柔性缆状石墨接地在输电线路工程中的应用

本文介绍了柔性缆状石墨防雷接地极结构和性能特点及电气设计,结合几年来实施的输电线路接地极改造工程实际,总结出这种柔性缆状石墨接地极常用敷设型式。通过全寿命周期理念比较得出,柔性缆状石墨具有明显的社会经济效益。本文介绍了柔性缆状石墨防雷接地极结构和性能特点及电气设计,结合几年来实施的输电线路接地极改造工程实际,总结出这种柔性缆状石墨接地极常用敷设型式。通过全寿命周期理念比较得出,柔性缆状石墨具有明显的社会经济效益。     

柔性石墨复合接地材料及其接地特性

鉴于电力接地领域现行金属接地材料存在易腐蚀、运输施工难度大、与土壤间隙大、易偷盗以及高成本等实际工程问题,研发一种新型复合接地材料——柔性石墨复合接地材料。首先简要阐述该新型接地材料的接地特性;然后采用有限元计算方法对比分析新型接地材料和常见铜、钢接地材料的电磁特性(趋肤效应及电感效应);继而基于数值计算结果对柔性石墨复合接地材料进行结构改进,制备了扩径石墨复合接地材料,并分析石墨复合接地材料在输电线路杆塔接地应用的可行性;最后通过新型接地材料在110k V和220k V输电线路杆塔接地工程中的现场测试数据,验证本文所述柔性石墨复合接地材料的可靠性。研究内容对电力系统接地领域防腐工程具有实际应用价值。     

柔性石墨复合接地材料及其在输电线路杆塔接地网中的应用

针对电力接地领域现行金属接地材料通常面临的腐蚀、运输施工难度大、与土壤间隙大、易被偷盗以及高成本等问题,研发一种柔性石墨复合接地材料。首先对该新型接地材料的接地特性作简要阐述,分析了接地材料电磁特性对冲击接地电阻的影响,进一步地对新型接地材料进行结构改进,制备了扩径石墨复合接地材料。接着对该新型接地材料在输电线路杆塔接地应用的可行性进行分析。最后将该新型接地材料在110 kV输电线路杆塔接地工程中的应用作简要阐述,表明了柔性石墨复合接地材料在恶劣地质条件下能够满足实际工程要求。     

特高压直流入地电流对附近杆塔地网腐蚀评估

为了有效开展直流入地电流对交流电网的影响评估,指导特高压直流接地极工程的选址建设,以国家电网公司正在建设的±800kV某特高压直流输电工程接地极(址)及邻近500kV交流输电线路杆塔实际参数为例,采用接地仿真计算软件建立了相应的极址土壤模型和线路电气模型,对流入输电线路各杆塔接地体的直流电流及分布特性进行了全面、系统的研究,根据接地极在设计寿命内的总安时数和运行方式计算得到了单基杆塔接地体的腐蚀量,分析表明杆塔地网腐蚀量与接地极运行的安时数、流出该基杆塔接地体的电流值以及使该基杆塔接地体电流流出时接地极的运行时间成正比,且主要集中在接地体的末端,建议应根据极址土壤电阻率参数和系统额定电流来确定接地极与输电线路的最小距离要求。该成果可用于指导直流接地极设计中类似问题的研究。     

超高压直流输电线路共用接地极电气特性研究

直流输电一般采用双极两线-地制构成方式,接地极线路从换流站引出到接地极,接地极尺寸近100万平方米.随着华南地区直流输电线路的增加,接地极的建设选址愈发困难,同时造成大量的土地占用,并且两变电站间若存在较大电位差将引起交流系统的直流偏磁效应.为此研发了深井接地极和共用接地极技术,建设世界首例千米级深井接地极,节约极址占地面积90％,接地极电阻减少2/3,接触电势降低80％.依据中国南方电网实际直流工程介绍EHVDC的建模仿真方法,分析了两条超高压直流输电线路电磁环境和直流线路与接地极线路同塔架设对共用接地极及其线路电气特性影响.     

