一种接触网停电检修接地线接地可靠性检测方法

挂接地线是接触网停电检修作业的关键环节,为电力检修提供有效保障。为进一步加强电力检修作业的安全风险管控,针对在接触网停电检修作业时现有检测装置无法检测接地线是否可靠接地的问题,提出一种利用接触线上的残余电荷和感应电压来检测接地线是否可靠接地的方法。建立单线区段和复线区段停电检修挂接地线时的等效电路模型,并将接触线的残余电荷和“V”形天窗检修的感应电压作为等效激励源,对接地线电流进行理论计算;研制基于该文方法的接地线接地状态检测装置,用以判断接地线是否良好接地;通过所搭建的电流发生平台进行实验,并通过LoRa自组网与原有系统通信,在后台远程监测接地线的状态信息。实验结果验证了所提方法的可行性。

一种柔性接地线状态指示装置的设计与应用

提出了一种采用快速磁场检测方法的柔性接地线状态快速指示装置,并给出了其详细的设计和应用方法。在所设计的柔性接地线状态快速指示装置中,状态检测单元利用微型三维磁场实现实时高速磁场监测,状态报警单元通过3个阈值实现局部声光报警,而无线信号发送单元实现状态信息云显示。实验结果表明,所提出的柔性接地线状态快速指示装置可以有效地实现对接地线电流的智能监测,从而避免了接地装置误挂和接地不良造成的检修事故。

一种防漏接地线的安全型电源滤波器的设计方案

电源滤波器在安装时常出现漏接地线等安全问题,本文针对此现象提出了一种防漏接地线的安全型电源滤波器的设计方案。通过挤压移动支撑板,对挡块进行控制,若漏接地线,挡块则进行阻挡,使滤波器主体内电路无法连通;通过限位块和滑槽的配合阻挡挤压块的复位,避免地线滑落。本文所提出的设计方案不仅能够避免漏接地线,也能够提高滤波器的安全稳定性。

输电线路在线监测设备供能技术研究综述

随着数字电网的发展,海量的智能监测设备将安装在输电线路上,稳定、可靠的能源供给是输电线路在线监测设备有效运行的关键。为此,对输电线路在线监测设备不同供能方式的基本结构、工作原理和优缺点进行综述,阐述不同供能方式国内外最新研究进展。分析目前不同供能方式面临的难点和突破口,提出多组供能组合方式,利用不同供能方式的优势互补性,可增强供电的稳定性和可靠性;地线电流感应与蓄电池取能组合安全可靠,易于安装,既可避免能源浪费,又可提高电力系统的效率和可靠性;微波供能与蓄电池的组合采用时分多址系统,不受电网影响,可为在线监测装置实时稳定供电。

新型手抛式输电线路接地线的研究

为适应超特高压输电线的快速发展和检修工作的需要,解决输电耐张塔内转角挂接困难的问题,结合现场工作实际,设计出一种手抛式接地线。对比传统已有的2种接地工具的弊端,提出新型接地线夹结构,通过机械设计连接,在接地线夹领域首次实现单方向受力双段控制线夹完成接地线的远距离抛挂及拆除。通过现场实地1∶1输电塔挂拆试验,顺利完成挂接,经过安全检测后已量产。根据电力生产需要,利用上述机械线夹结构思想,变更相应线夹尺寸、配置不同长度和截面接地铜线,将能应用于多种电压等级的输电线路接地。

地线作业人员状态感知的可穿戴设备研究

为保障牵引供电的可靠性,接触网日常停电检修作业必不可少,实时掌握地线作业人员的状态,有助于保障检修人员的人身安全,提高接触网停电检修现场的安全管理水平。针对挂接地线作业过程中缺少对地线作业人员状态感知的问题,研制了一种面向挂接地线作业人员的可穿戴设备。可穿戴设备能够实时感知地线作业人员的健康状态,从而保障作业人员的人身安全和检修效率,通过LoRa自组网与原有系统通信,实现地线作业人员信息在后台的远程监测。实验结果表明,设备能够实现地线作业人员健康状态的监测。

特高压交流输电线路地线绝缘间隙电压的研究

地线绝缘是为降低地线损耗而普遍采用的技术,该技术可保障特高压线路工况下处于绝缘状态、故障下处于击穿状态从而形成短路电流的泄放通道。将地线运行模型转换成电路计算模型,通过求解电网络方程,计算工况及故障情况下地线绝缘间隙两端的电压,为工程建设中确定地线绝缘间隙的大小提供技术支持。

