能源技术进步与区域专业化——特高压输电工程的视角

基于2003—2020年中国285个地级市数据,以特高压输电工程为切入点,研究能源技术进步对区域专业化的影响及作用机制。结果显示:以特高压输电技术为代表的能源技术进步显著提升了区域专业化水平,具体而言,较没有特高压输电项目城市,配备特高压输电工程城市的专业化水平提升约1.09%,且该效应在中小城市、资源丰富城市和内陆地区更强;在考虑样本选择偏差、基期分工水平、调整指标测度、剔除极端值并进行安慰剂检验和倾向得分匹配后,该结果依然稳健;进一步的机制分析表明,特高压建设所表征的能源技术进步通过激发资源禀赋的比较优势、生产的集聚效应来促进地区专业化。继续扩大特高压输电规模,合理实施区域专业化,互通有无、取长补短,对促进区域协调发展具有重要意义。

基于合成场强仪的输电工程地面合成电场研究

高压直流(DC)输电线路交叉跨越是我国特高压(UHV)技术发展中出现的问题。由于两回DC线路相互影响,交叉跨越区域内合成电场呈复杂的三维分布,UHV DC输电工程地面合成电场计算较为困难。选取典型±800 kV UHV DC输电工程进行地面合成电场的实测研究。参照GB 39220—2020,采用HDEM-01合成场强仪进行野外现场实测。测量参数为有效期内的场磨传感器上积聚的电荷量。测量结果与运行初期实测数据的对比结果表明:±800 kV换流站周边运行初期合成电场强度略低于后期,且整体水平较低;沿线电磁环境敏感目标运行初期、后期的实测数据中,74%的数值小于5 kV/m。通过此次研究,明确了UHV DC输电工程合成电场不同时期的特性。该研究有助于推进UHV DC输电工程的快速建成,并提高其运行安全性,从而推动电力工程建设的发展。

基于北斗定位技术的特高压工程数字化选线系统设计

为了提高定位精度,提出了基于北斗定位技术的特高压工程数字化选线系统设计。利用分布式结构设计了数据采集终端和运算控制单元,结合数据采集电路,完成特高压工程数字化选线系统的硬件设计。在提取的特高压工程输电线路暂态特征基础上,采用北斗定位技术,优化了特高压工程数字化选线程序,实现了特高压工程的数字化选线。系统测试结果表明,该系统可以提高接地故障的定位精度,在选线合理性方面也具有很大优势。

特高压工程塔基区次生植被物种多样性及生物量的研究——浙江省杭州市富阳区灵绍线特高压工程塔基区为例

为探究特高压输电工程塔基区次生植被特征、物种多样性和生物量分布,以塔基区及其附近未受干扰的对照区样地为研究对象,从物种重要值、物种多样性和生物量方面分析已正常运行6年的特高压输电工程塔基区次生植被的恢复程度。结果表明,(1)塔基区无乔木层植物生长而改变了原来的微环境,使得灌木层物种数减少而草本层增加,灌木层和草本层物种重要值分化而凸显优势种。(2)灌草层物种Margalef指数高于对照区但差异不显著(P>0.05),而Shannon-Wiener指数和Simpson指数低于对照区无显著性差异,Pielou指数低于对照区且呈现显著性差异(P<0.05)。(3)巡检维护行为显著地降低了灌木层生物量(P<0.05),而草本层生物量与对照区无显著性差异。塔基区乔木层消失和巡检维护行为共同影响着塔基区次生植被物种多样性和群落的演替发展。

特高压交流工程启动调试效果评估探索

分析特高压输变电工程启动调试现状,探讨启动调试概念的基础上尝试建立调试效果评估模型,结合特高压交流工程系统调试状态、工程建设质量以及启动调试试验是否科学完备等问题,提出指标体系和评估模型。算例表明,该方法能够较为合理地提供效果评估结论。在此基础上,提出增加人因、过程和组织可靠性的后续研究方向。

