新型单根大截面导线在输电线路的应用研究

  [目的]  为解决重载的220 kV输电线路损耗较大的问题。  [方法]  基于现今大截面导线技术与新材料的发展,提出了在重载的220 kV输电线路采用新型单根大截面导线以取代常规双分裂的导线型式的技术构想。重载的220 kV输电线路采用新型单根大截面节能导线,可以极大的节省电能损耗,降低年费用。  [结果]  以输送容量较高的塔峰-临武220 kV新建线路工程为例,对比分析了新型大截面单导线与常规双分裂导线在电气、机械特性等方面的技术差异,并采用年费用法评价了经济性。  [结论]  计算结果论证了在重载线路采用新型大截面单导线取代双分裂导线的技术方案的可行性,为大截面导线的推广应用提供了参考。     

750 kV输电线路复合横担设计研究

综合介绍了国内外复合材料输电杆塔的研究应用现状。依托新疆与西北主网联网750 kV第二通道输变电工程,设计出复合横担塔方案;并通过电场有限元仿真分析和真型塔电气试验,验证了复合横担良好的电气绝缘性能,可满足工程实际应用的需要。通过经济性分析,显示出复合横担塔具备良好的经济效益和社会效益,具有广阔的应用前景。     

±800 kV极导线与接地极线共塔线路耐雷性能及双极闭锁反事故措施分析

  [目的]  为了节约输电线路走廊,在广州、深圳等高度城市化地区需将±800 kV极导线和接地极线共塔架设。共塔架设线路存在发生由雷击引起双极闭锁事故的风险,但是国内对此却鲜有研究。  [方法]  首先分析了雷击共塔线路引起双极闭锁的物理过程,然后以某工程为例,采用ATP-EMTP电磁暂态仿真程序和电气几何模型计算了共塔线路的反击和绕击雷击闪络率,最后讨论了几种降低双极闭锁概率的措施。  [结果]  研究表明:极导线和接地极线共塔架设后,极导线的反击和绕击闪络率均低于独立架设线路;在接地极线上加装线路避雷器,将接地极线铁塔横担更换为复合横担,增加接地极线绝缘配置等措施均能有效降低共塔线路的双极闭锁概率。通过技术经济比较,案例工程推荐采用提高接地极线路绝缘配置的反事故措施,建议配置15片170 mm结构高度绝缘子。  [结论]  研究结果对于处于拥挤地带的特高压直流线路设计提供一定的技术支持。     

绞合型碳纤维复合芯软型铝绞线在线路增容工程中的应用

  [目的]  为解决某220 kV线路增容问题,在工程设计阶段,对常规导线和多种耐热导线进行综合比选。  [方法]  分析了要求输送容量下各型导线的最高运行温度;对比了机械荷载和导线弧垂变化对杆塔基础的影响;计算了不同导线的电能损耗;分析对比了施工运维和建设难度;从一次性投资和年费用上进行经济分析。  [结果]  结果显示:在满足输送容量和导线允许温度的情况下,常规导线方案需全线拆除并新建杆塔和基础;各型耐热导线弧垂和荷载均满足原线路设计条件;常规导线和绞合型碳纤维复合芯软型铝绞线的年费用较低,运维相对便利。  [结论]  绞合型碳纤维复合芯软型铝绞线综合性能较优,适用于利用已有线路杆塔实现线路增容的场合,尤其是在城区或近郊等新建杆塔较为困难的地方。     

中国输电线路规范的风荷载计算比较

  [目的]  在台风袭击下,一些20世纪80、90年代建设的110 kV和220 kV输电线路经常出现铁塔损坏的现象,为了加固和改造事故线路,需要分析铁塔损坏的原因。  [方法]  介绍了中国1979、1990、2002和2012四个版本规定的输电线路风荷载计算方法,比较了设计风速、风压高度变化系数、体型系数、风荷载调整系数和覆冰风荷载增大系数等主要计算参数的差异,计算了某铁塔节段和导线在四个版本规定中的风荷载。  [结果]  计算结果表明:12规定的设计风速相比79、90和02规定增大5%～10%;79规程中60 m以下铁塔不考虑风振系数的规定严重低估了塔身风荷载;四本规定中110 kV和220 kV输电线路不采用导地线风荷载调整系数的规定严重低估了导地线风荷载。  [结论]  各规定的铁塔和线条风荷载差异的主要影响因素是风速重现期、铁塔或导地线风荷载调整系数,这也是风灾倒塔的主要原因。     

±800 kV柔性直流换流站换流变区域电气布置研究

  [目的]  柔性直流输电技术不断发展,至今已经成为主流的直流输电技术。面对远距离、高电压、大功率的送电需求,±800 kV级特高压柔性直流输电技术的工程应用迫在眉睫。换流变压器作为柔性换流站的核心部分,相关区域的布置方案非常重要,将会对全站整体布置方案产生重要影响。  [方法]  基于柔性直流换流站的技术基础,从电气接线、换流变压器布置、换流变广场布置、启动回路布置等方面进行分析,并根据其特点进行优化设计,提出了换流变区域的整体布置方案。  [结果]  换流变区域的整体布置方案可靠性高、可实施性强,节约了占地面积和投资成本。  [结论]  研究结果对±800 kV柔性直流换流站的工程应用有指导意义,有广泛的工程应用前景。     

特高压直流杆塔新型复合横担布置研究

借鉴以往复合横担杆塔的设计经验,从绝缘配置、电磁环境、空气间隙、电位分布计算和纵向不平衡张力等方面对特高压直流线路杆塔的复合横担布置方式进行研究,通过对杆塔钢材、基础指标、绝缘子串费用以及线路走廊费用进行综合经济比较,选择出合理的复合横担布置方案,为特高压直流线路复合横担塔设计提供借鉴和参考。     

