Simulation on DC Current Distribution in AC Power Grid under HVDC Ground-Return-Mode

This paper focus on the Modeling and Calculation of DC current distribution in AC power grid induced under HVDC Ground-Return-Mode. Applying complex image method and boundary element method, a new field-circuit coupling model was set up. Based on the calculation result with complex image method, this paper derived the modification factor for induced earth potential from practical measurement, which increased the accuracy of calculation. The modification method is helpful for evaluation on the effect of means used for blocking the dc-bias current in transformer neutral and also useful for the forecast of the DC current distribution when the power grid is in different line connection mode. The DC distribution character in Guangdong power grid is shown and suggestion is proposed that the mitigation of dc-bias should start from those substations whose earth-potential is highest.

多端直流输电工程大地-金属回线转换策略

针对国内首个常规多端直流输电系统在不同功率水平进行大地回线至金属回线转换的过程中,金属回线转换开关(MRTB)保护动作,导致开关拒动及大地金属回线转换失败的问题,本文通过对大地金属回线转换过程中的电流回路进行分析,推导大地回线与金属回线共存时各个换流站电流的数学表达式,在此基础上分析MRTB拒动原因,并提出改进策略和运行建议,为工程设计和运行维护提供参考。最后,通过仿真证明了本文分析结论的正确性,表明所提改进策略具备工程应用推广价值。

高速铁路牵引变电所亭地网回流动态验收标准的修改方案研究

本文介绍了现行的高速铁路牵引所回流指标,介绍了高速铁路牵引供电回流系统的组成,计算了牵引供电回流各支路的分流系数,分析了影响回流分配的各种因素。结合直接供电加回流和AT供电方式的地回流特征与差异,指出根据方差偏离均值的程度进行地回流指标判定和质量分级标准存在的缺陷。最后,综合全路高速铁路牵引供电接地系统和地网回流的情况,提出高速铁路牵引变电所地网回流动态验收标准的修改方案建议。

触发闪电环境下地网冲击接地电阻特征分析

基于触发闪电技术,研究了2019年夏季8次触发闪电44次回击、5次初始连续电流脉冲(ICCP)和24次M分量对冲击接地电阻的影响,探索了冲击接地电阻随雷电流注入的动态变化规律。结果发现:闪电放电ICCP、M分量和回击过程冲击接地电阻均小于工频接地电阻,ICCP和叠加在回击回落之后连续电流上的M分量冲击接地电阻略大于回击过程,平均值分别为11.2Ω和10.8Ω。叠加在回击下降沿上的M分量冲击接地电阻平均值7.8Ω,明显小于回击过程,最小值可达2.4Ω。ICCP和M分量冲击接地电阻随电流增加而减小,回击过程与电流峰值没有明显的相关性。叠加在回击下降沿上的M分量冲击接地电阻随雷电流峰值、背景电流值的增加呈指数衰减关系,还与之前回击电流峰值成一定的反比例关系。随着闪电回击电流的注入,冲击接地电阻呈现动态变化过程,小电流在回击峰值下降后出现一个缓慢增长的过程,大电流在回击峰值下降后出现一个快速下降的过程。闪电不同物理过程火花和电感效应的作用是不同的,两者共同作用决定了土壤的电离程度,从而决定了冲击接地电阻的大小和变化。

城市轨道交通专用轨回流系统保护设计分析

随着《城市轨道交通工程项目规范》GB55033-2022的实施,将杂散电流防护设计提到了新的高度,并提高了杂散电流的泄漏标准,专用轨回流系统将是轨道交通工程杂散电流防护设计的有效解决方案。本文以宁波轨道交通项目设计为例,对专用轨回流系统的保护设置进行分析,本方案特有的保护设施包括专用轨接地装置和地负单向导通装置,提出将专用轨接地装置与地负单向导通装置合并设置建议。

