500 kV半复合绝缘横担外绝缘特性及绝缘配合研究

为研究500 kV半复合横担形式塔头外绝缘电气特性,采用真型构架,模拟系统操作过电压和雷电冲击电压开展塔头间隙放电特性试验,获得放电特性及放电路径分布特征。针对500 kV半复合横担紧缩型杆塔绝缘子试品,在人工环境气候实验室开展复合横担绝缘子表面不同亲水性和弱憎水性条件下的50%耐受电压试验,获得500 kV复合横担绝缘子污耐压特性,提出500 kV半复合横担形式塔头的电气间隙和绝缘配合建议。研究思路和结果能够为500 kV紧缩型铁塔设计提供理论依据。     

750 kV酒杯型复合横担杆塔电场仿真计算及电晕试验

750 kV酒杯型复合横担杆塔的横担部分同时承受电气和机械荷载,其运行电压等级高,绝缘结构复杂,电位、电场分布不均匀,影响线路长期稳定运行。以750 kV酒杯型复合横担杆塔为研究对象,应用三维有限元分析方法,建立了750 kV酒杯型复合横担杆塔的三维仿真模型,计算了各相复合横担在不同方案下的电位、电场分布,设计了各相复合横担的均压屏蔽装置,优化了均压屏蔽装置的结构参数。电场计算结果表明优化后的均压屏蔽装置能使复合横担各关键位置电场强度满足控制要求,真型塔头电晕试验结果表明复合横担绝缘子及金具在1.2倍试验电压下未发现可见电晕放电,可应用于实际工程。     

750kV输电线路复合横担均压特性

复合横担首次应用于国内750 kV线路,由于电压等级高,结构复杂,均压、均场问题突出,需要对其均压特性进行深入研究。运用三维有限元分析软件ANSYS,考虑杆塔、大地、导线以及相间影响等因素,计算了复合横担在不同设计方案下的电位、电场分布,研究了中间法兰以及横担端部配置均压环、屏蔽环对复合横担电位分布的影响,对比了750 kV线路直线塔绝缘子串与复合横担的电位分布。复合横担最终选择在最初设计方案的基础上取消悬垂串、增加横担长度并配置合理的均压屏蔽装置的方案,其电位分布优于750 kV线路直线塔。经过中国电力科学研究院电气试验验证,复合横担电气性能良好,满足运行要求。     

750 kV输电线路复合横担均压特性

复合横担首次应用于国内750 kV线路,由于电压等级高,结构复杂,均压、均场问题突出,需要对其均压特性进行深入研究.运用三维有限元分析软件ANSYS,考虑杆塔、大地、导线以及相间影响等因素,计算了复合横担在不同设计方案下的电位、电场分布,研究了中间法兰以及横担端部配置均压环、屏蔽环对复合横担电位分布的影响,对比了750 kV线路直线塔绝缘子串与复合横担的电位分布.复合横担最终选择在最初设计方案的基础上取消悬垂串、增加横担长度并配置合理的均压屏蔽装置的方案,其电位分布优于750 kV线路直线塔.经过中国电力科学研究院电气试验验证,复合横担电气性能良好,满足运行要求.     

不同电压等级同塔四回架设线下工频电场分布研究

为研究不同电压等级线路同塔多回架设时线下工频电场分布,对运行的330 kV、110 kV同塔四回线路及分开架设时线下工频电场进行了实测,利用ANSYS有限元分析软件计算了同塔四回不同排列方式的线下工频电场。结果表明:330 kV、110 kV同塔四回架设较分开架设时线下工频电场分布得到明显改善;330kV、110 kV线路分别采用逆相序排列,且同侧上层330 kV与下层110 kV线路也为逆相序时,线下工频电场分布改善效果最佳。     

110kV同塔多回线路带电作业技术研究

针对110 kV钢管塔圆(或方)横担结构的同塔多回线路上带电更换悬垂绝缘子串困难的现状,分析了带电更换110 kV同塔多回线路直线塔悬垂绝缘子串作业时主要影响因素,提出了进入作业电场的方式和使用的工具,并确定了该方法下应遵守的最小安全距离要求,研制了横担侧金属卡具,指出了作业中应注意的问题。     

