超、特高压交流线路反时限零序过流后备保护的整定建议

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的概念以及接地距离保护与反时限零序过流保护的配合原则;充分考虑配合时间定值和最小时间定值对保护动作特性的影响,综合超、特高压电网实际短路电流水平和接地距离保护的过渡电阻耐受能力,将反时限零序过流保护低电流区的选择性与接地距离保护高电流区的选择性进行结合,提升了对接地故障全域电流范围的选择性切除能力;提出了方向元件投退原则。通过对某省级电网进行算例分析,验证了整定原则的有效性,该整定原则已经在实际电网中进行了应用。

雷击超高压交流输电线路对埋地输油输气管道的电磁影响

以甘肃河西750kV交流输电线路为例,深入研究和解决了超高压交流输电线路遭受雷击时对邻近输油输气管道的电磁影响问题。通过建立EMTP时域仿真计算模型,获得了雷击输电线路杆塔时避雷线电流和杆塔入地电流的分布特性以及杆塔冲击接地阻抗、雷击点位置等对避雷线电流和杆塔入地电流的影响规律。基于线矩量法计算模型,仿真研究了线路与管道平行接近时管道电位、涂层电位和防腐层电压的分布特性和衰减规律,归纳推导了线路与管道交叉跨越时管道防腐层电压的简化计算公式,该公式可以考虑雷电流幅值、管道类型、土壤电阻率以及管道至杆塔接地体距离的影响。结合3层聚乙烯(PE)防腐层的雷电冲击耐压限值,得到了不同幅值的雷电流作用下满足防腐层耐压限值要求的管道与杆塔接地体的允许接近距离,为今后电力工程和油气管道工程的建设提供了重要的参考数据。

超/特高压交流同塔多回输电线路覆冰不平衡张力分析

根据超/特高压交流同塔多回输电线路的导地线型号及绝缘子串参数建立线-串有限元模型,分析了不均匀覆冰随耐张段档数的变化规律,不同挂点高差模式对不均匀覆冰不平衡张力的影响,给出了不均匀覆冰不平张力的分析计算方法。对超/特高压交流同塔多回输电线路导地线挂点不均匀覆冰不平衡张力随覆冰率的变化规律进行分析,给出了定量的计算结果。在此基础上,建立塔-线-串耦合的三维有限元模型,考虑铁塔变形对不均匀覆冰不平衡张力的影响,将计算结果与线-串有限元计算结果进行对比分析。根据有限元分析给出超/特高压交流同塔多回直线塔,导、地线不均匀覆冰不平衡张力百分比取值,一般情况下导线取为10%、地线取为20%,如果从经济性考虑,对同塔不同电压等级可以取不同的不平衡张力百分比,1 000 kV导线取7%,500 kV导线取10%,地线取20%。

新型交流输电技术现状与展望

电力输送对于合理利用能源、促进社会进步有着非常重要的作用。电力输送技术一直在不断发展和进步。近年来,输电技术的发展可大致分为2类:第1类是为满足远距离大容量输电的需求,主要有超高正与特高压交流输电、高压直流输电、紧凑型输电、灵活交流输电等。我国学者在这方面也提出了一些很有特色的输电方式,如分频输电方式、四相输电方式。第2类是为适应人口密集的都市地区线路走廊非常困难的情况及电厂出线等短距离大容量输电的需要,主要有多相输电、超高压干式电缆(交联聚乙烯电缆)、气体绝缘线路、高温超导输电线路等。本文对以上输电方式的发展和应用情况进行介绍。

超高压交流输电线路冰害分析及防冰害措施研究

对2010—2014年中国27个省（市）电网公司的500（330）~750 kV超高压交流架空输电线路的冰害故障及主要缺陷进行了统计、分析,结果显示超高压交流输电线路冰害故障和缺陷主要集中在500 kV输电线路,设计和运维对冰害故障和缺陷的产生影响较大,舞动是冰害故障的主要原因。线路金具最易产生冰害缺陷,冰害故障线路主要集中在投运10年内线路。河南为冰害故障多发地区,冰害故障率总体呈下降趋势。从设计、施工、物资及运维4个方面提出了超高压交流架空输电线路防冰害建议。

超/特高压交直流输电线路下方低压配线上的感应电压和电流计算

为保障低压配电线路检修作业安全,有必要研究低压配线在停运检修状态下的感应电压和电流。采用EMTP建模仿真,分别计算了上海地区4个超/特高压交、直流输电工程线路下方平行架设的380 V低压配线上的感应电压、电流,对影响感应的因素进行了分析,并设计研发了低压配电线路感应电压消除装置。仿真结果表明,超/特高压交、直流线路在其下方停运的380 V配线上产生较大的感应电压和电流,感应电压最高可达30~70 k V。试验结果表明,低压配线感应电压消除装置在线路停运时将其两端接地,能有效消除配电线路上的感应电压。

