基于两相电源的高压直流输电线路分布参数计算方法及直流工程的应用研究

为解决高压直流输电线路单位长度分布参数的测量问题,建立了双极直流线路的分布参数模型,在线路末端分别处于对地开路和短路接地的边界条件下采用两相电源系统测量线路阻抗参数,在此基础上推导了高压直流输电线路单位长度分布参数计算的新方法.在等效直流输电线路1 000km的实验模型上对比分析了不同干扰信号下测量结果的最大误差为1.89％,验证了方法测量精度的有效性;通过普洱至广东特高压直流输电线路及接地极线路、牛寨至广东同塔双回直流线路现场参数测试结果表明:耦合参数小于导线自参数,零序电阻、零序电感分别大于正序电阻、正序电感,但零序电容小于正序电容.线路实验模型和工程实践应用验证了基于两相电源的高压直流输电线路分布参数计算方法的正确性和有效性.     

四相线路参数及其输电系统兼容问题研究

讨论了导线任意排列的四相输电线路的换位原则与参数计算方法和四相输电线路与现有三相系统的兼容问题。各相导线任意排列的四相输电线路采用滚动换位的方法,能够保证各相参数达到平衡。通过计算四相线路的相间几何均距,可得到与三相线路完全一致的四相线路电感、电容参数计算公式。由于三相变四相变压器在变相的同时也可以变压,可减小四相与三相混合输电系统的兼容成本。多回四相线路参数的平衡特性优于多回三相线路,四相输电适用于多回同杆并架输电线路的大容量输电工程。     

考虑线路实际运行状态的故障测距补偿方法

根据输电线路状态方程,分析了输电线路长度变化与线路实际运行状态,包括导线运行温度、导线等值覆冰厚度及风速的对应关系,提出根据导线实际运行状态计算输电线路实际长度的方法,并以东北某线路实际监测导线张力和导线温度数据验证了此方法的正确性。根据输电线路长度变化与线路实际运行状态的关系,建立了输电线路各点在不同状态下距线路首端距离的换算方程,最终将实际故障距离换算成故障点距线路首端水平距离。     

新型同塔双回高压直流输电线路分布参数测量方法及工程应用

为提高同塔双回高压直流输电线路分布参数的测量精度,建立了同塔双回高压直流线路分布参数的物理模型。对同塔双回直流线路进行不同方式的组合,推导了各组合方式下求解线路分布参数的数学方程组。将所提方法应用于牛寨至广东高压直流同塔双回输电工程中,结果表明:牛寨至广东高压直流同塔双回输电线路单根导线的自感、对地电容都分别小于线路间耦合电感和耦合电容,线间耦合电容基本相等;牛寨换流站及从西换流站接地极同塔双回线路单根导线的自感大于线路间互感,单根导线的对地电容小于线间的耦合电容。     

高压架空输电线路测试技术(5) 输电线路参数测试

1输电线路参数测试输电线路参数的测试内容有反映线路通过电流时产生有功功率损失效应的电阻;反映载流导线产生磁场效应的电感;反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导线附近空气游离而产生有功功率损失的电导;反映带电导线周围电场效应的电容。其中分别包括绝缘电阻(包括线路核相)、直流电阻、正序阻抗、正序电容、零序阻抗、零序电容、相间电容以及多回平行输电线路之间的互感阻抗和耦     

适用于任何具体结构的输电线路精确故障定位

针对输电线路的实际结构,提出了一种适用于任何具体结构的超高压输电线路的精确故障定位方法。该方法 基于模分析理论,采用矩阵特征值和特征向量原理,对多导线波动方程进行矩阵相似变换, 得到互相独立的 模量上的波动方程,分别对每个模量波动方程求解后,将计算结果反变换到相量。该方法很好地克服了输电 线参数实际上的不平衡对故障测距精度的影响,既适用于不换位线路 ,也适用于各种换位线路。计算机数字 仿真试验结果表明,其测距结果十分准确。     

单回及同塔双回交流输电线路参数测量理论

为获取单回或同塔双回交流输电线路的对地电容、双回线路各相之间的耦合电感和耦合电容等测量数据,文中建立了全新的单导线大地返回电路的分布参数模型及其测量方法;提出了三相对称参数的单回交流线路电报方程解耦成零序和正序分量的方法。此外,双回三相线路之间的耦合参数可以通过两相系统的序分解进行解耦。基于上述分析,通过同塔双回线路在3种组合方式(单回线路三相正序电路、双回线路组成的两相正序电路、双回线路组成的零序电路)下的开路阻抗和短路阻抗测量结果,应用本文的理论模型可以精确地求解出各分布参数。该文构建了单回线路和同塔双回交流输电线路分布参数的理论基础。     