交流1000kV同塔双回输电线路复合绝缘子电场分布

1000 kV同塔双回输电线路直线塔每回三相竖直排列,相间距离较小,且杆塔横担对相与相的屏蔽作用较弱,导致三相之间影响较大,从而使其电场分布具有与单回线路不同的特性。鉴于此,运用3维有限元方法,针对1000 kV单回和同塔双回输电线路直线悬垂塔,仿真计算了复合绝缘子及其均压环的电场分布。计算结果表明,在悬挂相同复合绝缘子、导线和相关金具的条件下,同塔双回线路绝缘子及其均压环的电场分布比单回线路畸变严重,复合绝缘子上场强高出约22.6%,均压环表面场强高出约15.4%,因此同塔双回线路在设计和试验时须考虑三相间的影响因素。     

110kV复合材料杆塔静电场仿真研究

依据110 kV复合材料杆塔的结构特点建立了复合材料单相塔头的三维静电场有限元模型,计算了该模型的电位和电场分布,对比分析了采用各种均压措施后其电位和电场强度分布的变化情况。结果表明:在金属螺栓上加圆头螺帽或采用复合材料螺栓均能有效改善螺栓表面的电场分布,其中使用复合材料螺栓的改善效果更为明显;与悬挂玻璃绝缘子串时相比,导线横担悬挂复合材料绝缘子时塔身的电位和电场强度均降低。     

500kV同塔双回直线塔优化设计

为了优化设计500 kV同塔双回直线塔,在目前主流的2种常规塔型基础上,创新性地设计出新型3层横担塔(伞型和鼓型),并对4种塔型塔头的结构形式、传力方式、横担特点等进行理论分析,详细列出了各塔型的优缺点.通过对4种塔型方案建模、优化计算,并对计算结果和经济效益进行分析比较,结果表明:新型3层横担伞型塔具有省材料、省走廊...     

地电位更换110 kV线路小间距双回路耐张塔绝缘子串

110kV线路小间距双回路垂直排列耐张塔两层横担间距为3.5米,无法满足作业人员进入中层或下层横担进行带电间接更换耐张绝缘子串作业的安全距离.采用旋转位移引流法利用绝缘钩杆将引流线向外侧挑起70°左右,两横担间可以达到3米以上的净空间距,保证作业人员安全进入横担处进行间接带电作业.     

基于有限元法的±500kV同塔双回线路电磁环境仿真计算

为了研究±500kV同塔双回直流输电线路的电磁场环境对带电作业人员的影响,以及对该输电线路带电作业安全防护提供理论仿真研究。以±500kV同塔双回直流输电线路型号为Z101的直线塔作为研究对象,采用Soild Works和COMSOL混合建模技术,建立了直线塔的三维模型。针对6种典型的带电作业位置,本文采用COMSOL软件对Z101直线塔的电场和电势分布进行了仿真研究。研究结果表明:5号作业位置的人体电势差最大,且除了4号和5号作业位置外,其他作业位置人体电势差值接近;此外,作业人员器官的最大电场强度出现在颈部和四肢处;5号作业位置处人体各器官的电场强度是最大的,普遍超过了规定安全作业限值。因此作业人员在该同塔双回直流输电线路上进行带电作业时,应穿戴屏蔽服,并做好其他安全防护措施,且所研究结果可为其他工程提供技术参考。     

复合材料杆塔线路电场分析

利用有限元分析了220 kV同塔双回钢管塔和同尺寸复合材料杆塔附近电场分布,并比较了2种材料杆塔线路对周围环境电场的影响.分析了杆塔处地面电场强度,对比了2种材料杆塔沿线路走廊纵向和沿走廊轴向2个路径的沿线电场分布.研究结果表明,复合材料杆塔在一定程度上改善了杆塔附近的电场环境.     

