基于BPA法计算特高压直流输电线路合成电场

为研究特高压直流输电线路地面附近的离子流场问题,应用BPA法求解双极直流输电线路离子流场,结合逐次镜像法计算的标称电场,进而求得合成电场,并利用该方法计算了±800 kV直流输电线路的离子流场与合成电场问题,分析了导线对地高度、极间距、子导线半径对特高压直流输电线路合成电场的影响。此外,还对比了求解合成电场强度的电场线法。结果表明,BPA法求解离子流场准确有效,且计算效率大大提高;提高导线架设高度和增加分裂子导线半径均可改善地面附近电磁环境,而减小导线极间距能够降低地面附近的合成电场强度,但效果不明显。     

±660 kV宁东直流输电线电磁环境

以宁东-山东±660kV直流线路工程为背景．针对2种运行方式,计算和分析了输电线路下方地面电场与离子流密度的分布情况,研究了工程投运后产生的电磁环境特点。结果表明：在双极运行方式下,地面场强与离子流密度均满足环境要求：由于同性电荷排斥作用．带有相同极性的高电压的并联极导线既加强了地面电场强度．又增加了离子流密度,因此极导线并联大地回线运行方式下的地面场强与离子流密度最大。实际工程中应尽量避免采取这种运行方式。     

±660 kV宁东直流输电线电磁环境

以宁东--山东±660 kV直流线路工程为背景,针对2种运行方式,计算和分析了输电线路下方地面电场与离子流密度的分布情况,研究了工程投运后产生的电磁环境特点.结果表明:在双极运行方式下,地面场强与离子流密度均满足环境要求;由于同性电荷排斥作用,带有相同极性的高电压的并联极导线既加强了地面电场强度,又增加了离子流密度,因此极导线并联大地回线运行方式下的地面场强与离子流密度最大,实际工程中应尽量避免采取这种运行方式.     

湿度风速对直流合成电场和离子流密度的影响

随着高压直流输电工程的持续发展,电压等级的不断提高,直流输电线路特有的离子流场问题已变得日渐突出,成为线路环境评估的重要指标之一,也成为线路设计时的主要制约因素。为此,建立了特高压直流输电线路离子流场数值仿真模型,分析了环境湿度、风速对离子流场的影响规律。研究表明,环境的相对湿度从25%增大到85%,地面合成电场强度减小7.2%,地面离子流密度减小21.0%,湿度对地面合成场强的影响程度较小,而对地面离子流密度的影响程度相对较大;在风的作用下地面合成电场强度和地面离子流密度曲线均有明显的偏移,其迎风侧的峰值减小,背风侧的峰值增大,风速过大可能会使背风侧的地面合成电场强度超标。     

±800 kV特高压直流输电线路工程导线选型

导线选型是±800 kV特高压直流输电线路设计中的关键课题之一,对工程造价和安全运行有着十分重要的意义.从载流量、电场强度、离子流密度、无线电干扰、可听噪声5个方面分析了导线的电学特性;从过载能力、弧垂特性、荷载情况等方面比较了导线的机械特性;总结以往工程经验,分析了导线的经济电流密度和经济性,为今后工程提出了一些建议.     

中重冰区架空输电线路地线选择的探讨和建议

介绍了地线选择的原则.通过分析导线、地线不平衡张力杆塔受力情况发现,较短的地线金具应力调节能力差是严重覆冰中架空输电线路地线支架和地线受损的重要原因.通过对不同截面和强度的地线在不同覆冰情况下与导线的配合计算,以及对不同强度但相同截面地线的抗振分析,得出了在导线和塔头不变情况下增加地线截面和增加地线强度的可能性和优劣.最后得出,在中重冰区可以通过增加地线截面、增加设计覆冰、增加不均匀覆冰工况、提高地线钢丝强度等方式选择地线,并对实际输电线路设计中地线的选择提出了建议.     

屏蔽线参数对直流输电线路离子流场的影响

随着特高压直流输电线路的建设和投运,线路电晕引发的电磁环境问题受到广泛关注。为此,基于Kaptzov假设,考虑正、负离子的扩散作用,建立了特高压直流输电线路离子流场数值仿真模型,分析了屏蔽线高度与半径对离子流场的影响规律。结果表明,屏蔽线对直流输电线路下方的合成场强和离子流密度具有一定的屏蔽作用,且屏蔽线电晕放电有助于增强屏蔽效果。在实际工程应用中,屏蔽线高度的增加或屏蔽线半径的减小,均会使得电晕程度增强,从而使屏蔽作用显著增强,最大屏蔽效果可增加10%～20%。研究成果可为制定输电线路超标治理方案提供参考。     

±800 kV特高压直流输电线路电磁环境参数的计算研究

针对±800kV特高压直流输电系统涉及到一系列诸如导线及铁塔选型、直流极间距与对地高度的优化等技术问题．提出如何准确计算±800kV特高压直流输电线路的电磁环境参数。为设计和运行提供借鉴参考。研究围绕合成电场、磁场、无线电干扰和可听噪声等电磁环境参数,通过对不同杆塔和导线型式进行计算,得出了满足相应标准的导线型式和对地高度。     

