基于BPA法计算特高压直流输电线路合成电场

为研究特高压直流输电线路地面附近的离子流场问题,应用BPA法求解双极直流输电线路离子流场,结合逐次镜像法计算的标称电场,进而求得合成电场,并利用该方法计算了±800 kV直流输电线路的离子流场与合成电场问题,分析了导线对地高度、极间距、子导线半径对特高压直流输电线路合成电场的影响。此外,还对比了求解合成电场强度的电场线法。结果表明,BPA法求解离子流场准确有效,且计算效率大大提高;提高导线架设高度和增加分裂子导线半径均可改善地面附近电磁环境,而减小导线极间距能够降低地面附近的合成电场强度,但效果不明显。     

特高压直流输电线路合成电场计算方法及其影响因素分析

为更准确地计算特高压直流输电线路合成场强,采用有限元法计算了±800kV特高压直流输电线路标称电场,在有限元法中引入无限元边界,突破了有限元法计算闭域问题的局限,将计算场域有效地扩展到无穷远处,进而总结了美国EPRI提出的经验公式,计算了线路下方合成场强,并结合环境及大气条件对电晕放电的影响,分析了地面合成场强随导线表面状况、湿度、气压和海拔高度变化的规律。结果表明,所提算法合理、可行,且具有较高精度,可为特高压输电线路建设和运行提供参考;直流输电线路合成场强计算不可忽略环境及大气条件的影响。     

直流输电线路合成电场计算时两种假设的合理性分析

高压直流输电线路合成电场是直流输电工程重要的环境指标,其计算涉及复杂的直流电晕放电过程,往往采用Deutsch假设或Kaptzov假设进行简化,但目前对这两种假设的合理性具体分析不足。对此,分析了应用Deutsch假设需满足的物理条件,实际运用中该假设条件难以满足,计算结果存在一定误差;采用迎风有限元计算模型,针对我国典型±500、±800kV的线路参数进行计算,发现可忽略导线电晕电流变化对导线表面电场强度的影响,满足Kaptzov假设,并与我国±800kV线路地面合成电场的实测结果进行对比,验证了Kaptzov假设比Deutsch假设计算结果更合理。     

湿度风速对直流合成电场和离子流密度的影响

随着高压直流输电工程的持续发展,电压等级的不断提高,直流输电线路特有的离子流场问题已变得日渐突出,成为线路环境评估的重要指标之一,也成为线路设计时的主要制约因素。为此,建立了特高压直流输电线路离子流场数值仿真模型,分析了环境湿度、风速对离子流场的影响规律。研究表明,环境的相对湿度从25%增大到85%,地面合成电场强度减小7.2%,地面离子流密度减小21.0%,湿度对地面合成场强的影响程度较小,而对地面离子流密度的影响程度相对较大;在风的作用下地面合成电场强度和地面离子流密度曲线均有明显的偏移,其迎风侧的峰值减小,背风侧的峰值增大,风速过大可能会使背风侧的地面合成电场强度超标。     

特高压输电线路电磁环境研究的matlab实现

利用matlab软件对交流特高压输电线路的工频电场、工频磁场进行了详细的仿真研究,分别介绍了仿真模型的建立方法和程序的具体模块,并采用算例进行仿真,仿真结果表明,避雷线对输电线周围电磁场没有太大影响,而导线对地高度越高,地面附近的电场强度越弱。由此结果可见,采用增加导线对地高度等措施可以减小输电线路下的工频电场。仿真结果对特高压输电线路的建设有一定的指导意义。     

±800 kV特高压直流输电线路电磁环境 参数控制指标研究

采用长距离、大容量输电时,特高压直流输电能够有效地节省线路走廊、有助于改善网络结构,实现大范围的资源优化配置。总结了国内外研究成果,结合我国实际情况,就如何规范±800kV特高压直流输电线路的环境行为,围绕电场、磁场、无线电干扰和可听噪声等电磁环境参数进行研究,提出了环境参数的控制指标：以30kVhn作为直流输电线路下方最大地面合成场强的控制指标;25kV／m作为邻近民房的最大合成场强的控制指标;以好天气下58dB（μV／m）为距极导线投影外侧20m处0．5MHz的无线电干扰电平的控制指标;L50=50dB（A）为线路可听噪声设计控制指标,人口密集区以L50=45dB（A）校核。     

