特高压绝缘子检测机器人

针对500~1000 kV特高压输电线路中的160~550 kN瓷质型绝缘子串,设计了沿线路自主攀行的机器人,使得攀行过程中对每片绝缘子电阻的测量实现绝缘子串的带电检测。在考虑节能前提下平滑机器人作业路线,通过机械手抓手、绝缘连杆、旋转电机、检测探针及控制箱等机构的建立,实现机器人前向攀行及反向攀行动作。设计电机模块参数并采用Ansoft Maxwell软件对电机参数进行了仿真验证。通过模拟试验及样机测试验证了所提机器人检测系统的有效性。

交流特高压试验线段电磁环境研究

特高压电网在提高输电能力、减小输电线路走廊的同时,也因其高电压所带来的电磁环境问题而引起社会的关注。为了解和掌握我国的特高压电磁环境水平,通过对交流特高压试验线段的电磁环境的测试,得到了我国特高压输变电工程电磁环境的工频电场、无线电干扰和可听噪声的试验数据:在选定的测量路径上,好天气条件下测量得到的工频电场最大值为6.1 kV/m,无线电干扰为53.5 dB(基准值1μV/m),可听噪声为A声级36.4dB。比较测试结果与前期电磁环境科研成果,认为好天气条件下交流特高压试验基地的电磁环境参数可满足环保要求,且与前期科研成果较为一致;但在雨天(毛毛细雨和小雨)条件下,由于线路的金具和导线电晕现象严重,无线电干扰和可听噪声比好天气时明显变大,分别增大约12 dB和10 dB。需要指出的是,由于试验线段投运时间较短,测量场地不是十分理想,合理的测量数据将在大量测试的基础上进一步统计得出。

特高压试验线段与实际线路产生的电场和可听噪声的等效性分析

用特高压试验线段来模拟实际线路,研究其产生的电场和可听噪声,首先要解决的问题是试验线段和实际线路测量结果的一致性问题。为此,对特高压试验线段和特高压实际线路电场和可听噪声的等效性进行了推导;对试验线段产生的电场和可听噪声进行了实测;并与实际线路的电场和可听噪声的计算结果进行了比较;另外,纯声是特高压输电线路在雨雾天气下的特有现象,表现为线路附近出现类似变压器的交流嗡嗡声,对特高压试验线段产生的纯声进行了测量,给出了纯声随距离的变化。结果表明试验线段可以很好地模拟实际线路,电场强度的测量结果和计算结果吻合很好,可听噪声由于外界的影响,测量结果与计算结果有一定误差。

特高压交流试验线段的无线电干扰特性研究及长线路预测

为了准确评估特高压交流(UHV AC)输电线路的无线电干扰(RI)水平,利用模态分析法对多导体试验导线进行理论分析。推导得出试验导线终端接3种典型的阻抗网络时,导线正下方的无线电干扰电场强度分布特性,并对两端开路情况下的驻波进行了实际测量。再根据武汉特高压交流试验基地中线路的布置情况,结合短线路的无线电干扰特性,对试验导线所测得的大雨条件下0.5 MHz的无线电干扰值进行数学反推,得到其激发函数值。利用该激发函数值对实际已运行的晋东南—南阳—荆门特高压输电线路的无线电干扰特性进行预测分析和实测对比。实验结果表明:当施加1 050 k V电压时,8×LGJ–500/35导线的激发函数值为39.3 d B;当测试点与中相导线的距离<60 m时,无线电干扰电场强度实测值与激发函数预测值之间的误差基本<2 d B。因此,可以利用数学反推来计算试验线段的激发函数值。