±800 kV特高压直流输电线路极间距离优化研究

对±800 kV特高压直流输电线路的极间距离优化进行了研究,通过分析最大合成电场强度、最大离子流密度、无线电干扰、可听噪声等电磁环境参数随线路极间距离的变化规律,得出目前的±800 kV特高压直流输电线路22 m极间距离具备优化空间,然后基于电磁环境、空气间隙、V串夹角、塔头布置等多方面因素的优化,将极间距离由传统22 m优化至19 m,并论述了极间距离优化的巨大经济效益。     

荆—枫±500 kV同塔双回直流线路的极导线布置研究

根据直流输电线路的主要设计原则和特点,通过仿真计算,从电磁环境、过电压水平、雷电性能及线路运行维护等方面对荆—枫±500 kV同塔双回直流线路的4种极导线布置方案进行了分析比较,并确定了最佳极导线布置方案。所得结果已用于荆—枫±500 kV同塔双回直流输电线路设计中,且工程项目已良好运行超过1年,验证了该设计方案的实用性和有效性。     

山火条件下特高压直流输电线路合成电场研究

特高压直流输电线路在山火中火焰高温、火焰高电导率、固体颗粒物等因素作用下,容易导致输电线路周围电场发生显著升高,从而引发输电线路跳闸。为此,建立了山火条件下特高压直流输电线路合成电场非线性数学模型,该数学模型能够准确计算输电线路走廊发生山火时是否会引发输电线路跳闸,并以云广特高压直流输电线路为例,采用Comsol软件,分析了山火条件、正常运行条件和饱和电晕条件下地面合成电场。算例计算结果表明,山火条件下地面合成电场可达到正常运行情况下的33.6倍以上。     

特高压直流对同塔交流线路的过电压影响分析

随着我国电力工业的发展,特高压直流输电凭借其在远距离输电上的优势而成为我国特高压发展的重要方向。局部地区电力走廊紧缺,使交直流同塔架设输电线路成为必然。当交直流导线同塔架设时,将在导线间产生很强的电磁耦合。主要研究特高压直流线路故障对同塔架设交流线路过电压的影响。根据规划中的锡盟—上海交直流同塔多回输电线路相关数据,采用电磁暂态程序建立了详细的直流换流站模型以及交直流同塔架设输电线路模型,研究了特高压直流输电线路故障对同塔架设的超高压交流线路的影响,并分析了不同故障类型、运行工况、耦合段线路长度、耦合段位置等因素对交流感应过电压的影响。结果表明,交流线路上的感应过电压幅值在交流线路绝缘水平允许范围内;直流发生接地故障时,交流线路通过耦合作用在直流故障弧道产生潜供电流。分析了交流线路不同换位方式对直流线路潜供电流的影响,并对限制措施提出了建议。     

交流特高压输电线路线下电场强度改善措施研究

提高杆塔高度,即提高导线对地高度,是控制交流特高压输电线路地面电场的主要方式之一。由于特高压线路跨越距离长,若大范罔地提高杆塔高度,将会较大地增加工程成本。特别是在某些环境敏感区域,当杆塔高度降低以后,由于导线对地距离减小,地面电场强度增大,有可能超过国家相关标准。因此研究降低线路地面场强的措施,如架设接地屏蔽线等方法．是交流特高压工程中急需考虑的技术问题。主要针对屏蔽线的不同架设方式对线路地面电场进行计算研究,通过分析比较各种屏蔽线架设方案下的场强水平,提出最优的屏蔽线架设方案。     

直流接地极及杆塔接地网附近电磁场的有限元分析

高压直流输电系统处于单极大地回线运行方式时,有很大的直流电流通过直流接地极流入大地,这将造成接地极本身及附近输电杆塔接地网的腐蚀。在理论分析接地极和杆塔接地网电磁场的基础上,应用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,以德宝直流输电工程千阳接地极为例,建立了多层大地土壤结构下的直流接地极和杆塔接地网数值模型,添加相关边界条件,进行网格划分处理,计算分析了接地极地表电位分布规律,并对杆塔接地网附近电位及泄漏电流密度进行了研究,结果发现:接地极地表电位沿径向距离逐渐降低;杆塔接地网本体上的电位最高,接地网的射线末端泄漏电流密度最大, 射线首端的泄漏电流密度最小,接地网矩形与射线的连接处电流密度有突变。该研究对掌握直流接地极及杆塔接地网周围电场分布情况和腐蚀规律,具有重要的意义。     

高海拔地区750 kV输电工程导线可见电晕试验研究

我国第一条750kV输电线路经过地区海拔高度基本在2000m以上,与国外已经运行的750kV输电工程的运行环境有较大差异。在其线路设计中,导线的电晕特性对导线的选型有重大意义。用分裂导线控制导线表面的电场强度,可以避免大量的电晕损失。通过导线起晕电压试验,研究了导线表面场强计算,获得了高海拔地区750kV输电工程设计基本参数,其研究成果推动和支撑了西北750kV输变电工程建设。     

直流电弧炉精炼期内熔池流场和温度场的数值模拟

数值模拟直流电弧炉精炼期内熔池部分的流体流动和电磁现象有重要的理论意义和实用价值.在对直流电弧炉内电弧等离子体进行数值模拟的基础上,使用一个二维时变磁流体力学模型来描述电弧炉精炼期内熔池部分电磁场、速度场和温度场的分布情况,同时,研究了炉底电极大小对炉内熔池部分流场的影响.仿真结果可为直流电弧炉的合理化设计和冶炼过程的优化提供参考依据.