架空线—GIL混合系统短路电流分布特性研究

由于采用管道密封绝缘输电,GIL系统受地形、天气和外界环境干扰较小,采用架空线—GIL混合系统输电会变得越来越普遍。当混合系统短路故障时,其电流分布将异于正常输电线路。为了明晰混合系统短路电流分流问题,文中首先建立了架空线—GIL混合输电系统模型,通过开关闭合操作模拟设置输电侧导线发生接地短路故障,GIL管廊内三相导线电流的增强倍数在1.01～2.08倍之间,且当发生三相接地短路故障时的电流增强倍数最高;设置GIL管廊内部导线发生接地短路故障,GIL管廊内三相导线电流的增强倍数在1.05～21.58倍之间,同样,当发生三相接地短路故障时的电流增强倍数最高,为GIL输电系统的安全性设计提供了技术支撑。     

特高压GIL接入对断路器瞬态恢复电压的影响

特高压气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)的接入对断路器瞬态恢复电压(TRV)幅值和瞬态恢复电压上升率(RRRV)均会产生影响,可能危及断路器开断能力。文中基于同塔双回特高压交流架空线-双回GIL混合输电线路,利用EMTP-ATP仿真研究变电站内断路器端部发生三相短路故障时,GIL长度、接入位置与GIL引接站测量设备对断路器TRV幅值和RRRV的影响。仿真结果表明,GIL的接入对断路器TRV幅值和RRRV有较大影响;GIL长度增加对TRV幅值产生较大影响,但对RRRV影响较小;为了限制RRRV,应将GIL安装在架空线中段,且应安装金属氧化物避雷器 (MOV)限制TRV幅值;GIL引接站测量设备对断路器TRV幅值和RRRV影响均较小。文中研究成果可为含GIL的特高压线路中断路器的TRV计算及参数设计提供参考。     

特高压双回路GIL感应电压电流计算分析

气体绝缘线路(GIL)回路间电磁感应关系不同于架空导线,线路中存在GIL将会影响感应电压、电流的计算结果,从而影响线路地刀的选型。文中以同塔双回架空线和GIL混合特高压线路为例,研究回路间电磁感应的计算。首先对GIL进行电气参数计算,并理论推导混合线路感应电压、电流计算公式;其次利用EMTP-ATP仿真验证理论分析结果,分别仿真研究了GIL在母线位置、在线路中间以及不含GIL 3种工况下的感应电压、电流变化规律,并分析了GIL在线路中间时感应电流大幅度增加的原因;最后研究了GIL在线路中长度占比的不同对感应电压、电流的影响。研究结果可为含GIL的混合线路地刀选型提供理论计算参考。     

行波测距法在架空-电缆混合线路中的应用

输电线路发生故障时，准确的故障点定位对于保障电力系统的经济性及安全可靠性非常重要。行波测距法在故障测距中已获得了广泛应用，但它主要针对的是架空线或电缆线这样的单线路，对于架空-电缆混合线路的故障测距还不熊很好地解决。文中主要介绍了一种用于架空-电缆混合线路行波测距的基于等价法的双端D型测距法，并通过仿真试验验证了其可行性。     

基于分布参数模型的混合线路故障测距新算法

通过研究基于分布参数模型的传统架空线路双端电气量测距方法,针对混合输电线路电气参数不一致的问题,提出了一种基于连接点电压比较分段故障定位的双端测距新方法.该算法基于混合输电线路分布参数模型,通过双端电流、电压值及不同线路电气参数推算各连接点处电压并比较其幅值大小,确定故障发生区段,利用故障区段两端连接点电压、电流按传统单一输电线路双端电气量测距原理计算故障距离.理论分析和ATP/MATLAB仿真表明,该方法能够准确确定电缆-架空线混合输电线路故障位置,并适用于更为复杂的多段混合输电线路.     

基于分布参数模型的混合线路故障测距新算法

通过研究基于分布参数模型的传统架空线路双端电气量测距方法,针对混合输电线路电气参数不一致的问题,提出了一种基于连接点电压比较分段故障定位的双端测距新方法。该算法基于混合输电线路分布参数模型,通过双端电流、电压值及不同线路电气参数推算各连接点处电压并比较其幅值大小,确定故障发生区段,利用故障区段两端连接点电压、电流按传统单一输电线路双端电气量测距原理计算故障距离。理论分析和ATP/MATLAB仿真表明,该方法能够准确确定电缆-架空线混合输电线路故障位置,并适用于更为复杂的多段混合输电线路。     