750 kV输电塔复合横担选型及承载力研究

复合材料在输电塔应用上相比传统铁塔具有一定优势,对750kV复合横担塔进行受力计算,并将计算结果与实验结果进行对比,验证复合横担塔受力计算结果以及设计合理陛,为复合杆塔的研发和设计提供依据。     

一种海上风电继电保护配置优化方案研究

  [目的]  为了提升海上风电场利用效能和节省投资成本,需要对海上风电场电气主设备的继电保护进行合理配置以及优化动作时限。  [方法]  取消220 kV海缆出线侧的断路器,连接海上升压站母线两侧的220 kV海缆纳入海缆“T”接线路的三端分相电流差动全线速动保护范围。同时,将35 kV站用变和35 kV接地变合并,采用简易35 kV母线保护,配置主变低压侧与35 kV进线开关之间电缆的零序CT等措施。  [结果]  因此,节省了1台220 kV断路器及2套220 kV母差保护投资。同时,节省了约70 m2的海上升压站空间和相应投资成本,提高了保护配置的灵敏性和可靠性。  [结论]  海上风电继电保护配置优化方案经济合理,有望应用于工程实践中。     

±800 kV柔直换流站全封闭阀厅智能巡检系统研究

  [目的]  换流站阀厅内电气主设备的运行状态监控和巡检对保证换流站的安全可靠运行具有重要意义。  [方法]  以±800 kV柔直阀厅的巡检需求作为研究出发点,并结合了±800 kV柔直阀厅全封闭设计的特点以及换流站运行的经验。  [结果]  研究得到适用于±800 kV柔直全封闭阀厅的智能巡检系统方案。  [结论]  智能巡检系统设备高度集成化,可大大提高巡检工作的自动化水平,在提高设备可靠性和电网安全性、提升输电能力、降低寿命周期内的成本等方面都有着较好的优势。     

海上风电场联合送出优化方案研究

  [目的]  结合我国广东地区海上风电场布置及典型送出方案,对两个300 MW风电场联合送出的方案进行了探讨。  [方法]  在电气主接线、海缆选型、可靠性分析、海缆敷设与供货、可比投资等方面进行了分析比较。  [结果]  最终得出联合风场送出的优化方案,即设2座220 kV海上升压站＋1座陆上集控中心,其中1座升压站通过1回3×1 000 mm2海缆接至另1座升压站GIS,汇流后再通过2回3×1 000 mm2海缆一并送出至陆上集控中心。  [结论]  联合送出的优化方案可大大节省投资并减少用海面积,可为后续海上风电场电气设计提供参考。     

海上柔性直流换流站关键电气设备选型研究

  [目的]  对于海上柔性直流换流站而言,环境条件恶劣,施工困难,主设备的选择对换流站整体布局影响较大,合理的选择关键设备的型式对提升换流站的可靠性、减少施工及维护检修工作以及降低工程总体造价具有重要作用。  [方法]  通过分析海上柔性直流换流站的主回路关键设备构成,结合海上换流站的运行特点要求加以分析研究。  [结果]  阐述了海上柔性直流换流站的设备选型原则,重点分析研究了换流站关键电气设备的型式选择方案及依据,提出具有指导意义的研究结论。  [结论]  研究结果为海上换流站工程提供重要设计和应用依据。     

油田群项目海上降压变电站布置方案研究

  目的  海上油田群电力主要来源于发电机组,存在供电可靠性差、发电效率低和节能减排压力大等问题,通过陆上向海上供电可以很好地解决上述问题。  方法  根据功能定位和工作原理,可将海上降压变电站分为220 kV开关设备区、变压器区、35 kV开关设备区、10 kV开关设备区、无功补偿区和辅助房间六大区域。通过对各区域的研究给出了推荐的布置方案。  结果  给出的布置方案对提高海上降压变电站的可靠性、保障设备检修和维护便利以及最大程度减少平台尺寸具有重要作用。  结论  提出的布置方案能够对油田群项目中的海上降压变电站起到很好的指导作用,具有较高的参考价值。     

海上风电机组塔架基础一体化设计

  [目的]  随着国家对于海上风电竞价上网指导意见的出台,降低开发成本的需求越来越迫切,急需通过技术创新降低成本。而海上塔架和基础的成本,显著影响着海上风电的平准化度电成本LCoE(Levelized Cost of Energy),直接决定着海上风电项目的竞争力。  [方法]  为了有效降低塔架基础的成本,文章提出了基于数字化云平台iDO(integrated Design Offshore)的一体化设计方法,对极端极限状态ULS工况下结构的静强度、疲劳极限状态FLS工况下结构的疲劳损伤进行了数值计算分析。为验证一体化设计方法在降低海上风电塔架基础成本的效果,文章针对两个实际工程项目,基于iDO云平台和传统分步迭代法SIA(Sequentially Iterated Approach)进行设计分析,对比ULS工况和FLS工况下的结构安全衡准指标。  [结果]  计算结果表明:ULS和FLS工况下,基于iDO云平台的一体化设计方法比SIA在结构强度、变形、疲劳损伤等指标有较大幅度下降,可显著优化塔架基础结构,降低结构重量,减小整个支撑结构成本,降低海上风电的LCoE。  [结论]  在实际海上风电工程项目应用中,基于iDO云平台的一体化设计方法可有效降低塔架基础结构成本,从而提高海上风电项目的竞争力,同时可对未来海上风电支撑结构优化设计提供借鉴。