乡村振兴背景下大学生返乡创业影响因素研究

为激发大学生返乡创业动力,助力乡村振兴,以返乡创业的大学生为研究对象,探讨大学生返乡创业的影响因素。通过扎根理论,对不同高校与地区的大学生返乡创业者进行访谈调研,构建了大学生返乡创业影响因素“钻石模型”,大学生返乡创业者受心理资本、创业项目实现、创业教育资本、创业社会资本4个因素影响。研究表明,各因素间有着主次关系、相互促进,具有时代与地区差异性。社会、高校、家庭加强创新创业综合素质与技能的教育,给予学生创业政策指导,提供多方面创业支持将有助于推进大学生返乡创业。

计轴室外干扰故障的分析与解决方案

杭州地铁1号线三期信号系统在动车调试和运营初期出现计轴红光带故障,经示波器监测计轴磁头板,确定故障原因为外界干扰。介绍计轴的工作原理,重点分析故障产生的原因,详细介绍采取的对应措施。测试及实际运营表现证明车辆增加牵引逆变器与制动电阻双端屏蔽线、轨旁加装均流线可有效降低红光带故障率,可作为其他线路类似故障处理参考方案。

基于雷电定位系统的雷电多回击地闪参数统计及影响因素分析

根据2010—2021年广东省雷电定位系统(lightning location system,LLS)数据,以不同定位站数的筛选方式对多回击地闪参数进行统计,发现随着选取的定位站数增加,多回击地闪的占比、雷电流幅值和时间间隔增加,由此指出:开展多回击地闪次数及占比统计时应选取定位站数S≥2,避免大部分小雷被忽略;开展雷电流幅值统计时应选取定位站数S≥3,确保雷电流幅值精度。对比分析人工引雷时LLS测量的雷电流幅值差异,发现雷电流幅值越大,LLS中能监测到雷电流的定位站数越多,此时LLS测量的雷电流幅值与人工引雷测量结果的偏差越小。选取定位站数S≥3,统计分析多回击地闪中首次回击雷电流幅值与后续回击的关系及其变化趋势,发现首次至后续回击雷电流幅值中值依次递减、回击时间间隔依次递增,但随着回击次数的增加,所有后续回击的雷电流幅值大于首次回击的概率呈现先增大后略减小的趋势,由此提出后续回击雷电流幅值大于首次回击雷电流幅值的概率计算公式。

市域列车接地回流动态变化规律分析与优化

市域列车通过车体-轮对-钢轨形成接地回流通道,过大的接地回流会造成轴承电腐蚀、碳刷的异常磨耗等问题,严重威胁动车的安全运行。在Matlab/Simulink中建立了市域列车在供电区间内行驶时接地回流动态过程仿真模型,并结合现场测试数据验证了模型的准确性,探明了市域列车在供电区间内运行时接地电流的变化趋势。从接地电流热效应出发,提出市域列车接地电流的“等效值”的概念。从工作接地方式与保护接地方式两个方面出发,探究接地回流的影响因素。根据接地电流的等效值,提出市域列车接地系统的优化方案,仿真结果表明,优化后保护接地电流等效值由53 A下降到17 A,下降幅度达到67%,接地回流分布较为均匀,车体电位也控制在安全的范围内,为设计更优良的接地方案提供了理论基础。

110 kV电缆单端接地系统回流线加装的仿真研究

为指导高压电缆工程设计中回流线的加装,利用ATPDraw仿真软件,按照不同的短路电流水平和电缆长度范围,对单端接地系统方式的电缆线路进行建模。分别建立站联电缆、纯电缆外电源线路及架空电缆混合线路的仿真模型,重点分析单相接地故障时回流线对金属护层感应过电压的影响,以电缆线路类型、长度为指标给出是否敷设回流线的指导意见。