高压输电线路石墨基柔性接地缆的产品选型研究

目前,我国高压输电线路所使用新型石墨基柔性接地缆有两种较为常见的结构型式,即Φ20带钢芯的石墨基柔性接地缆以及Φ28纯石墨基柔性接地缆。为研究两种型号产品的不同使用环境,主要对两种产品的防腐蚀性能、耐雷性能以及技术经济性三个方面进行了对比分析及计算。研究结果表明:Φ20带钢芯的石墨基柔性接地缆较为适合应用于高土壤电阻率且不需考虑防腐问题的区域;Φ28适合应用盐渍土、盐碱地等易腐蚀土壤区域;以防腐为主要目的的纯石墨基柔性接地缆外径不宜低于28 mm,且自身电阻率应满足不大于5×10-5Ω·m的防雷热稳定要求。研究结论可以对新型石墨基柔性接地材料在输电线路杆塔接地网的应用和产品选型提供一定的参考。     

特高压直流输电线路接地极线路高阻故障测距方法研究

直流接地极线路不同于直流输电线路,其在正常运行下,电压电流的值均很小,且极址点是通过阻值很小的过渡电阻接地,因此接地极线路精确定位是故障测距的难点。理论分析和仿真表明,当接地极线路发生接地故障,且接地点电阻大于或等于极址电阻时,流入故障点的电流很小,利用沿线电压分布推导得到的故障点电压不再是电压在线路上分布的最小值,而极址点电压是沿线电压分布的最小值。因此根据故障点电压相等来构造测距函数的测距原理存在不足之处。利用极址点电压相等构造测距函数,提出一种基于故障录波数据的耐受高阻接地的直流接地极线路故障测距新方法。大量仿真表明,该算法可以实现接地极线路的精确定位,对采样率要求不高,便于工程实际运用。     

柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用

为解决山区杆塔接地土壤电阻率高的问题,提出了柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用研究。结合石墨基柔性接地体原材料特性,对接地外观、尺寸及允差、石墨覆金属线、电气性能和机械性能的接地条件展开分析,通过实际案例,验证了柔性石墨缆在接地中的应用研究,有效控制接地电阻在规程范围内,具有实用价值。     

柔性石墨接地极在山地风电项目中的应用

针对山地风电项目地形复杂、土壤电阻率高等特点,分析接地网传统设计在工程施工和生产运行过程中存在的问题,提出应用柔性石墨接地体替代热镀锌扁钢的接地网设计方案,解决施工难度大、易腐蚀、接地电阻超标等问题。柔性石墨接地极适用于恶劣地质环境条件下工程建设的需要,能满足短路故障电流的冲击,保证电气设备安全可靠运行,对山地风电防雷系统和防腐工程具有实际应用价值,为接地系统设计提供了一种新的选择。     

一种快速切除HVDC输电系统接地极线路接地故障的方案

兴安直流输电系统逆变侧接地极线路与直流线路同杆并架敷设.在直流线路遭雷击后,接地极线路因感应过电压继发接地故障,在高压直流(HVDC)输电系统单极故障重启不成功的条件下,两回并行的接地极线路不平衡电流保护动作,导致直流输电系统双极闭锁.为了彻底消除接地极线路故障导致的HVDC输电系统闭锁现象,提出在换流站接地极线路出口处装设直流断路器灭弧的方案,并相应调整了接地极线路的控制和保护策略.     

±800 kV宾金直流接地极线路电流不平衡异常分析

接地极线路是直流输电系统的重要组成部分,其安全稳定运行对整个系统的可靠性至关重要。然而,近年来国内接地极线路多次发生故障,成为薄弱环节。2016年4月16日±800 kV宾金直流输电工程的极Ⅱ线路遭受雷击后绝缘击穿。极Ⅱ线路在直流控保的作用下全压再启动两次成功。在极Ⅱ线路第2次再启动过程中,接地极引线不平衡保护动作。通过故障录波分析和登塔检查,发现宜宾换流站接地极线路一侧导线绝缘在极Ⅱ线路接地故障后发生过电压击穿,在重启过程中持续流过直流续流。基于此次故障,详细分析了目前接地极线路多次故障的原因,提出通过改进接地极建立绝缘配合解决此类问题。     

直流接地极电流对输电线路接地构件的腐蚀影响研究

研究直流接地极电流对输电线路接地构件的腐蚀影响,并对三峡－华东直流线路的接地极电流对周边电力线路的塔基、拉线锚桩可能靠民的腐蚀进行分析计算,提出减小地电流的防护措施。     

直流系统共用的接地极检修运行分析

针对共用接地极的高压输电系统在运行和检修过程中存在的问题,以2个直流输电系统共用接地极为例,结合实际工程参数,根据理论分析进行电流分布计算并分析了其影响因素,结果表明:接地极线路分流电流主要受共用接地极电阻、检修接地极线路电阻、检修接地位置及土壤状况等影响;另外,检修的接地极线路分流电流会进入换流站,可能会对换流变的直流偏磁产生影响,严重时会导致换流变饱和保护动作闭锁直流系统。最后,根据分析结果,对共用接地极检修时直流系统运行方式提出了建议。     