典型架空输电线路地线电磁取能等效电路的分析

地线取能是输电线路在线监测装置较为理想的供电方式,其关键技术问题之一是如何获得足够的功率。取能功率的最大化必须以其等效电路为基础进行阻抗匹配设计。同时,取能电路输出电压的稳定性、可靠性也必须以其等效电路参数为基础。为此,以四川电力公司所辖的某220k V架空输电线路为例,对地线取能等效电路进行推导,并对其参数进行简化,在此基础上对地线最大取能功率进行计算与评估。此外,结合EMTP-ATP仿真对相关因素对等效电路的影响进行分析,供取能设计参考。最后,根据现场测量结果验证等效电路参数的理论计算结果。

输电线路地线对流入变压器中性点直流电流的影响

交流变压器中性点流入直流电流会导致变压器偏磁等一系列不良后果。基于特定模型,使用场路耦合的方法研究了500kV直流输电线路以大地为回路运行时与变电站相连的输电线路地线上流过的直流电流对流过变压器中性点的总直流电流的影响。研究发现,线路地线对流入变压器中性点的直流电流影响很小,因此在进一步研究流入交流变电站变压器中性点的直流电流时可以忽略线路地线,从而可简化分析模型。

750kV输电线路架空地线损耗的影响因素及降低方法研究

输电线路电压等级越高,地线上的电能损耗就越大,如何降低地线损耗意义重大。分析了电能在地线中产生损耗的原因,通过EMTP仿真计算了在各种情况下电能损耗,比较了采用地线分段后的效果,得出:对750 kV输电线路采用分段绝缘的绝缘方式,有效地减小地线上的感应电流,使地线的损耗降抵为地线两端直接接地时的99%以上;三相负载平衡程度越小,地线产生损耗会越大,应尽量保证系统三相负载平衡;适当调整接地电阻的大小可以优化地线电能损耗;输电线路长度增加,地线损耗和地线上的感应电压也增大,应选取合适的分段距离,使地线损耗降低到最小。

500kV架空地线不同接地方式感应电量的比较

500 k V输电线路架空地线通常采用一根GJ钢绞地线,一根OPGW光纤复合地线架设方式。研究表明,GJ钢绞地线采用分段绝缘、中点接地方式,OPGW光纤复合地线采用分段绝缘、一点接地方式,既可以限制地线上的感应电压幅值,减小地线感应环流及损耗,具有良好的雷电保护性能。该次研究以浙江金华一条实际运行中500 k V输电线路为对象,结合中国110~750 k V架空输电线路设计规范（GB 50545—2010）、电力行业标准光纤复合架空地线（DL/T 832—2003）以及制定中的110~500 k V交流输电线路架空地线接地技术的新标准,采取EMTP-ATP软件仿真计算的方法,对该500 k V架空地线目前实际采取的以及可能采取的多种接地方式进行了感应电压、感应环流、能量损耗的综合研究、比较。为超高压输电线路架空地线接地方式的优化提供了理论依据。

地线分流对变电站接地阻抗测量的影响

为解决发、变电站地线(包括架空避雷线和电缆外护套)对测试电流的分流严重影响接地阻抗测量准确性的技术难题,进行了基于模拟计算的分析。对220 kV变电站在接地阻抗测量时的地线分流情况进行了现场实测,结果与模拟计算结果一致,证明模拟计算方法可行。基于此计算模型,分析了影响地线分流效果的主要因素及其影响规律,指出地线分流可以达到50%甚至更高的水平。当发、变电站接地阻抗较大、沿线杆塔接地电阻较小、出线数量较多以及线路多为单回布置时,地线分流更严重,对接地阻抗测试结果影响更大。如果不考虑地线分流,接地阻抗测量结果会严重偏小。最后提出了提高接地阻抗准确度的方法:在地线不易断开的发、变电站中,采用计算接地阻抗测量时地线电流的分流情况,接地阻抗测量值应通过仿真计算来修正。

配网接地线安全检测仪的研制

针对线路检修临时接地线的安全拆卸问题,提出了一种全新的"预防带地线合闸"的检测方法,并充分利用现代电力电子、数字信号处理等技术,研制了相应的便携式接地线状态检测仪。介绍了所研制检测仪的使用方法和硬件设计思路,并通过现场试验验证了其可行性。该仪器具有操作简单、成本低、可靠性高、易推广等优点,可有效防止人为因素导致的输电线带地线合闸恶性事故的发生。

面向断股补修任务的输电线维护机器人设计

输电系统中,架空地线断股是一种严重的线路故障,人工开展断股补修工作强度高,风险大。介绍了一种输电线维护机器人用于完成断股补修维护任务。该机器人采用视觉检测方法完成输电线路环境状态的检测,并根据当前所处环境状态完成合理的任务规划。机器人平台可以按照规划携带专用维护工具沿线路行走,跨越防振锤障碍靠近断股故障,并通过专用维护工具实现断股的复位与紧固。最后,机器人设计的合理性,基于环境状态检测的机器人任务规划的有效性与稳定性都通过实验得以验证。

