Protection of ±500 kV HVDC Double-circuit Converter Station from Lightning Induced Overvoltage

In order to obtain reasonable schemes of arrester in converter stations, the arrester scheme of "Xiluodu-Guangdong HVDC ± 500 kV double circuit transmission" project against lighting induced overvoltage, which was designed according to the main principle of lightning protection in converter station, is discussed. A calculation of the lighting induced overvoltage in Zhaotong converter station un- der various operation modes is performed with ATP-EMTP software, then the surge arrester configuration of the converter station is decided, and the arrester protection schemes of smoothing reactor and neutral line are studied. It is concluded that additional protection is necessary because of the relatively large gap between protected disconnecting switch and arrester of metallic return transfer bus. Plus, the smoothing reactor (SR) arrester near the valve hall could be removed to improve the scheme’s economic performance.

500 kV直流输电线路下方施工设备及人体感应电研究

针对500 kV同塔双回直流输电线路下方感应电相较于交流线路难以准确分析的问题,研究了同塔双回直流输电线路下方基础施工设备感应电分布规律及施工人员感应电防护措施。采用Solid Works和Ansoft Maxwell混合建模技术,分析了灌注桩基础设备感应电特性、工程施工装备对电场畸变的影响特性和线路下方施工人员位于不同位置时人体周围及体表的电场强度分布,结果表明:灌注桩钢筋笼和基础施工设备的存在会使线路下方的电场发生畸变,且越靠近杆塔畸变率越高,最大电场畸变率分别为75.54%和107.67%;人体体表及周围电场强度与杆塔距离相关,最大可达3830.01 mV/m。

面向500 kV同塔双回无人机精细化巡检的电磁防护与轨迹规划设计

为进一步实现500 kV同塔双回输电线路无人机精细化巡检,对其最小安全间距、电磁防护设计、上下线与巡线轨迹规划等进行研究,提出了一套输电线路无人机低空巡检及其电磁防护措施和轨迹规划方法。计算了无人机不受电磁干扰的各相线路巡检的安全间距,依据无人机不发生电弧放电、图像高识别度和仿真试验,确定了无人机低空飞行的最小安全距离。分析不同路径上下线轨迹,得到所受电场强度最小的航行路径,并通过双目测距以维持巡线间距。设计的无人机自主巡检系统,以电磁场传感器为基础,实时监测电场大小,在超出阈值时可做出相应规避措施。整体设计能够保证无人机在500 kV同塔双回输电线路巡检航行的安全、可靠、稳定,在很大程度上提高了无人机巡检的精度和安全性能。为同类型输电线路实现无人机精细化巡检提供了一种参考方案。

500 kV同塔双回路钻越1000 kV线路方案设计

本文针对500 kV同塔双回输电线路钻越1000 kV特高压线路的方案设计问题进行研究,分析了钻越方案设计的制约因素,通过改变导线排列方式和地线架设方式等措施,设计了一种三角排列的同塔双回路钻越塔,并优化设计了铁塔。该塔型的设计很好地解决了500 kV同塔双回线路钻越1000 kV线路的问题,可为其他电力线路钻越方案设计提供借鉴。

330 kV双回路下引式窄基钢管终端塔的研究应用

在一些新建输变电工程中,由于地形和周围障碍物的限制,变电站无法设置出线门型构架或采用电缆出线,需采用其他出线方式。根据工程实践,研究出一种330 kV双回路下引式窄基钢管终端塔的出线方式,线路通过330 kV支柱绝缘子沿终端塔塔身下引至变电GIS出线套管,解决了户内变电站需特殊设置出线门型构架的问题,使工程整体可行,技术经济效果良好,可供其他类似工程借鉴。

500kV同杆并架线路感应电压和电流的计算分析

鉴于同杆并架双回线路线间耦合性很强,当一回运行,另一回停运线路上会有较高感应电压和感应电流,为保证线路检修人员的安全工作,通过理论分析计算分析了同杆双回停运线路上的感应电压和感应电流。分析表明:电磁感应电流与运行线路输送的功率基本呈正比例关系,与线路长度无关,电磁感应电压与运行线路输送的功率及线路长度基本呈正比例关系;静电感应电流与线路长度基本呈正比例关系,与运行线路输送的功率无关,静电感应电压与运行线路输送的功率及线路长度的关系不大;通过在停运线路首末端接地及中间点挂接地线,可有效减小停运线路上沿线的感应电压,在检修点加接地线对减小该点的感应电压尤为有效;流过接地线的电流与接地线的位置关系不大,换位对感应电压的改善效果不明显,但换位后对流过接地开关的电流改善显著,而且完全换位次数越多,改善效果越好。