直流线路中性线回流方式研究

直流输电系统有接地极返回和金属回流线两种返回方式。采用金属回流线返回时,为节约线路走廊,直流线路可与金属回流线全线同塔并架,而全线同塔并架线路经济性的研究较为缺乏。为此首先分析直流线路、接地极、接地极引线以及同塔并架线路的造价指标,其次对比两种返回方式的经济性,最后给出两种方式的投资临界点。研究表明:对于短距离的柔性直流输电系统,采用全线并架金属回线的返回方案具有经济优势;对于长距离的特高压直流输电系统,采用接地极返回方式具有经济优势。     

高压直流输电共用接地极技术研究

为分析共用接地极后两直流系统受端换流站中性母线电位升的变化情况,进而研究共用接地极对直流系统稳态运行的影响,首先讨论了直流输电系统共用接地极的型式和共用接地极的特点,建立了两回直流系统共用接地极的数学模型,并结合云广特高压直流输电与贵广II回直流输电系统参数,研究分析不同运行方式下该两回直流输电系统共用接地极对直流系统运行影响大小,以及与独立接地极相比共用接地极不同运行方式对环境的影响大小,最后对共用接地极对环境的影响以及公用接地极对直流系统运行的影响方面的问题提出了解决措施。     

特高压直流接地极线路内部过电压机理及特性分析

接地极线路是特高压直流输电系统的重要组成部分,为对特高压直流接地极内部过电压机理及特性进行分析,介绍了接地极线路电压响应传递函数,使用电力系统分析软件MATLAB Sim Power System建立了±800 k V宾金直流工程过电压计算模型,对紧急停运、接地极线路单侧接地、直流系统高压侧接地3种情况下接地极线路的内部过电压进行了比较,重点分析了高压侧接地点位置、直流滤波器、高压直流线路长度、接地极线路长度对单极故障下接地极线路内部过电压的影响。分析表明高压侧接地所导致的接地极线路内部过电压最严重;接地极线路长度、直流线路长度和高压侧故障点位置影响接地极线路内部过电压幅值和频率,直流滤波器则决定了过电压振荡频率;直流接地极线路绝缘水平应根据直流工程具体情况确定。     

柔性石墨复合接地材料在电力接地网应用中存在的问题及对策

针对电力接地领域占有绝对量的现行金属接地材料通常面临的腐蚀、运输施工难度大、与土壤间隙大、易被偷盗及高成本等问题而研发的柔性石墨复合接地材料,分析其接地特性,以及应用中存在的问题,对该新型接地材料的结构提出了改进意见,并对其在电力接地网应用的可行性进行分析。最后,阐述了该新型接地材料在电力接地工程中的应用,给出柔性石墨复合接地材料在各种环境条件下能够满足实际工程的要求。     

输电线路新型耐腐蚀接地材料经济性分析

介绍传统耐腐蚀材料(铜、普通石墨)和新型耐腐蚀材料(铜覆钢、柔性石墨)的主要特性,并从经济性角度对常规镀锌圆钢、铜覆钢和柔性石墨接地装置在腐蚀地区的应用进行对比分析。选取目前输电线路普遍采用的接地装置型式进行分析,列举了常规镀锌圆钢、铜覆钢和柔性石墨接地装置在不同土壤电阻率地区的单基施工总费用。采用"年费用法"对3种接地材料在弱、中、强腐蚀地区的应用分别进行经济评价,并提出了适合铜覆钢和柔性石墨新型接地装置的应用范围。     

接地极线路阻抗监视装置在天广直流输电工程中的应用

接地极线路作为高压直流输电工程的重要组成部分,直接影响高压直流系统的可靠性,接地极线路故障的检测技术值得深入探讨。分析了±500 kV天广直流工程中接地极线路阻抗监视系统的原理特点以及构成。应用表明:国产的接地极线路阻抗监视器在天生桥换流站能正确检测出接地极线路故障,人机界面友好,维护简单。高压直流输电工程的接地极线路的故障检测不再依赖国外。     

高压直流输电共用接地极主要设计原则

随着西电东送规模的扩大,国内将建设越来越多的换流站,共用接地极很有必要性。介绍了国内第1个高压直流输电共用接地极体工程;通过相关公式,分析出正常额定入地电流值对接地极体工程造价影响最大,是共用接地极的最主要设计参数;提出选择主要设计参数需综合考虑共用接地极的工程造价、环境影响、安全运行要求等。共用部分接地极线路具有经济性和社会意义,技术问题得到解决后,可考虑采用共用接地极线路的方式。