特高压电晕笼防护段的设计

为了克服特高压电晕笼设计中电晕笼两端部的电场畸变,确保电晕特性测试准确有效,需要增设一定长度的防护段。采用三维有限元方法精细计算了电晕笼内导线表面电场分布,分析了导线弧垂对防护段长度的影响并提出了新颖的电晕笼防护段设计方法。计算说明新型结构的防护段能有效平滑和抑制电晕笼端部附近导线表面电场的畸变,使电晕笼内导线表面电场更趋于一致,提高了电晕特性试验的准确性。     

交流电晕笼电晕特性数值计算分析(Ⅰ)——3维离子流场与电场分布

电晕笼被广泛采用于特高压交流输电线路的电磁环境试验研究。基于模拟电荷法建立了特高压交流电晕笼3维电场计算模型,计算中考虑了有限长导线的端部效应和分裂子导线表面场强的不均匀性,以及笼内3维空间电荷对导线起晕、电荷发射和迁移等物理过程的影响,比2维模型更符合实际情况。按此模型计算了500 kV交流电压下特高压电晕笼试验导线表面附近的3维电场分布,得到了交流周期内子导线表面场强的沿线分布,结果表明端部效应主要影响5 m防护笼内导线表面场强。此外通过电场强度云图分析了空间电荷影响下测量笼截面上的场强分布规律,结果表明场强10 kV/cm的区域为子导线表面外侧半径0.1 m范围内,空间电荷则分布于分裂导线外半径1 m的环状区域内,对此区间内电场强度的影响范围在-5~7 kV/cm间。     

1000kV与500kV交流同塔输电线路的电晕损耗仿真及试验分析

为了获得双回1 000kV与双回500kV交流同塔多回输电线路雨天电晕损耗的数据,开展了试验及仿真计算研究。采用有限元方法对电晕笼内和华东地区拟架设塔型的导线表面电场强度进行了计算;应用光纤数字化电晕损耗测量系统对电晕笼内4×LGJ-630和8×LGJ-630导线分别进行了干燥和淋雨条件下的电晕损耗测量;采用电晕损耗等效方法计算了淋雨条件下拟建塔型的电晕损耗。结果表明:干燥条件下,电晕笼内的4分裂导线和8分裂导线分别在施加电压为350kV和400kV时全线起晕;而在大雨条件下则没有明显的全线起晕拐点。计算得到双回1 000kV与双回500kV线路在大雨下单位长度(1km)电晕损耗分别为300.99kW和80.92kW。     

在小电晕笼中分裂导线交流电晕的起始电压分析

电晕起始电压是研究导线电晕特性的重要参量,对于指导超、特高压输电线路的设计具有重要意义。为此,利用电晕笼进行电晕起始电压的研究,电晕笼尺寸为1.8 m×1.8 m,测量段部分长3 m,两侧防护段各有0.5 m长。实验时,将导线同轴放置在电晕笼的中心位置,利用电晕笼电晕损失测量系统测量不同电压下导线的电晕电流和电晕损失,根据电压-电晕损失曲线,利用切线法估算导线的电晕起始电压值,并研究在导线表面干净和污秽条件下不同导线的电晕起始电压值,获得了LGJ-300/40、LGJ-400/35和LGJ-630/45导线在干净和污秽条件下的起晕特性。研究结果表明,干净条件下,起晕电压随导线半径增加而下降,污秽条件下导线起晕电压变化规律类似。此外,随污秽尺寸增大,对导线表面场强的畸变作用增强,这也会降低导线起晕电压。     

不同子导线排列下电场精细化模拟研究

高压输电线路常采用多分裂导线提高单位输电线路的输电容量,由于子导线之间的互相影响,表面电场分布并不均匀.这种不均匀性增大了相导线的表面电场强度,导线表面场强达到电晕起始场强后,会产生电晕乃至放电,从而产生电晕损耗、电磁、无线电干扰、可听噪声以及加速老化等问题,威胁线路的正常运行.目前国内外通过有限元法对不同布局时的分裂...     