山东电网部分500kV线路不平衡电流偏大的原因分析及改善措施

针对山东电网部分500 kV线路的局部电流不平衡现象,通过仿真模拟了系统运行中的大(上午10:00)、小(凌晨3:00)潮流方式下的电流不平衡现象,并与电网运行中实测积累的大量不平衡电流数据进行比较,找出500 kV系统局部产生不平衡电流的原因是线路参数不平衡,即淄川-益都-潍坊同塔双回线路全线不换位及多条不平衡线路构成的2个环网,使个别线路在一定条件下产生了严重的不平衡电流。为改善该不平衡现象,对22种同塔双回线路的导线排列方式进行模拟计算分析,得出优化的导线排列组合方式。模拟计算结果表明,通过在变电站出线处合理调整同塔双回线路的导线排列方式,可有效改善山东500kV系统的局部电流不平衡现象。

三峡500kV同塔双回线路无线电干扰预测

计算了三峡输变电工程 5 0 0 k V同塔双回线路的无线电干扰 ,并结合已运行的同塔双回线路无线电干扰的实测结果 ,预测三峡 5 0 0 k V同塔双回线路的无线电干扰水平 ,分析表明该干扰水平小于我国标准规定限值。

±500kV同杆双回直流线路雷电性能的研究

为了解决同杆双回线塔身高、易遭雷击等问题,计算研究了±500kV同杆并架双回直流线路的雷电性能,提出了有较好防雷电绕击性能的塔型。双回线路4种极性排列方式的计算表明,除方式C外,其他3种方式的线路雷击闪络率≤0.093次/(100km·a)(地面倾斜角为15°时),均<0.1363次/(100km·a)的500kV交流线路统计结果,双正极性极线同时跳闸率小于单正极性。同杆并架双回直流线路能够满足雷电性能的要求。

500/220kV同塔四回线路的耐雷性能研究

为准确评估500/220 kV同塔混压四回输电线路的耐雷性能,在采用改进电气几何模型(EGM)与电磁暂态程序(EMTP/ATP)计算其绕、反击跳闸率后分析了避雷线保护角、杆塔呼称高度、地面倾角等对5002、20 kV线路绕击耐雷性能的不同影响及杆塔呼称高度、接地电阻、耦合地线架设方式等对500、220 kV线路反击耐雷水平的不同影响。计算结果表明,同塔混压四回线路中不同电压等级线路防雷击侧重点不同,即500 kV线路绕击相对严重,220 kV线路反击相对严重。最后提出了改善线路雷电性能、降低雷击跳闸率的措施,在实际工程中,建议从降低杆塔呼称高度、采用负保护角以及架设耦合地线等方面综合考虑。

洪龙500kV带高抗同杆双回线路间的感应作用研究

介绍带有并联高压电抗器的洪龙 5 0 0 k V同杆双回线路一回线运行或操作 ,另一回处于停运或零起升压时 ,前者对后者的较强电压感应作用的预研究分析。

500kV同塔双回紧凑型输电线路输电能力分析

为确定线路输电能力随相导线分裂根数、相间距、相导线对地高度等参数变化的规律,以500 kV同塔双回紧凑型输电线路为例,分析了输电线周围工频电场强度、工频磁场强度和坡印廷矢量的分布情况,并从电磁能量传输本质出发分析了在满足输电线路不全面起晕的条件下线路输电能力随各参数变化的规律。研究结果可为相关参数选择提供理论依据,为优化输电线路设计方案提供参考。

500kV同塔双回输电线路下平行运行0.38kV线路时的感应电压和感应电荷

高压输电线路下存在不接地的并行运行低压线路时,由静电及电磁耦合产生的感应电压和感应电流会危及到低压线路上的检修人员。为此,利用EMTP仿真软件,以同塔双回的500 kV高压输电线路为例,计算分析其在不同正常运行情况下,380 V低压线路的感应电压值及其感应电荷量。计算表明,运行电流变化时380 V线路上的感应电压约为39.25 kV;高、低压线路平行运行长度l变化时,低压线路的感应电压约为40 kV,且h的变化对其影响不大;偏离杆塔中心距离d变化时,低压线路的感应电压由39.75 kV逐渐降低。低压线路的感应电荷量最大值出现在d为40 m附近时,电荷量为25 n C/m。试验验证表明仿真结果的误差<8%,从而验证了仿真计算结果的有效性。所得的计算结果可供线路运行人员实际检修工作参考。

1000kV/500kV特、超高压同塔4回交流输电线路雷电性能仿真分析

为准确评估1 000kV/500kV超特高压同塔4回输电线路的雷电性能,基于电磁暂态程序(EMTP)和改进后的电气几何模型(EGM)分别对这种线路的反击、绕击耐雷水平及雷电跳闸率进行了仿真研究。分析了同塔多回线路中500kV线路不同相序排列、不同间隙长度及不同杆塔冲击接地电阻对反击跳闸率的影响,并对比计算了1 000kV线路不同绝缘子串布置方式下线路的雷电绕击性能。最后根据研究结果,指出了500kV线路的绝缘配合是1 000kV/500kV混压同塔4回线路防雷的薄弱点所在,并提出通过加强500kV线路的绝缘水平、优化1 000kV线路绝缘子的布置方式等措施,能有效改善线路雷电性能、降低雷击跳闸率,可用于指导工程设计。

