压为960 kV、8/20μs标称放电电流30 k A下残压为1 900 kV、正极性雷电冲击50%放电电压为2 700 kV的±800 kV直流线路避雷器,并通过校核计算及型式试验进行了验证。校核计算及试验结果表明,研制出的±800 kV直流线路避雷器电气性能、机械性能良好,能够有效保护±800 kV直流绝缘子及塔头空气间隙免遭雷击闪络。±800 kV直流线路避雷器的成功研制及应用将为特高压直流线路防雷工作提供强有力的手段。