基于雷电定位系统和实测的多回击地闪雷电流参数及模型分析

多回击地闪可能造成同一输电线路连续遭受多次雷电冲击,进而引起线路重合闸失败,以及变电站内断路器和避雷器等设备事故。传统以单次雷击设计线路和变电站雷电防护的方法已不足以对现有输电线路和变电站进行很好的防护。为此,依据广东省内12年雷电定位系统数据及人工引雷数据,研究多回击地闪雷电流参数及模型,为线路和变电站的雷电防护提供基础参数和模型。广东地区12年内雷电定位数据统计分析表明:多回击地闪占比为52.58%,而负地闪占多回击地闪的96.84%;正负极性多回击地闪平均频次为2.2和4.1次,时间间隔的平均值分别为140 ms和103 ms;对此提出负极性雷电流幅值概率分布公式。最后,结合人工引雷试验的后续雷击雷电流波形参数及拟合函数、IEEE和GB 50057—2010标准等推荐的首次回击的波形参数,提出可以应用于防雷设计的多回击地闪雷电流参数及模型。

某纪念馆空调末端形式分析

为呈现扬州某纪念馆建筑本体效果、隐藏空调风口,采用2种空调末端形式:地板嵌入式空调器和风机盘管机组暗藏土建空腔内侧送风。对比分析地板嵌入式空调器与地板送风系统,对冬季幕墙内表面进行防结露计算,对风机盘管机组侧送风系统进行气流组织模拟计算,结果显示:纪念馆幕墙内表面温度≥11.2℃,大于室内空气露点(4.1℃),没有结露风险;采用侧送风空调形式,人员活动区域夏季室内温度约25℃,冬季约22℃,这2种空调末端形式既能满足人员舒适性需求又能巧妙隐藏空调设备。

葛南直流输电系统中大地回线和金属回线转换的研究

以葛南直流输电系统为例,将顺控逻辑及动作整定值作为切入点,利用ABB公司的故障录波软件,分析了大地回线和金属回线转换过程中因非转换极极线路电流过低所造成的切换失败率高的问题,并提出更改控制系统中关于钳制电位点顺控逻辑的解决方法,采取该方法后上述问题在调试和实际运行中未再次出现。

高压直流输电单极大地方式运行时地表电位分布规律

采用有限元方法分析了直流单极大地方式运行时大范围的地表电位分布特征,并通过ANSYS软件计算了浅层和深层2种土壤结构模型下的地电位分布;同时考虑了有变电所出线、不同变电所接地电阻、江河以及湖泊等多种情况下对地电位分布的影响。研究结果表明:土壤结构对地表电位分布影响较大,采用土壤深层模型时计算结果更为准确;变电所架空出线距离直接接地极越近、线路越长、线路回数越少,其两端的电位差越大;河流对地表电位影响较小,湖泊边缘处对地表电位影响较大。

HVDC地中直流对交流系统的影响及规律分析

直流输电系统在系统调试或故障情况下会处于单极大地回路运行方式,这时地中直流会对交流系统的正常运行带来不利影响。为此全面总结了我国龙政、天广、三广直流输电线路在调试与运行过程中对附近交流电网运行带来的噪声、谐波、振动等不利影响;通过贵广调试现场实验及对实测数据的详细分析,归纳得到变压器中性点直流、谐波、噪声等与入地直流之间的关系规律;通过建立理论模型,对于地中直流的分布特性进行了分析,并以春城变电站为例就中性点直流电流进行了计算。计算结果验证了所提理论模型和计算方法的有效性。

宁东直流大地回线转金属回线转换失败原因分析与改进建议

在我国高压直流输电投入实际运行以来,在大地回线转金属回线过程中,多次发生由于金属回线转换开关(MRTB)并联的吸能避雷器损坏而导致转换失败的事件,迫切需要精确反应开关动作机理的研究手段。通过对宁东直流输电系统现场大地回线转金属回线转换成功的与失败的录波波形对比分析,得出转换失败前后的系统电气特征。采用宁东直流实际的主回路设备参数和控制保护功能,建立起以直流电磁暂态程序(EMTDC)为基础的详细模型,再现了开关转换和故障过程的暂态现象。不仅验证避雷器由于四柱并联,长期运行操作使每个柱特性变化不一致,较小阻抗单柱承受较大的能量而损坏,而且,通过对转换失败之后逆变站金属回线接地保护动作闭锁直流系统事件进行分析,得出由于逆变站金属回线接地保护软件策略缺陷,导致保护动作闭锁直流系统。根据分析结果,对宁东直流大地转金属回线过程提出改进建议,同时对后续直流工程的MRTB并联避雷器的成套设计提出建议。