OPGW架空输电系统任一点接地短路电流分布的研究

架空输电线路发生接地短路时,短路电流在光纤复合架空地线(OPGW)上的分布对电力系统有重要影响。传统计算OPGW线上短路电流的方法大多采用工程简化计算和基于序分量法的计算,并且只考虑接地短路发生在杆塔处的情形,计算结果过于粗糙。为此提出了基于相分量模型对全线任一点接地短路电流计算的方法。分别提出接地短路发生在杆塔处和杆塔间不同的数学模型,进一步求解相导线和OPGW每一级档距上的电流。数值算例验证了在杆塔处接地短路分流模型的正确性,杆塔处接地短路的分流结果进一步验证了杆塔间接地短路分流模型的正确性,并在实际工程中进行了应用。对于复杂的OPGW架空输电系统,基于相分量模型的计算方法能够准确计算全线任一点发生接地短路时,OPGW线上短路电流的分布情况。

典型架空输电线路分段绝缘地线取能研究

从分段绝缘地线取能具有工程简单、适用范围广等独特优点,是一种颇具潜力的架空输电线路在线供电方式。但该方式存在取能功率通常较小及运行安全受雷击威胁的问题,这两个问题也是决定该方式是否可行的关键。首先,该文通过对典型线路地线电磁感应的分析,提出了基于涡旋感应的取能等值计算电路,并对取能端口的戴维南等效电路参数进行了推导。同时,对有关线路参数如档距与杆塔接地电阻分布等的影响进行了分析。在此基础上可以方便地通过参数选择、阻抗匹配等获得所需功率。其次,通过EMTP-ATP程序对雷电冲击的影响及其防护进行了仿真分析。最后,以四川电网某500k V线路为例对取能功率等进行了现场实测。实测结果说明取能分析与计算是合理的,此外取能装置对线路绝缘不构成威胁。

特高压直流直线塔断线荷载分析

导(地)线断线严重影响输电线路的安全运行。针对特高压直流线路的特点,采用ABAQUS软件建立了分裂导线连续档断线模型。通过有限元分析,求得V型绝缘子串的摆幅、冲击荷载以及各相导线的断线荷载。通过与断线荷载理论计算结果比较可知:我国现有线路规程关于断线荷载的取值是合理的,按规程设计线路在一定程度上能够抑制倒塔事故的发生。

高压交流输电线路地线磁感应取能方法

在线监测设备在电网的安全可靠运行中发挥着越来越重要的作用,为方便高效地给在线监测设备供能,利用了输电线路的磁感应效应从地线收集能量。通过多个算例说明,该取能方法基本可以满足在线监测设备的用能需求,同时线路电流、档距、杆塔接地电阻和导地线位置关系等因素也可能影响取能效率。本文针对地线磁感应取能方案作了深入探讨,为后续优化地线取能方案以投入实用奠定了基础。

基于扩展相分量法的OPGW系统接地短路电流计算

在架空输电系统中,光纤复合架空地线(OPGW)的应用越来越多。在OPGW线分布的短路电流值对OPGW线的设计和选型、架空输电线路的安全运行都有着重要的影响。由于传统相分量模型能够反映出各导线间的相互影响关系,文章在传统的相分量的基础上,对其进行了改进,即考虑两者之间的相互作用,将相导线和OPGW线作为一个整体,同时采用一致的模型进行分析。这种扩展相分量模型能够充分考虑线路不同杆塔型号造成的互感变化、OPGW线是否逐塔接地和OPGW线是否分段绝缘运行的情形,能够准确计算发生单相接地短路时,OPGW线和相线上短路电流等沿线分布的电气量。文中算例计算结果与EMTP仿真结果的对比,验证了文章计算的正确性。文章提出的方法计算准确,为架空输电线路沿线短路电流的分布提供了量化计算的依据,并且已经在电力工程设计中得到了应用。

屏蔽网部分不接地对变电站建筑内部电压的影响

变电站外墙安装的屏蔽网与地面之间可能存在连接不充分的情况,为了研究这种情况对建筑内部电压的影响,利用有限元分析法建立模型,经计算分析得出以下结论:顶部有一片金属网不接地时各观测点平均电压为62.4V,侧面有一片金属网没有接地时各观测点平均电压为10.8V;顶部和侧面共有两片金属网没有接地时,顶部两片相邻金属网不接地对变电站内部电压影响最大,各观测点平均电压达到了182.4V,侧面2片不相邻金属网不接地对变电站内部电压影响最小,各观测点平均电压为19.4V。上述结论可为工程施工解决类似问题提供一定理论依据。