考虑弧垂情况下交流输电线路的地面电场分布

为研究交流输电线路下方的实际地面电场分布,分别分析了导线对地高度对导线电荷量和地面电场的影响。分析结果表明:导线对地高度对电荷量影响不大;在电荷量一定的前提下,导线对地高度对地面电场影响很大。因此,在假设导线对地高度不影响导线电荷的基础上,考虑导线的弧垂形状,以微分矢量叠加的方式求解线路下方的实际地面电场分布并以交流特高压为例进行了计算与验证。分析结果表明:线路下方的高场强范围只在导线档中附近存在,电场强度在远离档中的区域迅速减小,与以对地最小对地高度计算得到的地面电场分布差异很大。研究成果对房屋拆迁的判断有重要的指导意义。     

特高压直流对同塔交流线路的过电压影响分析

随着我国电力工业的发展,特高压直流输电凭借其在远距离输电上的优势而成为我国特高压发展的重要方向。局部地区电力走廊紧缺,使交直流同塔架设输电线路成为必然。当交直流导线同塔架设时,将在导线间产生很强的电磁耦合。主要研究特高压直流线路故障对同塔架设交流线路过电压的影响。根据规划中的锡盟—上海交直流同塔多回输电线路相关数据,采用电磁暂态程序建立了详细的直流换流站模型以及交直流同塔架设输电线路模型,研究了特高压直流输电线路故障对同塔架设的超高压交流线路的影响,并分析了不同故障类型、运行工况、耦合段线路长度、耦合段位置等因素对交流感应过电压的影响。结果表明,交流线路上的感应过电压幅值在交流线路绝缘水平允许范围内;直流发生接地故障时,交流线路通过耦合作用在直流故障弧道产生潜供电流。分析了交流线路不同换位方式对直流线路潜供电流的影响,并对限制措施提出了建议。     

交流特高压输电线路线下电场强度改善措施研究

提高杆塔高度,即提高导线对地高度,是控制交流特高压输电线路地面电场的主要方式之一。由于特高压线路跨越距离长,若大范罔地提高杆塔高度,将会较大地增加工程成本。特别是在某些环境敏感区域,当杆塔高度降低以后,由于导线对地距离减小,地面电场强度增大,有可能超过国家相关标准。因此研究降低线路地面场强的措施,如架设接地屏蔽线等方法．是交流特高压工程中急需考虑的技术问题。主要针对屏蔽线的不同架设方式对线路地面电场进行计算研究,通过分析比较各种屏蔽线架设方案下的场强水平,提出最优的屏蔽线架设方案。     

屏蔽线参数对直流输电线路离子流场的影响

随着特高压直流输电线路的建设和投运,线路电晕引发的电磁环境问题受到广泛关注。为此,基于Kaptzov假设,考虑正、负离子的扩散作用,建立了特高压直流输电线路离子流场数值仿真模型,分析了屏蔽线高度与半径对离子流场的影响规律。结果表明,屏蔽线对直流输电线路下方的合成场强和离子流密度具有一定的屏蔽作用,且屏蔽线电晕放电有助于增强屏蔽效果。在实际工程应用中,屏蔽线高度的增加或屏蔽线半径的减小,均会使得电晕程度增强,从而使屏蔽作用显著增强,最大屏蔽效果可增加10%～20%。研究成果可为制定输电线路超标治理方案提供参考。     