±800 kV白浙线长江大跨越井筒吊装专用抱杆设计

高度高、质量大的井筒如何在不借助主抱杆的情况下进行吊装是输电建设工程中必须解决的问题。通过对一种特高压输电线路大跨越塔电梯井筒提升专用抱杆系统的结构及工作原理进行分析,提出目前大型跨越塔中心井筒吊装难题的一种解决方案,并探讨此种方案的可行性及发展前景。考虑需在跨越塔主体结构组立完成,落地抱杆拆卸后再进行井筒吊装施工的施工背景,结合跨越塔及井筒本身结构特点,通过从结构分析、工作模式、强度校核等方面对该抱杆系统进行功能性、可靠性和安全性分析,讨论在跨越塔顶安装专用抱杆的方式相比常规方法的优越性。针对大档距超高跨越塔带来的全高342 m、全重466 t、最重节15 t的电梯井筒,塔顶抱杆系统通过重复起吊-调幅动作,可满足井筒吊装的高度、重量、定位等要求。通过工程实际运用,井筒吊装专用抱杆对于此类施工难题的解决表现出显著成效。

1000kV柱式CVT的设计要点及检测

1000kV柱式电容式电压互感器(CVT)是我国晋东南—南阳—荆门1000kV特高压交流试验示范工程的重要设备,它的设计不仅要考虑特高压绝缘问题,同时要兼顾误差特性、安装特性等。根据我国1000kV特高压输电工程的需要,在对比柱式结构CVT、SF6气体绝缘电磁式电压互感器、电子式电压互感器(EVT)优缺点基础上,对我国1000kV交流特高压工程用电压互感器进行了选型;分析了1000kV柱式CVT的设计原理、参数选择、结构要求、现场检测方法及附加误差,同时提出1000kV标准电压互感器的结构设计。1000kV柱式CVT的试制成功证明,1000kVCVT符合对1000kV特高压电网电压测量和保护的要求,为我国晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流试验示范工程的顺利进行提供了保障。

电压互感器现场校验新方法的研究

为解决特高压试验过程中电压互感器检测试验中设备数量多、体积庞大难以运输、试验条件复杂等问题,本文通过对电压互感器高低压侧等值电路分析,提出了采用阻容分压结构并利用软件进行数据处理一种新的校验方法。它不依赖标准电压互感器,以电压互感器误差试验中的比较法为基础,利用可调电阻与电容的参数建立的数学模型,计算出现场试验中存在的杂散电容和被检设备误差测量值。结果表明仿真误差准确度满足现场试验要求。

±800kV特高压直流输电工程共用接地极的可靠性评价

根据向家坝-上海±800 kV特高压直流输电系统采用双换流器串联的主回路结构特点,以及国内已投运的远距离直流输电系统的可靠性、可用率统计数据,建立了向家坝-上海±800 kV直流系统可靠性评价模型,对每极双换流器串联的直流系统的可靠性进行了计算,提出了±800 kV直流系统可靠性指标。利用该模型,对2个直流系统同时发生同极性单极故障的故障率进行了计算,评估了向家坝-上海±800 kV特高压直流输电工程共用接地极的可靠性和影响。

特高压输电工程中选相断路器开合电容器组特性分析

变电站中开合电容器组用断路器需多次操作容性电流,运行条件较严苛,1 000 kV淮南—上海特高压交流输电示范工程的安吉变电站采用选相断路器开合电容器组确保设备可靠性。结合系统接线方式和断路器操作特性,提出了断路器开合电容器组的选相控制策略。对特高压输电工程中断路器在不同工况下开合电容器组的运行特性进行了仿真计算,开展了选相断路器开合电容器组的选相功能现场测试,计算分析了断路器的关合相位和开断燃弧时间。试验结果表明断路器的选相性能工作正常,满足工程运行需求,采用选相控制技术可有效提高断路器开合电容器组的电气使用寿命。