超-特高压多回路杆塔结构可靠性分析

应用可靠性理论,对可变荷载效应与永久荷载效应的比值对我国超-特高压多回路杆塔结构可靠性的影响进行了探讨,选取一基1 000 kV交流双回和500 kV交流双回同塔4回路架设杆塔SSZT2塔身变坡处一轴心受压构件为研究对象,用一次二阶矩法计算对应不同结构重要性系数时的构件可靠指标,得到了结构重要性系数对杆塔结构构件可靠性的影响规律,并对杆塔在选用不同结构重要性系数时的经济性进行了分析,给出了塔材用量估算方法,供结构设计及分析人员参考。

隔雨伞改善超、特高压变电站外绝缘大雨闪络特性的试验研究

为得到隔雨伞对染污交流空心套管大雨闪络特性的影响规律,通过模拟试验进行了研究。试验采用5m长、不同伞形的表面脏污瓷空心套管,模拟了大雨条件下这些套管的闪络,获得了套管的闪络特性。同时对套管在淋雨状态下,施加电压后电弧起始、发展、直至闪络或耐受的全过程,以及同步的泄漏电流典型特征进行了分析。结果表明:在爬电距离相近条件下,装有4片隔雨伞和8片隔雨伞的套管最大淋雨耐受电压分别比无隔雨伞时提高了72.7%和127.3%;隔雨伞的存在影响了套管湿润状态、分隔雨帘的形成并阻挡了电弧的串接,使泄漏电流从0增大至最大值或至闪络的时间减小;隔雨伞能够大幅度提高套管在大雨情况下的耐受电压。以上情况也说明,在选择套管或支柱的户外绝缘时,爬电距离不能作为唯一的标准。

考虑弧垂的交流特高压输电线三维电磁场

针对1 000 kV特高压交流输电线路的三维电磁计算问题,用有限元分析方法,建立1 000 kV特高压交流线路的计算模型,分别按简化的直导线模型和具有弧垂的实际线路模型,进行线路的三维电磁计算。在相同的对地高度下,直导线和弧垂线下方的横向面电场分布趋势一致;在相同的对地高度下,直导线纵向电场相同,而弧垂线的纵向电场强度在最大弧垂处的数值最大,同时沿着纵向逐渐减弱,计算值与实测值接近。磁场的计算结果与电场有相似的规律。此种的弧垂线路三维电磁场建模方法,能准确地计算出输电线路的真实电磁强度数值。考虑线路弧垂的三维模型计算方法对于特高压输电线路电磁的研究有一定借鉴意义。

超(特)高压交流断路器开合容性电流问题探讨

容性电流开合试验是高压交流断路器的重要试验项目。近年来,超(特)高压断路器在系统和试验中开合容性电流时遇到不少问题,例如特殊环境条件下频繁重击穿、恢复电压多个周波后发生重击穿和NSDD。文中研究分析了这些典型问题,探讨了现行的相关标准和试验方法的缺陷,介绍了滤波器组用断路器的新试验项目及经验,是对现行标准和试验方法的完善所做的一次有意义的探索。

超、特高压交直流同塔多回线路杆塔的可靠度影响因素

为探究超、特高压交直流同塔多回线路杆塔可靠度指标的影响因素;并对构件可靠度指标的提高措施进行研究,依照国家现行规范,采用一阶可靠性方法(FORM)对河西走廊即将实施的±800 k V/750 k V交直流同塔多回线路杆塔进行了详细的可靠度分析。分析结果表明:可变荷载效应比重、线条风荷载效应比重、轴心受力强度、轴心受压稳定以及风荷载重现期对可靠度指标均有一定影响;通过提高结构重要性系数能够提高杆塔构件的可靠度指标;但同时伴随着塔重的增加,以及更大经济的投入。

超、特高压交直流同塔多回线路杆塔防风偏闪络可靠度研究

针对超、特高压交直流同塔多回线路Ⅰ-Ⅴ型和单Ⅰ型绝缘子串布置的塔型,采用刚体直杆模型法计算悬垂绝缘子串风偏角,建立了杆塔防风偏闪络可靠度计算模型;并以±800kV/330 k V和±800 kV/750kV交直流同塔多回线路两种塔型为例,采用SORM方法编程求解其防风偏闪络可靠度指标。结果表明:工频电压下发生风偏闪络故障概率最大,在设计中可以只校核工频电压下的风偏;下横担、中横担和上横担处发生风偏闪络故障的概率依次增大,即防风偏闪络可靠度水平依次略微降低;两种塔型防风偏闪络可靠度均满足正常使用极限状态目标可靠度指标1.5的要求,其中导线对其所在横担下表面闪络可靠度相对较低,可通过适当增加绝缘子串长度提高其可靠度。

超特高压交直流同塔多回结构可靠度分析

针对河西走廊即将出现的±800 k V/750 k V及±800 k V/330 k V超、特高压交直流多回同塔架设线路,国内目前没有专门的设计标准。因此,采用目前工程上广泛接受的JC法,针对现有不同标准下设计的杆塔进行可靠度分析,并考虑经济性,推荐更为合理的超、特高压交直流同塔多回线路设计标准的选择方案。分析结果表明:±800 k V/750 k V共塔时,800 k V及各自电压等级设计标准可靠度均满足,但各自设计标准下塔重较轻,推荐采用各自设计标准;±800 k V/330 k V共塔时,800 k V标准可靠度满足,各自标准下出现部分杆件可靠度指标较小,采用局部加强后可靠度满足要求,且塔重较800 k V标准轻,因此推荐采用各自标准但需对局部杆件加强。