特高压直流输电线路基本类型

<正>特高压直流输电线路可分为架空线路、电缆线路以及架空—电缆混合线路3种类型。直流架空线路因其结构简单、线路造价低、走廊利用率高、运行损耗小、维护便利以及满足大容量、长距离输电要求的特点,在电网建设中得到越来越多运用。直流输电线路通常采用直流架空线路,只有在架空线线路受到限制的场合才考虑采用电缆线路。     

基于混合式断路器的直流电网保护方案研究

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流输电(high-voltage direct-current,HVDC)将是未来直流电网重要发展方向之一。相比电缆输电,长距离架空线输电成本低,而直流故障隔离是在架空线路上应用柔性直流输电的棘手问题。首先,研究混合高压直流断路器的直流故障处理方案,提出基于直流电网的3种保护方案,包括线路差动保护,母线差动保护和后备保护;其次,结合实际工程中的现有技术,论述选取参数的原则,采用架空线输电方式搭建了具有混合直流断路器的多端直流电网仿真平台并进一步验证了所提出方案的可行性和有效性。最后,通过仿真分析表明,混合高压直流断路器能够在数ms之内断开故障电流,所提出的3种保护方案能够自动、快速、有选择性地隔离故障,且无故障部分正常运行。     

基于声源信号的GIL击穿性放电定位研究

气体绝缘金属全封闭输电线路(gas-insulated metal enclosed transmission line,GIL)与传统的架空线及电力电缆相比,具有占地面积小、输电容量高、受电磁干扰小等优势。由于GIL管道狭长,对击穿点的故障定位是现场耐压试验的难点。本文提出一种结合小波的EMD算法对干扰信号进行去噪,并根据GIL击穿故障的声信号特点提出将直达声信号首上升沿作为特征值进行时延估计。试验结果证明,将声信号用于GIL击穿性放电故障可以实现故障点的精确定位,是一种可行有效的新型故障定位方法。     

苏通综合管廊工程特高压GIL关键技术要求EI北大核心CSCD

苏通综合管廊工程采用特高压气体绝缘输电线路(gas-insulated transmission line,GIL)敷设于长江底部隧道中跨江,首次在架空输电线路中间应用GIL,没有先例可借鉴。特高压GIL电压高、距离长、运行工况特殊,设备可靠性和故障后快速恢复能力要求很高,技术条件须研究明确。基于对架空-GIL混合输电系统运行特点和管廊应用特殊性的研究,分析提出特高压GIL关键技术要求。首先,从系统运行的总体要求出发,基于系统仿真分析并参考相关标准,提出特高压GIL技术参数及关键技术条件,包括额定电压、额定电流、额定短路电流、感应电压和电流、过电压与绝缘配合、通流与温升、密封、接地、现场试验等。进而,从保证管廊内GIL设备长期运行可靠性出发,针对关键组部件,提出特高压GIL用感应电流快速释放装置、导体电联结触头、绝缘子、外壳和伸缩节等的技术要求,从而为管廊工况下GIL的设计和研制提供参考依据。     

一种基于三端直流输电系统的架空线路谐波电流计算方法

针对三端直流输电系统可能出现的架空输电线路谐波电流放大问题,对不同运行方式下的双极线路谐波电流开展研究。基于波阻抗理论,将对称运行的直流线路简化为对称分量回路,并求取单位长度参数;分析了均一线路谐波电流的计算方法;在此基础上结合波的折反射原理,提出了一种计算混合线路谐波电流的方法。通过在PSCAD/EMTDC平台上搭建相应的直流线路模型进行仿真,并与理论计算结果对比,表明该计算方法在求取三端直流输电系统不同运行方式下的线路谐波电流方面具有较高的准确性。     

混合线路故障测距算法及其重合闸策略分析

研究了电缆一架空线混合输配电线路的结构和特点,分析了混合输配电线路故障行波特性.在此基础上,针对混合输配电线路波速不连续的问题,提出了一种基于时间差比较分段故障定位的双端行波测距算法.理论分析和ATP/MATLAB仿真表明,该方法能够准确确定电缆一架空线混合输配电线路故障位置,并适用于更为复杂的多段混合输配电线路.依据精确测距结果,可确定保护跳闸后重合闸动作策略,提高供电可靠性.     

Gas insulated transmission lines for high power transmission over long distances

The gas insulated transmission line (GIL) is a technology developed for the needs of the 21st century, where huge metropolitan areas need an electrical supply for the public and industry. Natural resources of energy are often far away from metropolitan areas. The GIL, as an alternative to overhead lines and synthetic cables, will help to solve local energy supply needs. The technology developed is based on over 20 years of experience, with gas insulated systems that are in synergy with pipeline technic.     