交流特高压输电线路关键技术的研究及应用

过电压与绝缘配合、耐污特性、防雷特性、线路环境、设备研制、运行维护等是关系1000kV交流特高压输电线路设计、建设和可靠运行的关键技术。该文介绍了1000kV交流特高压输电线路关键技术的研究成果,并阐述了在交流特高压试验基地的应用和试验考核情况。关键技术的研究成果为特高压工程建设提供了必要的技术参数,并为特高压线路的安全可靠运行提供了技术支撑。

特高压输电线路工程造价预测模型研究——基于因子分析及BP神经网络

本文在对特高压输电线路工程进行项目划分的基础上,分析识别出影响特高压输电线路工程造价的主要因素,并使用因子分析法对其中18个主要影响因素进行度量,将得到的5个因子作为输入、工程单位造价作为输出,构建了基于BP神经网络的造价预测模型,以国内已建和在建的9个特高压输变电工程中的75段输电线路工程数据为样本进行了实证研究,结果证明预测模型对特高压输电线路工程造价进行预测具有可行性和较高的准确性,为特高压工程全生命周期内管理优化提供了一种新的思路和实现方法。

特高压交流试验示范工程无功功率与电压控制

介绍了交流特高压试验示范工程的高抗、低压电抗器、低压电容器等无功补偿设备及特高压变压器的调压方式,分析了示范工程无功功率与电压运行控制要求及其影响因素。结果表明,特高压联络线功率波动幅度较大,易引起1 000/500 kV母线电压出现较大的波动,导致联络线与两侧500 kV电网较大的无功功率交换;两侧500 kV系统电压及特高压主变分接头位置、特高压线路事故解列等均对无功功率与电压调整产生影响。在此基础上提出了示范工程无功功率与电压控制策略及运行建议。

交流特高压工程用并联电容器内熔丝设计及性能测试研究

文中针对交流特高压工程用型号为BAM6.56-556-1W并联电容器的内熔丝进行了设计计算,采用能量计算与熔丝电流密度相结合的方法,筛选出规格为Φ0.42×160mm的内熔丝型号。为了测试内熔丝的性能,本文在内熔丝参数改进的基础上设计出了试品电容器并采用高于GB/T 11024.1-2010、GB/T 11024.1-2001、DL/T840-2003等标准要求的试验方法开展了性能测试试验研究,结果表明,改进设计的内熔丝在型号为BAM6.56-556-1W试品电容器上通过了全部验证试验项目,与标准要求值相比:短路放电电压提高1.3倍,熔丝隔离试验上限电压提高1.3倍、下限电压范围扩大1.1倍,熔丝断口耐压提高1.3倍。经试验验证的内熔丝应用到特高压电容器的设计,有利于保证电容器装置的安全可靠运行。

特高压GIL故障定位超声衰减特性及试验研究

苏通气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated transmissionline,GIL)综合管廊工程单相GIL长度接近5.8 km,在运行过程中一旦发生内部击穿将会对电网安全运行造成极大隐患,超声波原理故障定位方法可以快速和准确查找故障位置以便开展检修更换,难点在于超声波在特高压GIL上传输衰减特性及传感器的布置方法,其决定了故障定位的精度。为达到苏通工程故障定位到GIL气室的要求,研究了超声波在特高压GIL中衰减特性,开展了特高压GIL故障模拟试验和真型故障定位试验,获得了超声波经过特高压GIL直线单元、气隔盆子和伸缩节的衰减规律,得到了苏通工程GIL单个气室直线单元传感器布置方法,并对后续研究工作提供了一定建议。研究结果表明,超声波经GIL直线单元36 m传播后衰减约60%,经气隔盆子和伸缩节衰减约70%和89%,苏通工程单个气室布置2~3个超声波传感器即可达到故障定位到气室的精度要求。

