风对高海拔特高压直流输电线路可听噪声影响的初步试验研究

高海拔地区特高压直流输电线路的电晕及其电磁环境问题已成为输电线路设计的瓶颈与最大障碍,而电晕引起的可听噪声(audible noise,NA)则是其主要制约因素之一。在高海拔地区经常伴随有各种情况的大风天气,其对可听噪声的影响不容忽视。本文依托特高压工程(昆明)国家工程实验室在海拔2 100 m处建设的,长800 m的双极直流试验线段,对可听噪声进行了长期的试验测量。通过将试验结果与理论分析相结合,初步研究了特高压直流线路可听噪声的特性,并着重分析了风速及风向对NA分布特性的影响。     

云南-广东±800kV特高压直流输电线路可听噪声仿真计算与测试分析

为研究特高压直流(UHVDC)输电线路可听噪声特性及环境影响,对±800kV云南-广东(简称云广)直流线路可听噪声进行了理论计算和测量分析。基于特高压直流输电线路导线表面最大电场计算的简化模型和BPA经验公式进行了可听噪声的理论计算。结合云广工程特点阐述了特高压直流输电线路可听噪声的测量环境、位置、时间、注意事项、数据记录、评价值与分析依据。将理论值与现场测量值进行比较分析可得:在正极半压和负极全压、负极半压、负极全压运行方式下可听噪声的测量值呈振荡性;不同月份的双极全压运行方式下可听噪声的测量值与理论值的误差明显小于正极半压和负极全压、负极半压、负极全压运行方式下所得到的误差。云广特高压直流线路可听噪声的测量值在海拔高度700m处的双极之间受周围植被影响而使得测量值偏小,其他海拔高度测量点的可听噪声分布均以最大值为中心、沿垂直于导线方向的两侧分布呈衰减趋势。在不同海拔高度下,双极全压运行的云广直流线路可听噪声的测量值满足噪声电磁环境限值。     

±500kV三沪直流输电线路电磁环境测试分析

±500 kV三沪直流输电线路极导线垂直排列方式在世界上首次应用于工程,系统了解这种导线布置方式下地面合成场强、无线电干扰等电磁环境水平,可为今后广泛应用于直流输电工程设计,以减小线路走廊宽度、满足电磁环境要求提供技术支持,故在±500 kV三沪直流线路调试期间,依据环评标准测量了极导线垂直排列和水平排列线下的电磁环境参数。测量结果为:极导线垂直排列线下合成场强最大值为15 kV/m,水平排列合成场强最大值为8.2 kV/m(正极导线侧);极导线垂直排列、水平排列正极导线投影20m处的无线电干扰值分别为51.0dB5、3.3 dB,这些参数均满足地面合成场强<30kV/m,无线电干扰水平<55dB的设计要求。     

云南—广东±800kV特高压直流线路无线电干扰仿真计算与测试分析

为研究特高压直流输电线路无线电干扰特性及环境效应,开展了±800kV云南—广东(简称云广)直流线路无线电干扰的理论计算与现场测量。利用等效电荷法和国际无线电干扰特别委员会(CISPR)经验公式分别计算特高压直流输电线路导线表面最大电位梯度和无线电干扰分布,并将理论计算值与现场测量值进行比较。分析结果表明:随着测点距离负极导线距离的增加,负极半压、负极全压运行的无线电干扰呈逐渐减小的趋势;正极半压和负极全压运行的无线电干扰测量值变化平缓且大于负极半压运行的,但小于双极全压和负极全压运行的测量值;双极全压运行测量值与理论计算值的误差小于其他运行方式的,但当无线电干扰测点的导线对地高度为49m,或线路临近500kV交流输电线路,或海拔高度为1 900m时,双极全压运行的测量值与理论计算值的误差偏大;不同海拔下的云广特高压直流线路,在正极外20m至负极外20m之间,无线电干扰变化趋势是先减小后增大,该区域以外无线电干扰值呈衰减分布。因此,不同运行方式下受测量环境因素的影响无线电干扰的测量值与理论计算值的分布规律存在差异,但不同海拔高度下双极全压运行的无线电干扰测量值都满足电磁环境限值要求。     

特高压直流导线在单双极电晕笼中的可听噪声测量与分析

利用国家电网公司特高压直流试验基地直流电晕笼,对特高压直流导线在正极、负极、正负双极电晕笼中的可听噪声测量方法进行了研究。对单双极电晕笼内直流导线的表面电场进行了有限元仿真计算。计算结果表明,若施加相同等级的电压,单双极电晕笼中直流导线表面的平均最大标称电场相对差值在0.4%之内,采用单、双极电晕笼试验对导线表面场强的影响可以忽略不计。对单双极电晕笼中的特高压直流正极、负极、正负双极导线的可听噪声进行了全电压测量与分析。结果表明,对于我国现有的直流线路来说,利用正单极电晕笼代替正负双极电晕笼进行可听噪声试验是可行的。     