220kV同塔双回紧凑型线路导线排列优化研究

由于同塔双回紧凑型输电线路很难换相,而其导线和避雷线的排列是三相电荷平衡的主要影响因素,因此研究导线的优化排列很有必要.采用面电荷密度法,计算各个导线的电荷和系统的部分电容,以此为基础,以导线的位置坐标为变量进行优化,使三相的电荷达到基本平衡.计算结果表明,优化后部分电容、每相最大电荷、电荷分布等都比优化前均匀得多.     

紧凑型架空输电线路的参数计算

紧凑型架空输电线路较之同级常规型线路有更大的输电能力,因而引起了我国电力研究、设计和生产运行部门的重视。这类线路之所以有较大的输电能力主要是由于降低了线路电感和加大了线路电容,为此,在进行线路设计的时候,除尽可能地缩小柑间距离外,还要求对各相分裂导线作优化排列以使表面电场强度的分布趋于均匀,所以一般情况下各相分裂导线的排列尺寸都不尽相同。因此用经过简化的常规线路的计算方法来计算紧凑型线路的参数显然是不恰当的。本文参考国外有关资料,并从基本理论出发对几种典型的紧凑型架空输电线路参数计算方法进行了推导与介绍,还就相应结构的三相电容均衡向题作了简单的分析,以期引起广泛地研究与讨论。     

750 kV超高压交流输电线路电磁环境研究

采用CDEGS软件包,对750 kV交流输电线路周围的电磁环境进行了仿真研究。以三相双回架空线路为模型,分析了导线对地高度、相序布置、分裂导线的根数、分裂间距、分裂导线子导线直径等因素变化对工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声的影响;提出了改善线路周围电磁环境的措施;根据工频电场的限值划定线路走廊的宽度;并分别比较了大雨、湿导线和晴天时输电线路周围的无线电干扰和可听噪声。仿真结果表明影响750 kV输电线路电磁环境的主要因素是可听噪声和工频电场。     

110kV同塔四回输电线路三相不平衡性仿真分析

110 kV同塔四回输电线路因换位困难而存在较为严重的三相不平衡问题,在考虑输电线路长度、杆塔相间距离和导线相序布置等影响因素的基础上,利用PSCAD软件对110 kV同塔四回输电线路进行了仿真建模,提出了同塔四回输电线路三相不平衡度的计算方法,分析了影响因素对输电性能的影响程度。仿真结果表明:随着输电线路长度的增加,输电线路的零序不平衡度和负序不平衡度均增大;随着相间距离的增大,输电线路不平衡度减小;在八种典型的相序布置方式中,逆相序配置方式的总体不平衡性最小。     

基于悬链线理论的架空输电线路故障测距算法

输电线路故障测距算法中使用的导线参数与线路的实际参数存在的较大差异是造成测距误差的一个重要因素.以修正该误差为出发点,根据架空输电线路的悬链线结构分析了造成这一误差的主要原因,提出了通过对输电线路进行阶梯分段将其曲线方程等效为一系列的导线段组,并使这些导线段组具备以下特点:同一组内的三相导线段相互平行,不同组的导线段又都平行于地面.这就使得原来无法用现有工程电磁场理论解决的对高压输电线路的实际参数求解的问题变的简单可行,进而达到对实际导线参数进行修正的目的.并以此为基础进一步介绍了利用故障录波数据根据等效的多端网络方程通过分块处理逐级逼近的方法实现对输电线路进行故障测距的方法.该算法具有运算简单、灵活性高的特点.     