中国内陆高原地闪特征的统计分析

利用微秒级时间分辨率的宽带慢天线电场变化仪首次在中国内陆高原地区对雷暴过程中的正、负地闪特征进行了测量和系统分析 ,发现每次雷暴过程中正闪的比例有随总闪频数增大而减少的趋势 ,弱雷暴过程更有利于正地闪的产生。平均来讲 ,正地闪占闪电总数的 16 % ,介于美国夏季雷暴和日本冬季雷暴之间。负地闪闪击间隔的算术平均值和几何平均值分别为 6 4.3ms和 46 .6ms。 5 4%的负地闪有至少一次继后回击强度大于首次回击 ,而且有 2 0 %的继后回击其强度大于首次回击强度。继后回击强度与首次回击强度的比例几何平均值为 0 .46 ,算术平均值为 0 .70 ,平均回击数为 3.76 ,39.8%为单次回击地闪。正地闪的多次回击只占 13.0 % ,且闪击之间的时间间隔也较大 ,算术平均值为 91.7ms。

考虑多层土壤时架空线的瞬态分析

基于麦克斯韦方程组,推导出土壤水平分层时电磁波在土壤中透射深度的计算公式,按照复深度法可进一步得到土壤阻抗的频域形式。为了便于时域卷积,采用矢量匹配法并结合拉普拉斯反变换将该土壤阻抗的时域形式展开为有限项指数函数之和,并验证了方法的正确性。最后,采用时域有限差分法(FDTD)对架空线的瞬态波过程进行仿真计算,结果表明:土壤阻抗对自阻抗影响较小,对互阻抗影响较大。通过与电磁暂态计算软件(EMTP)的计算结果比较,验证了所提出的FDTD算法的有效性,同时也表明了计入土壤损耗及考虑分层土壤的必要性。

直流输电工程大地回线和金属回线转换过程及运行实例分析

笔者主要以贵广二回直流工程为例,首先介绍了大地回线和金属回线的转换原理及其过程,其次介绍了在调试和运行过程中导致大地回线和金属回线转换不成功的运行实例,然后分析了直流保护逻辑存在的缺陷所导致的金属回线向大地回线转换时MRTB、MRS频繁分合的情况。笔者就这一情况提出了相应的保护逻辑修改方法,并发现保护逻辑经修改后,金属回线/大地回线转换正常,在系统调试和实际运行中不再出现MRTB、MRS频繁分合的情况。

北京与兰州地区的地闪特征

利用闪电定位系统(LLS)在兰州地区和北京地区探测到的共两万多个地闪资料,对两地的正、负地闪特征进行了对比。分析发现兰州地区的正闪比例是北京地区正闪比例的5倍多。北京地区的正闪平均强度近似为负闪的3倍,而兰州地区的正闪强度只有负闪的2.2倍。无论正闪还是负闪,两地的地闪强度均是稳定的正态分布,并且与雷暴本身的特征无关,从而可用DF强度来作雷暴临近的估计。两地的正、负地闪的回击数均按指数规律下降,不过北京地区的多次回击较兰州地区的多次回击要多。两地的闪电频数都在下午后期出现峰值,但北京地区的闪电频数最大值和最小值都较兰州地区早1小时出现。 通过试验找到了地闪定向仪显示数与闪电辐射电场和放电电流的关系,扩大了地闪定向仪的利用率。