±500kV三沪直流输电线路电磁环境测试分析

±500kV三沪直流输电线路极导线垂直排列方式在世界上首次应用于工程，系统了解这种导线布置方式下地面合成场强、无线电干扰等电磁环境水平，可为今后广泛应用于直流输电工程设计，以减小线路走廊宽度、满足电磁环境要求提供技术支持，故在±500kV三沪直流线路调试期间．依据环评标准测量了极导线垂直排列和水平排列线下的电磁环境参数。测量结果为：极导线垂直排列线下合成场强最大值为15kV／m．水平排列合成场强最大值为8．2kV／m（正极导线侧）；极导线垂直排列、水平排列正极导线投影20m处的无线电干扰值分别为51．0dB、53．3dB，这些参数均满足地面合成场强〈30kV／m，无线电干扰水平〈55dB的设计要求。     

±800 kV云广特高压直流线路合成电场仿真计算与测试分析

为研究实际运行特高压直流输电线路复杂环境的合成电场特性及环境影响,开展±800 kV云广直流线路合成电场测量与分析。建立了特高压直流输电线路合成电场计算模型及算法流程,阐述了特高压直流输电线路合成电场的测量仪器、环境、位置、数据记录和处理方法。不同运行方式下的测试结果表明:正极半压和负极全压下测量值与理论值的误差小于负极全压运行下的误差,但大于双极全压运行下测量值与理论值的误差;因测试点的海拔高度、导线对地高度、温/湿度、风速、风向等因素影响,负极半压、正极半压和负极全压、负极全压运行的合成电场值上下浮动于不同月份的双极全压测量值;不同测试点的合成电场的80%值和95%值对应的测量位置基本相同,同时所有测量结果满足合成电场环境限值且有足够的裕度。云广直流工程的电磁环境设计合理性得到了验证。     

±800kV输电线路按电晕条件的导线选择

现有的±500kV直流输电线路的导线选择是按电晕无线电干扰(RI)条件校验的,而±800kV直流架空输电线路的电晕噪声干扰(AN)、对环境的影响已超过RI成为导线选择的控制因素,为此对比了国外直流试验线路的RI和AN的测试数据与国外的经验公式,发现美国电力研究院的RI计算公式和美国邦维尔电力公司的AN计算公式,可用于云广±800kV直流线路工程设计。结合云广线的实际情况,推荐电晕噪声限值45~50dB进行导线选择,采用6×LGJ-630/45钢芯铝绞线,即满足环保要求又经济合理。     

高海拔地区特高压直流试验线段下的地面合成电场强度特性

为获得高海拔地区特高压直流输电线路的电磁环境特性,为线路设计提供可靠参考,基于海拔2 100m的昆明特高压国家工程实验室的特高压直流试验线段,开展了地面合成电场强度ES的长期统计测试。通过线下多点同步测量,获得了不同工况下ES的横向分布。基于标准工况下的长期统计测试结果,获得了ES的累积概率分布。通过改变导线最小对地高度、极间距、分裂间距等线路参数,获得了其对ES分布的影响规律;并分析了电压和极性对ES幅值及横向分布的影响规律。测试结果表明:1)额定工况下,ES横向分布的极值出现在加压极导线对地投影附近,且负向极值比正向极值大。单极电压下的极值位置比双极电压下更靠近相应加压极导线。2)额定工况下,春季ES正向极值的50%统计值为19.10kV/m,负向为-25.00kV/m;秋季则分别为23.10kV/m和-21.50kV/m。3)随着导线最小对地高度、极间距及分裂半径的增大,ES减小;分裂半径在0.35～0.50m范围内变化对ES的影响不明显。4)ES幅值随着导线电压单调增大,单极电压下ES的增长率和双极电压下基本一致。     

1000kV皖南—浙北特高压交流线路静电感应电压分析

为合理选择特高压交流线路参数测试设备,确保测试人员和试验设备安全;同时为有效开展测试结果的干扰分析,有必要分析1 000 kV特高压交流线路上的静电感应电压。调查了1 000 kV皖电东送特高压交流输电线路皖南—浙北段邻近±800 kV、±500 kV直流线路分布情况,分析了±800 kV、±500 kV直流线路在特高压交流线路上产生静电耦合电压的影响因素,仿真计算得到了邻近直流线路在1 000 kV特高压同塔双回线路上产生的感应电压。结果表明:皖南—浙北段特高压交流输电线路平行于多条±800 kV、±500 kV直流线路。邻近直流线路单极运行时,特高压交流线路上的感应电压为8~70 kV,明显高于双极运行时的感应电压0.5~10 kV。邻近直流线路单极运行时,随着接近距离的增加,特高压交流线路上感应电压的减小速率很缓慢,明显小于双极运行情况;最近距离由50 m增加至200 m时,单极运行工况下的感应电压减小约10%,而双极运行工况下的感应电压几乎减小至0。由于不同相别导线的位置差异,各相导线上的感应电压值存在明显差异;邻近直流线路单极运行时,不同相别导线感应电压的最大值、最小值相差4~7倍。研究结果为1 000 kV同塔双回线路参数现场测试提供了重要参考。     