基于不对称参数补偿的同塔六回输电线路不平衡问题抑制

为了解决同塔六回输电线路存在的三相不平衡问题,首先对线路阻抗矩阵进行解耦计算,推导出负序、零序电流表达式,然后提出基于线路不对称参数补偿的不平衡抑制方法,理论计算了补偿电容参数,最后以广东某同塔六回输电线路为例,在PSCAD环境下进行仿真分析。结果表明,对于同塔六回输电线路,优化导线间距、优化相序布置等方法仍无法使不平衡度达到要求时,考虑合理配置补偿电容补偿线路不对称参数能够进一步减小线路不平衡度,该结论对同塔六回或更高回输电线路的不平衡抑制问题有实际指导意义。     

四相架空输电线路的换位与参数研究

详细讨论了四相导线任意排列的四相输电线路的换位方案,研究了其各序参数的计算方法。推广了四相导线正四边形排列情况下,空间电磁场解耦的物理概念,使得分析过程极其简洁明确。同时,比较了四相架空输电线路与三相架空输电线路在同参数条件下的传输功率密度。四相线路输送单位功率可以节省占地面积29%～47%。     

750kV输电线路三相导线差异化设计研究

随着输电线路设计的发展,精细化设计和差异化设计在工程设计越来越重要。该文基于某750 k V输电线路工程,在Ansoft Maxwell中建立三相导线差异化仿真模型,并分别计算了在改变中相导线分裂间距、增大中相导线截面积、减小边相导线截面积及减小边相导线分裂数情况下导线表面电场强度的变化。根据表面电场强度,对不同差异化设计情况下电磁环境及电晕损耗进行计算和分析;同时结合可听噪声限值和无线电干扰限值,通过经济性分析提出了一种环保、经济、可靠的三相导线差异化设计方案。     

半波长交流输电线路电容调谐分析

采用半波长交流输电方式时,当线路的自然长度不足半个波长时,需要对电气波长进行人工调谐。基于传输线理论模型的电容调谐网络,要求调谐电容必须均匀分布在整个输电线路上,根据半波长输电条件(即线路的电气长度等于1个工频半波)推导出调谐电容值计算公式,并结合某1 000 k V交流输电线路参数,分别仿真不同调谐电容数时的调谐效果。结果表明,并非补偿点数量越多,调谐效果就越好。当调谐电容数达到8时,调谐效果趋于稳定,即满足了半波长输电要求,同时使得调谐电容数目最少。     

三相输电线路的波动方程和相模变换

长期以来,国内外学者都是采用对称分析法来计算输电线路电能瞬变过程。但这个理论是建立在三相导线对地高度一样,且各相间距离都相等的基础上的。因此,在高压输电技术中,对三相输电线路的等值电路,其过渡过程微分方程均写成以下形式:     

超、特高压输电线路中潜供电流的电路分析和计算

针对目前超、特高压输电线路中潜供电流的问题,从三相长线的工频全等效电路出发,首先指出了计算工频潜供电流的电磁感应和静电感应通道,其中大地回路的感抗就是三相导线的互感抗。单相接地及其两侧开关开断后,三相线路中负载电流的3倍零序分量将由末端变压器的中性点返回,通过由故障相的部分正序电感、对地电容和线路零序电感组成的电桥电路,而接地电阻就是检流计支路,它所通过的乃是潜供电流的电磁感应分量,推导出了相关的计算公式和进行了典型计算,指出,感应电流的大小与线路长度的平方成正比,沿线按照直线的规律分布,中点接地时的电流为零,首、末两端为最高和彼此反相。然后推导了潜供电流静电感应分量和熄弧后恢复电压的计算公式,进行了相应计算,前者主要与相间电容大小即线路长度成正比(与接地位置无关),通常远比电磁感应分量为大,并与后者的相位角相差90°。     

覆冰状态下架空输电线路模型参数变化分析

架空输电线路的覆冰灾害一直都是困扰输电线路的重要问题,线路覆冰后,其等效的模型参数将发生变化。根据导线覆冰的种类和导线外层覆冰的时空特点,通过电磁场的相关计算,对覆冰架空输电线路的单位阻抗和导纳参数进行了修正。根据架空线路模型的建立方法,分析了考虑分布参数时不同电压等级和长度的架空输电线路的等效模型,在理论上得出了覆冰后架空输电线路更加精确的模型参数。     

输电线路实际运行状态对行波波速的影响

为了减小行波波速对故障测距的影响,提高行波测距的精度,根据输电线路波动方程,分析了输电线路行波波速与输电线路分布参数的对应关系,并进一步阐述线路实际运行状态(导线运行温度、周围环境温湿度以及大气压强等)与波速的对应关系,为修正输电线路实际运行状态下的行波波速提供了依据。分析结果表明,导线实际运行状态对行波波速的影响并不显著,以100km计,单个因素引起的测距误差最大只有39.067m。