随桥电缆-架空混合线路的电缆护套过电压特性仿真分析

随桥电缆作为跨海输电系统的重要组成部分,其安全稳定运行对于整个输电系统的可靠性有重要影响。论文以舟岱大桥220 kV随桥电缆工程为研究对象,考虑架空线路的影响,基于PSCAD/EMTDC暂态仿真软件建立了随桥电缆-架空混合线路的仿真模型,对雷击故障和操作故障下的电缆护套过电压特性进行了研究。结果表明：雷击架空线路时,护套过电压幅值随击距的减小而增大,随杆塔接地电阻的增大而增大,过电压幅值最高可达到46.4 kV;单相接地故障下,接地相角为90° 时护套过电压最严重,过电压幅值最高可达到15.9 kV;非全相操作故障下,电缆护套过电压幅值受故障距离的影响不大,两相断线的护套过电压比单相断线更严重。研究工作为随桥电缆-架空混合线路的绝缘配合设计提供了参考依据。     

基于电流互感器的长距离GIL短路故障在线定位方法研究

气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal-enclosed transmission line,GIL)内部发生短路故障后,如何在线准确、快速地确定故障位置,缩短故障后的检修时间,对电网的安全稳定运行至关重要。本文通过分析汇流排处电流互感器检测到的电流的特征,提出一种基于汇流排电流的长距离GIL短路故障在线定位方法。首先从理论上计算了GIL发生短路故障时,流过各电流互感器电流的特征;然后分析了GIL接入的架空线发生接地故障时,各电流互感器测得的电流分布,在此基础上,利用故障点两侧电流互感器的测量结果,制定出GIL短路故障的在线定位判据。还针对当短路故障位于GIL首/末段时无法精确定位的特殊情况,提出应缩短GIL首/末段两侧电流互感器的安装距离。本文提出的定位方法只与位于故障点两侧最近的两电流互感器测得的电流幅值有关,原理简单,结果准确。最后,以苏通GIL综合管廊工程为例,验证并说明了本文所提出方法及结论的正确性与有效性。     

直流气体绝缘输电线路的绝缘设计

气体绝缘输电线路(gas insulated transmission line,GIL)与架空线路相似但占地空间小、损耗低,在高压直流输电和特高压直流输电领域具有较大的应用空间。通过分析表面电荷和金属导电微粒对绝缘子沿面放电的影响,指出了绝缘子表面电荷积聚和自由金属导电微粒附着是降低直流GIL绝缘性能的重要原因。采用了使电场分布合理的方法,即半圆锥形盆式绝缘子的优化和表面电阻率阶梯分布的覆膜。设计了包括电极覆膜、微粒陷阱、驱赶电极和屏蔽环的直流GIL的绝缘结构。     

高压长距离压缩空气绝缘输电线路的发展前景

传统架空线输电方式易受外界环境影响,交联电缆长期运行有介质老化问题,且由于制造工艺的限制,电缆最高运行电压及输送容量已达技术极限。为此基于传统气体绝缘输电线路(GIL),提出一种新的输电方式——压缩空气绝缘输电线路(CAIL)。用压缩空气取代GIL中的SF6,不仅可以降低成本且利于环保,同时采用管式结构,不受天气影响,便于地埋。使用该技术能有效节省输电走廊,利于构建智能电网,保密性及安全性强,同时便于输电线路的维护,防止气候所引起的恶性事故的发生。对该输电方式的总体设计思路及经济性进行了分析,分析表明,CAIL是一种有前途的新型环保输电方式。     

基于随机森林算法的架空输电线路状态评价方法

对电网中架空输电线路进行准确的状态评价可以有效降低故障率,提高系统的供电性能。该文提出一种基于随机森林算法的架空输电线路状态评价方法。首先,通过对架空输电线路状态的影响因素分析,以线路8个单元选取的状态量和特殊情况状态量构建了包含79个状态量的架空输电线路状态量体系。其次,基于随机森林算法,构建了架空输电线路状态评价的多棵子决策树组合分类模型。然后,通过优化决策树数目和随机特征变量,提高随机森林算法分类性能和计算效率。最后,以某市110 kV电压等级架空输电线路实际数据进行实例分析。结果表明,采用该方法可实现架空输电线路状态的准确评价,从而为区域电网的运行调控提供决策支持。