嵌套在人工气候罐中的电晕笼设计

为了准确模拟高海拔地区特、超高压输电线路由于电晕产生的可听噪声、无线电干扰、电晕损耗等电晕效应,设计出能够放置在人工气候环境试验室中对不同型式导线进行电晕特性试验的电晕笼,基于已知的常规电晕笼设计原则,使用电磁场计算软件ANSYS仿真得到电晕笼内不同型式导线达到指定表面电场强度时所加电压,分析电晕笼不同截面尺寸下、在不同海拔高度的绝缘裕度,以得到电晕笼截面尺寸的合适值,然后根据人工气候环境室的实际可用空间大小来决定电晕笼的长度以及截面尺寸。最终以8分裂导线所得参数为主,设计出能放置在人工气候环境室中电晕笼,其截面边长为6m、长度为19m。将该电晕笼放置在人工气候环境试验室中进行实测,根据所测无线电干扰值,绘出对应不同海拔高度下的无线电激发函数曲线,曲线表明随着海拔高度的升高,导线上产生的无线电干扰值变大。     

750 kV输电线路电晕损失测量技术

介绍了在西北高海拔地理环境下,750 kV输电线路电晕损失测量技术研究的重点成果。研究了光纤数字化电晕损失测量方法,利用电晕笼获得不同类型750 kV输电线路导线在不同场强下电晕损失的关键参数;借助可移动式电晕笼,在环境气候实验室获得0～4 000 m海拔下750 kV输电线路导线电晕损失的实测曲线;首次提出指数形式以及改进线性形式的六分裂导线电晕损失海拔修正方法;研究结果对不同海拔高度的750 kV输电线路导线结构设计具有参考价值。     

特高压电晕笼的多分裂导线电晕损失测量系统

为准确、连续地测量特高压分裂导线电晕损失,对传统的电桥法进行改进并根据特高压电晕笼机械与电气特性,结合光纤传输技术,采用混合型光供电电子式电流互感器测量特高压电晕笼中分裂导线电流;采用电容分压器测量特高压电晕笼导线试验电压。基于虚拟仪器技术,采用瞬时功率法研制了一套光纤数字化特高压电晕笼电晕损失测量系统,经校验该系统满足0.2级准确度要求,能够较为准确测量电晕笼导线电晕损失。对晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程用8×LGJ-500/35导线开展起始电晕特性和电晕损失特性试验研究结果表明,在干燥条件下分裂导线起晕场强为27.64 kV/cm(峰值),正常运行电压下不会出现全线起晕的情况;20 mm/h大雨条件下分别对应特高压交流单回试验线段边相和中相导线表面场强,电晕笼导线电晕损失为50.83 W/m和59.73 W/m;可以应用该系统进一步研究我国特高压交流输电线路电晕损失规律。     

超/特高压交流输电线路电晕损失的数值仿真研究

电晕决定输电线路的电磁环境特性。采用模拟电荷法计算交流输电线路的电晕损失,交流导线用多根线电荷表示,导线表面场强超过起晕场强时令一定量电荷由导线表面发射到空间中。将交流周期分为若干时段,在每一时刻都考虑了导线表面电荷发射、空间电荷运动、空间电荷复合等效应,重复计算若干周期直至离子流场稳定。在已有方法的基础上改进了起晕条件和电荷发射的计算方法,考虑了导线表面电场不均匀性对电晕放电的影响,从而可以对多相多分裂导线离子流场进行仿真计算,进而计算得到线路电晕损失。对三相8分裂特高压交流线路电晕损失计算结果与试验结果有较好的一致性。     

基于脉冲电流法判断输电线电晕放电研究

对输电线电晕放电的起晕电压、电晕脉冲电流、起晕场强进行了研究。采用基于脉冲电流法判断电晕笼内单根输电线起晕电压。通过局部放电检测回路中的检测阻抗,获取电晕脉冲电流波形。当脉冲电流持续出现时,此时导线所加电压,即为电晕起始电压。根据实验得到的起始电晕电压,借助有限元法计算笼内导线表面及其附近场强,结果与通过皮克经验公式得到的较为接近,验证了脉冲电流法判断输电线路起晕电压的合理性。