±800 kV直流输电工程空气间隙海拔校正系数试验研究

分别在0、1 970、2 245和3 723 m海拔地区开展了±800 kV直流输电线路真型尺寸模拟杆塔和换流站极母线空气间隙50%操作冲击放电特性对比试验研究。通过分析计算，给出了±800 kV高压直流工程高海拔地区直流线路和换流站典型空气间隙操作冲击放电电压的海拔校正系数；并讨论了高海拔地区空气间隙放电特性的校正方法。     

高海拔±800 kV直流输电线路电磁环境测量

直流输电线路的电晕及其相关的无线电干扰、可听噪声以及合成场强、地面离子流密度等参数已成为系统设计和运行的主要制约因素。在特高压工程技术（昆明）国家工程实验室（海拔2 100 m）内开展了±800 kV直流输电线路电晕特性及其电磁环境测量,介绍了测试系统及其设备原理,研究了电晕特性及其电磁参数在不同气象条件下的分布,结论为：气象条件对电磁环境影响明显。     

±800kV直流输电线路对邻近树木影响的研究

通过试验,确定±800kV直流输电线路极导线与树木之间的最小距离,对于线路设计、建设、保护环境和控制工程投资具有重要意义。为此分析了国内外输电线路对树木影响的研究现状,制定出试验方法。选择30种不同树木,在特高压直流试验线段下,进行±800 kV直流输电线路对树木短期影响的试验,获得了树木出现明显电晕时树木与极导线之间的距离。在试验线段下种植90棵树木,进行了±800 kV直流输电线路对树木长期影响的试验,获得了烧伤树木与极导线之间的距离。根据试验结果,综合考虑试验中树木烧伤、树木出现明显电晕和极导线下方空间合成电场分布特点,给出了±800 kV直流线路极导线与树木之间最小垂直距离的建议。     

750 kV同塔双回交流输电线路电磁环境研究

我国西北电网规划的多条750kV交流输电线路位于高海拔地区,无线电干扰和可听噪声等电磁环境问题更加严重。因此,研究750kV交流输电线路电磁环境问题对我国750kV输电工程建设具有重要意义。计算一条典型750kV同塔双回交流输电线路,最大运行电压分别为775.0kV、787.5kV、800.0kV下无线电干扰、可听噪声、线路下方距地面1m水平线上工频电场强度、导线最低对地距离和走廊宽度。按文献给出的电磁环境标准进行讨论,结果表明:通过选择合适的线路参数(导线最低对地距离、海拔高度等),可满足3种最大运行电压下电磁环境指标要求。     

±800 kV特高压直流输电线路电磁环境参数的计算研究

针对±800 kV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±800 kV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。     

±500kV同塔双回直流线路极导线排列方式探讨

±500kV同塔双回直流输电由于输送容量大、占地少等因素在我国得到了推广应用。±500kV同塔双回直流极导线排列方式应综合考虑电磁环境、防雷性能、走廊宽度、电晕等因素并结合工程本体造价综合考虑。本文以溪洛渡送电广东±500kV同塔双回直流输电工程为例,从导地线表面场强、地面合成场强、离子流密度、可听噪声、无线电干扰、导线对地最小距离及走廊宽度、防雷性能等方面,对同塔双回直流线路几种极导线排列方式进行了综合比较分析。     

±800kV云广UHVDC输电线路合成场强计算

为研究和确定高压直流输电线路的特有电磁环境参数(也是主要的环境影响指标之一)合成场强,利用有限元法计算了±800 kV云广特高压直流线路为5分裂和6分裂共5种极导线,极导线间距为22 m,对地最低距离为16、18、20和22 m时导线下方地面处的合成场强。提出了±800 kV云广特高压直流线路下地面合成场强按30kV/m控制,当采用5×LGJ-630/45及以上截面极导线时,导线最小对地高度应≮18m的结论。     

基于PSCAD的特高压直流输电系统单相接地过电压的研究

以±800kV云广特高压直流输电工程为背景,应用电磁暂态计算软件PSCAD建立了特高压直流输电系统模型,详细研究了特高压直流线路距整流站不同距离发生对地闪络故障时过电压的沿线分布及水平,指出直流线路中点故障时非故障极线路中点的过电压幅值最高,计算分析了杆塔接地电阻、换流站端部阻抗、线路长度及线路参数等因素对线路过电压水平的影响。     

±800kV特高压直流线路带电作业研究现状分析

带电作业可有效保证±800 kV特高压直流输电线路安全稳定运行。针对±800 kV特高压直流线路带电作业研究现状,分析了进出等电位方法,研究了作业安全距离和组合间隙距离,确定了安全防护原则,并提出了一种基于光纤电场传感器的绝缘子检测方法,为±800 kV特高压直流输电线路带电作业提供了依据和参考。