大容量风电远距离送出的经济性研究

风资源分布与负荷分布的不一致性决定了我国有必要进行风电的大容量远距离输送。根据现有的工程造价数据,在一定的内部收益率下,计算了采用特高压交流、超高压交流、直流输电时各自的风电电价,分析了不同风电场利用小时数以及输电距离对风电电价的影响。计算表明:大容量风电的最优输电方案与风电场群的实际情况以及输电距离密切相关,弃风损失对最优方案的选取具有较大影响。

超、特高压交流输电线路绕击跳闸率的改进计算方法

根据超、特高压杆塔的结构特点,对传统的电气几何模型(EGM)进行改进,并引入击距修正系数的概念,使得模型更加符合超、特高压杆塔的情况。从几何关系的角度提出了求解电气几何模型最大击距的改进计算方法,并应用该方法计算超、特高压交流输电线路的绕击跳闸率。计算结果表明:所提出的超、特高压交流输电线路绕击跳闸率的改进计算方法比传统计算方法更加准确、可靠。

1000kV户外型GIS现场工厂化安装方案及应用

1000 kV GIS设备体积大、单元重、数量多,安装工作持续时间长,安装过程受外界环境影响大。为有效控制1 000 kV GIS安装条件,保证安装质量,确保施工计划的严格执行,研制了特高压GIS现场安装用全封闭移动式厂房,营造一种全封闭的工厂化安装环境,实现了1 000 kV户外型GIS在工程现场的工厂化安装。对移动厂房的基本结构进行了介绍,并重点研究了基于移动厂房的1 000 kV户外型GIS现场工厂化安装方案。该方案已成功应用于皖电东送工程、浙北—福州工程,取得了非常好的应用效果,并已经确定将在后续所有特高压交流工程中普遍推广。

基于UKF和IGG改进聚类算法的特高压交流输电线路参数辨识

为有效辨识特/超高压交流输电线路的实时运行参数,尽可能剔除相量测量单元(PMU)量测数据存在的随机噪声,提出一种改进算法。该算法首先采用无迹卡尔曼滤波(UKF)对原始量测数据进行初始滤波,然后通过分布参数等值电路模型辨识线路参数,最后利用三段式IGG(Institute of Geodesy&Geophysics)原理设置权函数的改进聚类方法对辨识的参数进行聚类处理,将多时间断面的参数聚类中心作为线路参数最终辨识结果。对1000k V特高压交流示范工程晋东南-南阳-荆门线路进行仿真分析,算例仿真结果表明了新型混合算法的准确性与有效性。

关于我国交流输电更高一级电压的选择

５００ｋＶ以上更高一级交流电压是我国电网规划中亟待确定的一个重要问题。本文介绍了国际上电压等级发展的趋势，分析了国外特高压计划纷纷取消的原因，论述了选择新一级电压的原则，结合我国电网未来发展的实际，从需要和可能两个方面分析了我国更高一级电压的可能选择。经过对技术成熟性、可靠性、工业界提供设备的能力和对环境影响等方面的比较，建议我国交流输电更高一级电压应首选８００ｋＶ。

1000kV气体绝缘金属封闭开关设备

1000 kV高性能气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)是1 000kV交流输电系统不可或缺的元件。在过去的时间里,500 kVGIS的设计及制造技术已经成熟,为设计出高性能1 000kVGIS奠定了基础。文章介绍了三菱电气公司高性能1 000 kVGIS的主要特性及其中的主要设备,并介绍了其在1000 kV交流输电系统中的应用情况。

500kV交流绝缘子串不同布置方式下覆冰闪络特性的试验研究

合理的绝缘子串布置方式是提高覆冰闪络电压的有效方法之一,但超高压覆冰绝缘子在不同配置下闪络特性缺乏基础试验研究。为此,以500kV交流绝缘子串为试品,对污秽绝缘子串进行带电覆冰后,在不同布置方式下对绝缘子串覆冰闪络特性进行了试验研究,分析了布置方式对绝缘子串的覆冰状况、闪络过程以及冰闪电压的影响。研究表明:双I型布置方式下放电发展过程中电弧经常由一边绝缘子串飘弧到另一边绝缘子串的串弧现象,短接了较多的沿面绝缘距离,因而其闪络电压低于单I串;V型串绝缘子伞间间隙不易桥接,绝缘子表面的污秽易于被融冰水冲刷而流失,提高了V型串的冰闪电压;"3+1"插花在轻中度覆冰条件下耐受电压高于500kV线路相电压,但在严重覆冰条件下冰闪电压低于500kV线路相电压。研究结论对不同冰区绝缘子串布置方式的选择有参考价值。