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。

特高压交流单回试验线段雨天电晕损失研究

输电线路电晕损失研究是中国1000kV特高压输变电工程的主要研究内容之一,输电线路电晕损失和诸多气象因素有关,其中降雨率对电晕损失影响非常明显。对特高压交流单回试验线段电晕损失进行监测,并在人工淋雨条件下测量特高压电晕笼导线电晕损失,对2种试验方法测得结果进行等效对比分析,验证了其等效性和试验线段电晕损失监测结果的正确性。当降雨率增大到一定程度后(大雨条件下),电晕损失值增加逐渐趋于饱和。获得了小雨、中雨、大雨条件下中国特高压交流单回输电线路用8×LGJ–500/35分裂导线电晕损失的实测结果,为衡量特高压交流单回输电线路的运行经济性提供了参考依据。

特高压输电试验线段及相关技术问题的探讨

基于国外特高压工程的分析 ,探讨了我国特高压输电试验线路的建设及相关技术问题 ,认为我国特高压线路宜采用相间距 18m和V型大吨位合成绝缘子串的紧凑化设计 ,用负屏蔽角重点防绕击雷。还提出了需进一步研究的无功平衡、串容补偿、潜供电弧、内外绝缘等技术问题。

特高压试验线段无线电干扰驻波3维分布计算

特高压试验线段是模拟特高压输电线路电晕特性的一种手段,受试验线段长度以及末端开路的影响,电晕电流在空间形成无线电干扰驻波。对试验线段无线电干扰的驻波进行研究,是获得实际线路产生的无线电干扰的基础。鉴于此,采用CISPR推荐的激发函数产生量,求出了单点电晕电流注入量;根据试验线段的电气参数,求得了观测点相对于注入点的传递函数;根据特高压试验线段的末端开路的情况,对注入点电晕电流对计算点的传递函数进行了化简;基于有损大地模型,计算了三相试验线段阻抗导纳矩阵;基于模变换理论,最终求解得到了特高压单回路试验线段下方无线电干扰的3维驻波。计算结果表明,有效计算长度741 m的特高压单回路试验线段,电晕电流产生的0.5 MHz无线电干扰驻波有3个波峰;3 MHz的无线电干扰驻波有15个波峰。无线电干扰驻波的幅值、波峰和波谷出现位置与试验线段的长度和频率均有关系。

特高压交流同塔双回试验线段雨天电晕损失研究

为了获得特高压交流同塔双回输电线路雨天电晕损失评估的关键数据,采用特高压交流同塔双回试验线段、特高压电晕笼两种试验手段,应用光纤数字化测量方法监测雨天气象条件下特高压交流同塔双回试验线段电晕损失,测量特高压电晕笼人工淋雨降雨率为12、16、20 mm/h条件下8×LGJ-630分裂导线电晕损失。并采用有效电晕损失等效计算方法,对电晕笼与试验线段试验结果进行等效计算分析。电晕笼与试验线段电晕损失基本等效,其误差在±6.5%范围内。研究结果验证了电晕笼分裂导线电晕损失试验结果与特高压交流同塔双回试验线段雨天监测结果的一致性,同时证明了有效电晕损失等效计算方法可以较为准确地将淋雨条件下电晕笼分裂导线电晕损失等效换算成特高压交流线路,研究成果可为特高压交流同塔双回输电线路电晕损失评估提供参考。

1000kV特高压交流试验线段无线电干扰阻波器相关问题探讨

为准确测量1 000 kv特高压交流试验线段无线电干扰.需在特高压交流试验电源和试验线段之间加装阻波器,既用于阻隔试验电源中的高频电流对试验线段无线电干扰测量的影响,也为试验线段电源侧端部提供了开路状态,可将短的试验线段结果等效至长的实际运行线路,因此阻波器是特高压交流试验线段不可缺少的设备。本文为特高压交流单回和同塔双回试验线段设计并制造了无线电干扰阻波器,并提出了新颖的安装方案。经过近1年的实际运行,阻波器运行状况良好,为准确测量无线电干扰提供了保障,可供今后其他试验线段工程参考。