特高压变电工程设计与施工衔接安全防护措施研究

特高压变电工程施工过程具有难度大、安全风险高等突出特点,为保证施工人员及设备的安全,有必要在工程设计阶段充分考虑后续施工作业的可行性和施工过程的安全性。梳理了高空作业安全绳使用不符合规定和施工用缆风绳、牵引绳使用不符合规定等2类特高压变电工程中因设计与施工未有效衔接导致的主要"受迫性违章",提出了有针对性的安全防护措施,从设计源头上为施工过程中有关安全管理规定的落地提供条件。所提出的安全防护措施已经在淮南—南京—上海特高压交流输变电工程变电工程中应用,达到了预期效果。

交流特高压避雷器等变电设备带电考核

特高压交流试验示范工程用的1000kV变电设备在我国是全新电气设备,目前不具备对特高压设备进行挂网试运行的条件,为确保特高压试验示范工程一次投运成功、长期可靠运行,进行了在特高压交流试验基地带电考核场内对特高压避雷器、电容式电压互感器(CVT)、支柱绝缘子和变电金具进行带电考核。考核设备在考核场内的布置和连接方式参照特高压交流试验示范工程3个变电站/开关站的实际布置和连接。相关试验充分考核了特高压避雷器、CVT、支柱绝缘子及变电金具的电气性能和机械性能;验证了试验示范工程中相关设备布局、连接方式的合理性;同时考核过程中对噪声进行了治理,取得了良好的效果;取得了设备均匀环、变电金具、耐张串绝缘子均压环的电晕特性、噪声水平和地面场强等的第一手资料。带电考核工作不仅完成了预期的考核任务,还为特高压交流试验示范工程积累了有益的经验。

特高压交流试验示范工程线路操作冲击试验电压波前时间计算分析

为了利用特高压示范工程猫头和水平塔长波前操作冲击下线路空气间隙放电电压较标准操作冲击波高的特点,减小空气间隙距离,降低杆塔造价,需要确定特高压示范工程猫头和水平塔空气间隙操作冲击放电试验波前时间。根据国外非标准的操作波对空气间隙的放电电压影响的试验研究结果,推导了线路操作过电压的波前时间和等效操作冲击试验电压波前时间之间的换算关系,并计算了中国单回路特高压示范工程线路操作过电压波前时间及与之等效的操作冲击试验电压波前时间,统计分析了转换得到等效试验用操作冲击的波前时间与幅值的关系。采用统计法和简化法计算线路闪络率,指出虽然计算结果满足标准要求,但由于变异系数对线路闪络率影响很大,而变异系数随着波前时间的增大有一定提高,长波前操作冲击放电分散性较短波前大。因此兼顾安全和经济性,1000μs操作冲击用做试验冲击是合适的。

特高压交流试验示范工程施工安全风险管理方案设计

为预防和减少生产中人员伤亡等事故,基于我国特高压(UHV)电网建设中工期紧张、任务繁重,工程复杂,技术难度大等特点,以长治-南阳-荆门特高压交流(AC)试验示范工程扩建工程为研究对象,依据风险管理理论,提出作业工序-危险类型-危险场景3层次危险辨识方法和施工作业事故风险4级控制措施;并设计出集3层次危险辨识、2次风险评价、4级风险控制于一体,便于一线员工参与的"三辨识双评价四控制"风险管理方案。结果表明:该方案便于一线员工参与到风险辨识与控制,在扩建工程实施后使各作业项目的整体风险等级都降低至可接受水平。

合成绝缘子用于三峡工程超高压输电线路的技术经济分析

在发达国家合成绝缘子已作为一项成熟技术广泛用于超高压输电线路，并积累了成功的运行经验。５００ｋＶ交流合成绝缘子和电瓷或玻璃绝缘子的价格相当；５００ｋＶ直流合成绝缘子的价格已明显低于电瓷或玻璃直流绝缘子的价格。合成绝缘子有优异的耐污闪能力，又不存在检测零值绝缘子的问题，可大大减轻线路的运行维护。合成绝缘子的强度高、重量轻，可使输电杆塔的造价降低。三峡工程超高压输电线路若采用合成绝缘子技术，将有明显的技术经济效益。