高海拔地区500kV单回输电线路空气间隙放电特性

在实际高海拔条件下,利用升降法对高海拔地区500kV单回输电线路分裂导线对输电杆塔塔腿的相地操作、雷电冲击放电特性试验进行了研究,获得了2～5.5 m间隙范围内标准操作和雷电冲击放电特性曲线,按不同的海拔修正方法对试验结果进行了修正,并将修正结果与武汉试验结果进行比较。试验研究表明:随着海拔高度的增加,相地操作冲击和雷电冲击的50%放电电压U50会不同程度的降低,但其降低趋势有所差异,其中随着操作冲击电压的升高,海拔高度的对操作冲击放电电压降低作用会减弱。通过讨论不同海拔高度下操作和雷电冲击放电电压的校正方法,给出了相应的适合高海拔地区500kV单回输电线操作和雷电冲击的海拔校正计算方法。本文的工作丰富了高海拔地区500kV单回输电线路外绝缘特性的研究,其结果可为高海拔地区输变电工程的建设、运行和维护提供理论与试验参考。

500 kV紧凑型同塔双回输电线路带电作业进入等电位方法

500 kV紧凑型同塔双回输电线路由于三相导线间距和塔头间隙紧凑型布置,导致带电作业人员进入等电位较常规线路难度较大。基于现有500 kV线路进入等电位技术,提出了几种可行的500 kV紧凑型同塔双回输电线路进电位方案,并对各方案等电位作业人员的组合间隙进行了计算,从而分析认为攀爬软梯法为最优方案。采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,利用Ansoft软件计算了进电位过程不同位置的人体表面场强,获取了等电位作业人员身体表面场强的分布特点和变化规律。仿真计算结果及渔兴一二回线工程应用表明,攀爬软梯法进入等电位过程中,作业人员穿戴屏蔽效率为60 dB的带电作业屏蔽服可满足安全要求。

500kV同塔四回路生态环境影响分析

分析了500 kV同塔4回路传输线的电磁场及其对生态环境的影响。首先分析了传统的等效电荷法及其缺点,在此基础上构建了500 kV同塔4回路传输线电磁场的二维有限元模型,利用该模型可准确分析500 kV同塔4回路传输线周围的电磁场强度。针对2种常见的同塔4回路塔型(垂直塔和水平塔),分别选取4种相序排列加以分析。分析结果表明,500 kV同塔4回路全相序逆排列能明显降低其电磁场对生态环境的影响,分析结果为传输线路的规划和设计提供了参考。

500kV同塔4回线路无线电干扰和工频电场

针对输电线路走廊问题,计算了500kV同塔4回架空线路2种塔型6种导线排列方式的无线电干扰、地面电场分布及线路下方满足4kV/m电场位置与边导线间的距离,并与典型单回500kV线路进行了比较。计算分析表明:500kV同塔4回线路无线电干扰水平均能满足我国<55 dB的限值标准;合理布置导线,500kV同塔4回线下场强可控制到小于500kV单回线下的水平;从线路无线电干扰和工频电场影响考虑,与500kV单回线路相比,同塔4回架设并不会进一步恶化线下的电磁环境。

河南电网500kV同塔双回线路舞动事故分析计算

为预防、治理500 kV线路的舞动事故,采用外加载荷激励的方式模拟导线舞动的产生,建立了简化的导线舞动数学模型,并对500 kV线路进行了动态仿真计算。基于建立的舞动仿真模型,分析了导线档距和舞动峰峰值对导线舞动过程中的最小相间距离和耐张串绝缘子的最大动态载荷的影响规律。结果表明:导线档距对两者的影响相对较小;而随着舞动峰峰值的增加,最小相间距离呈减小趋势,耐张串最大动态载荷呈线性增加的趋势。考虑舞动峰峰值约4.5 m时,最小相间距离仍有较大的安全裕度,而耐张串最大动态载荷相对静态载荷的放大倍数达到了1.55。耐张塔长时间承受导线舞动的巨大冲击力,是导致耐张塔横担受损的重要原因。

500 kV同塔双回输电线路下平行排列油气管道上的感应电压和感应电流仿真分析

高压输电线路下方存在平行油气管道,静电感应和电磁耦合产生的感应电压和感应电流会加速管道的腐蚀。文中利用ATP/EMTP仿真软件建立了同塔双回输电线路模型和输油管道的仿真模型,考虑了线路运行电流大小、平行管道长度、土壤电阻率大小、杆塔呼称高度以及管道偏离杆塔中心线距离等因素对感应电压、感应电流分量的影响。研究结果表明:油气管道上的静电感应分量主要受平行金属管道长度、杆塔呼高度和管道偏离杆塔中心线距离的影响;管道上的电磁感应分量主要受运行电流的大小、平行金属管道长度、土壤电阻率的大小、杆塔呼称高度以及管道偏离杆塔中心线距离5个影响因素共同的影响。得出的结论可以为油气管道防腐蚀提供参考。