1000kV汉江大跨越特高压输电塔线体系气动弹性模型的设计与风洞试验

以建设中的1000kV汉江大跨越输电线路工程为背景,针对大跨越输电线路塔线体系风致响应较大的特点,进行了气弹模型风洞试验,分析了单塔及塔线体系在均匀流及紊流下的风振响应。塔线体系为四塔三线模型,并采用刚性节段加V型弹簧片法设计输电塔气动弹性模型。通过对实验结果进行分析,获得了塔线体系动力特性和风振响应等数据,研究了导线对输电塔的影响。结果表明,风荷载作用下导线与输电塔的耦合振动不可忽略。

特高压交流试验基地的建设

国家电网公司特高压交流试验基地的建设是我国交流特高压输变电试验示范工程的重要组成部分。为了给我国特高压输电系统工程提供有力的技术支持和服务,介绍了特高压交流试验基地的总体规划、技术要求、主要试验功能和建设中的技术难点。特高压交流试验基地占地14万m2,由220kV电源系统、1km特高压单回试验线段和1km特高压同塔双回试验线段、特高压设备带电考核场、大电流升流装置、电磁环境参数测试场及屏蔽室、环境气候试验室、特高压电晕试验笼以及辅助设施等组成,其中重点就1000kV单回和同塔双回试验线段、特高压设备长期带电考核场、环境气候试验室、电磁环境测量和电晕试验笼的优化设计等进行了讨论。

特高压电容式电压互感器误差在线同级比对技术研究

作为特高压计能装置的重要组成部分,电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transformer,CVT)需要定期进行误差校验,以判断其是否符合准确度等级要求。当前CVT误差校验存在着几个问题急需解决:(1)高抗出线侧CVT交接试验无法在全电压下进行;(2)停电校验困难;(3)校验结果偏离CVT在线状态下的实际值。为此迫切需要开展在线同级比对研究。在此背景下,以特高压CVT的误差特性为研究对象,进行了在线误差校验研究装置和试验方法研究,并将研制的在线校验系统,用于特高压浙福工程中的特高压电容式电压互感器的误差现场试验,获得了CVT在运行过程中的误差特性数据,验证了该方法可以实现对CVT的在线同级比对。

1000kV交流输电线路架空地线感应电压测试分析

1000kV晋东南(长治)—南阳—荆门特高压交流试验示范工程是我国第1个1000kV电压等级输变电工程,测试并掌握该工程的架空地线感应电压水平对特高压交流线路的设计和安全运行具有重要意义。为给我国后续特高压交流线路提供基础参数,1000kV晋东南(长治)—南阳—荆门特高压交流试验示范工程的系统调试期间,在不同输送功率和单相瞬时人工接地故障工况下,对架空地线进行感应电压测试。通过测试,得到1000kV晋东南(长治)—南阳—荆门特高压交流输电线路的架空地线稳态感应电压水平和暂态感应电压水平。计算结果与测试结果基本符合。对测试结果和架空地线运行方式进行了分析。分段绝缘一点接地的运行方式可大大降低线路损耗。

试验线段无线电干扰试测量方法仿真分析

试验线段可直接用于研究输电线路无线电干扰特性,在国内外得到了较为广泛的应用。与实际输电线路不同,试验线段电晕产生的无线电干扰电流在端部会产生反射,需要研究短线与长线无线电干扰频谱间存在的关系,以保证测试结果和数据分析方法的有效性。为此,基于无线电干扰电流传播机理建立计算模型,验证了短线测量无线电干扰的有效性,研究了试验线段无线电干扰的测量方法和数据分析方法,分析了不同终端特性(开路、短路、接电容)等效以及测量点对无线电干扰测量的影响。分析表明,这些方法都可以用于测量无线电干扰电流和空间无线电干扰。短线频谱上极大值和极小值的包络线取平均值就可以得到同样电晕电流情况下实际输电线路无线电干扰频谱。

特高压输电线路直线塔结构分析与试验

为提高交流特高压输电线路的安全稳定性,计算分析了我国第一基1000kV交流特高压输电线路试验塔ZM2。通过该塔结构线性与几何非线性静力分析及动力特性分析,并结合真型塔试验,验证了该铁塔设计的可靠性,还对该铁塔在控制工况下的破坏过程进行分析。结果表明:ZM2试验塔结构数值分析结果与试验结果基本一致,数值分析可以很好地模拟结构荷载行为;该试验塔结构性能良好,能满足设计要求;ZM2塔结构几何非线性不明显,设计分析时可不考虑其结构非线性问题;塔身瓶口是ZM2铁塔的薄弱部位,应加强这一部位的设计分析。

