±400kV直流输电线路杆塔涉鸟故障风险区域研究

青藏地区大型鸟类活动频繁,直流线路穿越冻土区沿线基本无树木,鸟类筑巢所用废弃铁丝和鸟粪掉落会引起绝缘子周围间隙气隙击穿,造成经济损失。为了减少输电线路涉鸟故障,以青藏±400kV直流输电线路为背景,首先利用有限元法分析,模拟异物下落时绝缘子周围电场分布。研究表明,异物下落时,由于自身形成悬浮电位,导致了高压端-异物、低压端-异物两段空气间隙相继击穿,此时异物能够引起绝缘子附近气隙击穿的区域称为风险区域。在此基础上,结合海拔修正方法,提出了一种高海拔地区杆塔考虑涉鸟故障的风险区域划分方法。依据电场分析结果得到了异物在竖直下落、倾斜下落和从横担下垂三种状态下的涉鸟故障风险区域。研究结果可以为±400kV直流线路防鸟害工作提供指导,并为其他相似工程提供参考。     

考虑火花效应的接地装置冲击散流特性有限元计算分析

为了计算输电线路杆塔接地装置的冲击散流特性并考虑火花效应的影响,本文结合土壤击穿模型,采用有限元法(FEM)求解了非线性电阻率下的磁准静态方程,模拟了雷电流的地中散流及土壤电离的过程。随后,讨论了土壤击穿模型参数对冲击接地电阻的影响,分析表明:土壤临界击穿场强E_c是影响冲击接地电阻的主要参数,为简化计算并考虑土壤分散性的平均影响,建议取E_c=3 kV/cm,剩余电阻率系数k及电阻率衰减系数n的影响较小,建议取k=7%,n=0. 75。最后,进一步补充计算了垂直接地体、针刺型接地体及实际接地装置的冲击散流特性,为实际输电线路杆塔接地设计与分析提供参考。     

葛南直流输电线路故障及保护动作分析

2006年8月23日和2007年8月26日葛洲坝-南桥士500 kV直流输电线路极Ⅰ和极Ⅱ分别发生故障,由于故障特性不同,直流系统保护的动作方式也有显著差别.文中在简单介绍葛洲坝-南桥线路保护基本配置的基础上对2次故障的性质和保护动作方式进行了分析.分析表明,对于这2次故障,线路的系统保护均能正确动作;当发生金属性接地故障时,线路行波保护和电压突变量保护快速动作;线路发生高阻抗接地故障且线路电压变化显著时线路低电压保护动作;当线路电压变化缓慢同时站间通信正常时,线路纵差保护将经一段较长延时后动作;当直流线路出现永久故障闭锁时,如站间保护通道异常,将可能导致故障线路电压反向并出现过电压情况.     

非重叠Mortar有限元法在电磁分析中的应用

Mortar元法（mortarelement method,MEM）是一种新型区域分解算法,它允许将求解区域分解为多个子域,在各个区域以最适合子域特征的方式离散。在各个区域的交界面上,边界节点不要求逐点匹配,而是通过建立加权积分形式的Mortar条件使得交界面上的传递条件在分布意义上满足。Mortar有限元法（mortar finite element method,MFEM）将MEM和有限元法（finite element method,FEM）相结合,在各区域中分别使用FEM网格离散,区域的交界面上通过施加Mortar条件实现区域间的自由度连续。该文阐述了非重叠Mortar有限单元法（non-overlappingMFEM,NO-MVEM）的基本原理,介绍了NO-MFEM的程序实现过程,使用NO-MFEM对2维静磁场问题和3维静电场问题进行了计算,并与FEM模型结果进行对比,验证了该文方法咐有效性。将NO-MFEM应用于电磁分析,丰富了电磁场数值计算理论,为运动涡流问题和大规模问题的分析提供了新的选择。     

火焰中颗粒对间隙放电特性的影响

森林火灾易导致输电线路间隙绝缘强度下降,造成间隙放电而发生跳闸故障,严重影响电网的安全稳定运行。间隙击穿受火焰温度、带电粒子、颗粒与灰烬等的影响。为此,通过模拟山火研究了导线-板间隙在典型植被火焰条件下的击穿特性和火焰中颗粒对间隙放电特性的影响。进行了颗粒对电场畸变仿真研究,详细分析了火焰条件下颗粒触发间隙放电的机理。结果表明:在火焰条件下的颗粒触发放电特性和空气条件下有明显的不同,灰烬在山火条件下触发间隙放电具有倍增效应,能导致间隙因绝缘强度发生剧烈下降而击穿,击穿电压最多将下降为原来的1/10。     

VSC-HVDC换流站电磁辐射计算

为分析电压源换相直流输电(VSC-HVDC)换流站对站外电磁辐射,建立了基于偶极子理论的赫兹偶极子和磁偶极子模型;利用IGBT1模型分析换流阀器件开通和关断的瞬态特性;通过对换流站整体仿真求得了换流站开关场内主设备与大地构成的等效电流环路中的电流;改变偶极子模型参数得到影响VSC-HVDC换流站电磁辐射强度的因素。计算证明,换流阀开关暂态电压变化频率以及各频率对应的电压幅值直接决定阀体产生电磁辐射强度,换流站内设备布置的紧凑程度也直接影响了其对外电磁辐射强度;通过紧凑布置站内设备,减小谐波尤其是高频段谐波电流能够有效地抑制VSC-HVDC换流站电磁辐射。     

同杆并架双回输电线路感应电压的计算

分析了两回线路同杆并架时停运线路上感应电压产生的原因,并进行了仿真计算,分析了接地线位置和接地电阻大小,导线排列,运行线路载荷及投切操作,杆塔接地电阻等因素对感应电压的影响。得出了接地线位置和其电阻的大小是影响停电线路上感应电压大小的重要因素的结论。     

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。