1 000 kV特高压双回输电线路钢管塔横担结构布置形式

对于1 000 kV特高压双回输电线路钢管塔,横担的实际受力情况与传统采用杆单元模型设计计算的结果存在较大的偏差。利用ANSYS数值模拟方法,分别采用杆单元模型和梁单元模型对特高压钢管塔横担布材形式进行计算分析,结合计算结果对特高压钢管塔横担布材及设计提出了合理建议。     

10kV与110kV混压并架线路带电作业人员安全防护研究

10kV与110kV混压并架输电线路可以有效集约土地资源,充分利用线路走廊。为了评估带电作业人员检修10kV配电线路时,上方110kV输电线路对其安全影响,采用有限元电场计算与电场实测的方法研究混压线路空间电场分布和作业人员体表电场分布规律,在此基础上提出了10kV与110kV混压并架输电线路检修作业安全防护方法。     

1000 kV级交流特高压输电线路导线最小对地距离研究

导线最小对地距离的取值是特高压输电线路设计过程中需要考虑的关键因素之一。通过总结国外特高压输电线路的相关研究成果,结合我国超高压输电线路的设计经验,提出了把"最大地面电场强度限值"作为我国交流特高压线路导线最小对地距离的选取原则。基于逐步镜像法建立了特高压架空线下空间电场的数学模型,并按照不同区域地面电场控制指标的要求,通过计算确定了1000 kV级交流特高压单回和同塔双回输电线路导线在相应区域下的最小对地距离。研究了线路运行电压、相间距离、分裂导线结构、导体布置形式和双回路相序布置方式等因素对导线最小对地距离取值的影响规律。     

一种求解同电压等级交流架空线路并行间距的方法

为求解同走廊同电压等级交流线路的并行间距,考虑架空线路并行时的电磁环境、风偏下的安全间隙及施工控制距离,得出多回交流线路并行间距的经验公式,并分析公式在理论和工程运用中的正确性和适用性。结果表明,并行间距由地面工频电场强度或电气安全距离控制,并可按经验公式确定。工程运用中,经验公式在各电压等级常规杆塔规划下均适用,在个别大档距下,需校核塔位异步布置时的电气安全距离,同塔双回路并行间距可借鉴此经验公式,110~330 kV电压等级线路并行间距可根据实际情况缩小。     

500 kV双回路三柱组合换位耐张塔的研究与应用

超高压双回路线路由于电气间隙大、绝缘子串长,换位时跳线布置方式复杂。双回路三柱组合换位耐张塔在2基主塔之间布置辅塔,利用辅塔跳线内绕进行跳线的上下交换,实现线路换位。采用这种换位方式的跳线接线简洁明了,设计、施工、运行都较为方便,总体性能更加安全可靠。三柱组合换位耐张塔通过分塔挂线、取消导线横担、优化跳线布置方案等手段,有效降低了塔高,减小了塔身尺寸,改善了铁塔受力,提高了结构可靠度,与常规双回路换位塔相比,三柱组合换位耐张塔塔重指标降低了23.4%。     

1000kV交流同塔双回输电线路的电气特性仿真分析

为研究1 000 kV同塔双回输电对继电保护装置的影响,需要首先对其电气特性进行深入研究。根据工程设计参数,在实时数字仿真器中建立仿真系统,进行有关模拟试验,将其主要电气特性与1 000 kV单回输电系统和500 kV同塔双回输电系统进行比较。主要针对互感的影响、谐波含量、非周期分量衰减时间、充电电流、恢复电压、高阻接地故障电流水平等进行分析和比较。从研究对继电保护装置影响的角度,分析特高压同塔双回输电系统的电气特征及其对保护装置产生的影响。特高压同塔双回线间的互感影响接地距离保护范围的准确性,故障电流中的非整数次谐波及衰减非周期分量影响继电保护装置的速动性,经高阻接地故障时,故障电流减小影响继电保护装置的灵敏性。继电保护生产厂商需针对这些新电气特征进行深入研究和改进。