雨雪天气下特高压交流单回试验线段电晕损失实测分析

为了研究特高压交流输电线路在雨天、雪天气象条件下的电晕损失特性,基于我国特高压交流试验基地单回试验线段展开实测研究,采用研制的光电数字化输电线路电晕损失监测系统,实现了试验线段电晕损失全天候条件下实时在线测量,根据监测结果分析不同降雨率及大雪气象条件下电晕损失。研究结果表明,正常运行电压下,特高压交流单回试验线段雨天单相单位长度电晕损失约为20～60 W/m,在大雪气象条件下,根据监测结果,特高压交流单回试验线段单位长度电晕损失最大值为:边相达到53.54 W/m,中相达到62.95 W/m,与等值降雨率推算结果较为符合。电晕损失随降雨率增大呈非线性增长,在大雨条件下逐渐趋于饱和,并初步获得8×LGJ-500/35分裂导线降雨率与电晕损失拟合模型。该试验获得的特高压交流单回试验线段电晕损失实测结果,为特高压交流输电线路导线选型设计及运行经济性衡量提供了参考。

特高压双回路钢管塔真型试验

SZT2钢管塔是我国第1基1000kV交流特高压双回路真型试验塔,塔总高93.4m,质量132t,依照标准DL/T899—2004《架空线路杆塔结构荷载试验》,在大风、验算冰、锚线、断线等9个试验工况下对其进行试验。试验结果表明:SZT2塔的位移测试结果满足变形要求;应变测试结果没有超过构件承载力,说明整体结构是安全的;试验还验证了锻造带颈法兰在特高压双回路钢管塔中能够安全可靠地传力,由于其能起到降低焊接工作量和提高加工效率的目的,建议在实际工程中推广使用;SZT2塔采用的节点板连接方案可行,U型插板、十字插板及C型插板安全可靠;连接板端部钢管的局部屈服是设计的薄弱点,应加强防止局部破坏的构造。

特高压输电线路塔线耦联体系非线性振动响应振动台试验研究

为了研究地震作用下特高压塔线耦联体系导线、地线的非线性振动响应,文中以单向和双向一致激励为主,通过输入不同加速度幅值的El Centro波、Taft波、Pasadena波及上海人工波,对某型特高压输电塔线耦联体系进行了缩尺模型振动台试验。试验主要分2种工况:将导线作为集中质量进行计算的方法以及挂有实际分裂导线模型的方法。试验结果表明:两种体系中塔体结构动力特性存在差别;地震作用下,挂线单塔各项动力反应峰值比相应的单塔悬挂集中质量有不同程度的降低,8度罕遇地震时较为显著,导线的非线性振动效应有利于该型输电塔动力反应幅值的降低。挂线单塔与挂集中质量单塔不同方向的加速度能量谱分布规律存在较大差异。

多串并联绝缘子交直流污闪特性

特高压等级线路中为满足机械特性的需要而应用到多串并联形式的绝缘子串。为此,分别在交流和直流电压下通过人工污秽试验研究了多串并联绝缘子的污闪特性,试验中分别采用了2联、3联、4联以及6联的结构。试验结果表明,多串并联绝缘子的污闪电压比单串低,其原因除了绝缘子并联串数的增加导致其污闪概率的升高外,还受到并联串间放电产生的电离空气的影响。并联数<4时,多串并联绝缘子的污闪电压比单串降低约4%;并联数≥4时,污闪电压降低超过10%。建议在实际工程中使用多串并联的形式时,将瓷绝缘子的片数在原基础上增加8%,复合绝缘子的串长增加5%。研究结论可为特高压输电线路外绝缘的设计与建设提供参考。