1000 kV特高压输电线路直升机平台法带电作业电场仿真研究

直升机带电作业技术的发展对提高输电线路运维检修水平具有重要意义。为进一步保证特高压输电线路直升机带电作业工作的安全展开,同时为实际现场作业提供技术依据,针对1 000kV特高压输电线路直升机平台法带电作业的电场仿真方法展开研究。根据MD 500型直升机、作业人员及1 000kV三角形排布输电线路的实际参数,建立了直升机带电作业模型,并提出了模型的合理简化方法。采用有限元静电场仿真方法,讨论了直升机带电作业模型计算域截断边界范围及直升机飞行过程中主旋翼位置等因素对电场计算的影响,并给出了相应建议。对比仿真结果与相关试验数据,验证了仿真方法的可行性。研究成果对直升机带电作业的仿真模拟及试验开展提供了参考。     

电力线路附近施工安全距离报警阈值的设定

针对电力施工机械工作过程中与电力线路距离过近而引发跳闸事故问题,设计了一种基于电场、距离测量的高压现场施工安全距离报警装置,首先根据电力安全规范设定距离报警阈值,然后采用Ansoft Maxwell仿真设定电场报警阈值,对施工机械触电事故发生较多的35、110、220kV电力线路进行电场仿真,分析电场分布规律,最终设定电场报警阈值,该方法充分考虑了电力线路不同电压等级、不同排列方式、不同回路数及吊臂的存在对阈值设定的影响,与现有研究中通过实测或Matlab仿真设定单一报警阈值的方法相比更科学、合理。     

特高压输电线路雷电绕击影响因素及防护措施

针对雷电绕击对特高压输电线路运行可靠性的影响,在总结分析特高压交直流输电线路雷电绕击影响因素的基础上,结合现场运行数据及雷击观测对绕击防护措施的适用性及研究重点进行分析。结果表明,对交直流特高压线路绕击产生影响的因素有运行电压、保护角、地面倾角、杆塔塔型、线路弧垂等;根据地形选取合适的保护角可以将线路整体绕击跳闸率控制在较低水平,但个别塔位仍存在绕击风险;线路避雷器可大幅提升绕击耐雷水平,但大绕击电流、多次回击下避雷器能否承受雷电能量尚需进一步研究;杆塔侧针能大幅减小杆塔附近的绕击概率,但其保护范围能否覆盖线路绕击危险区域是确定其适用性的关键,亦需进一步研究。     

±800 kV特高压直流线路V型悬式复合绝缘子表面电场分析

特高压直流线路带电作业及一些金具的安装与绝缘子表面的电场分布密切相关,为了得到电场分布,采用Solidworks建立仿真模型,根据实际情况加载±800kV的电压,对于复合绝缘子串中出现导通性故障的部分进行电位耦合,结合Ansys有限元分析方法,给出V型复合绝缘子串正常和模拟局部导通性故障情况下的电场分布云图,以及局部导通性故障情况下轴线及其周围合成场强的分布情况,进而分析局部导通性故障对绝缘子串的影响,从而为绝缘子串结构设计、带电作业等方面提供参考依据。     

基于分布式光纤的架空输电线路覆冰监测技术及应用

2015年北京地区输电线路发生严重覆冰跳闸故障,给社会造成了巨大的经济损失。为提高北京电网防冰抗冰能力,基于分布式光纤的架空输电线路覆冰监测技术,监测了北京地区110kV聂康线、220kV京聂线、220kV高泉线和500kV昌海线的覆冰状态,解决了北京地区主要易覆冰区域线路覆冰监测问题,并有效监测到2016年2、11月两次输电线路覆冰现象。经现场勘查,该技术所反映的覆冰过程、发展趋势、覆冰厚度与人工观冰、现场实际勘查情况相符,验证了该技术的有效性与准确性。     

多回超/特高压交流输电线路平行架设及交叉跨越情况下的工频电场特性研究

为研究特高压输电线路与超高压输电线路平行架设及交叉跨越情况下的工频电场特性,基于有限元法,建立了超、特高压交流输电线路平行架设及交叉跨越时的数值仿真模型,分析了平行架设时输电线路的间距、对地高度以及相序对工频电场分布特性的影响;交叉跨越时输电线路的交叉角度、对地高度以及相序对于工频电场分布特性的影响,并以实例验证了模型的合理性。结果表明,导线对地高度对工频电场影响较大,随着交叉角度及线路间距的增大,两种架设情况下导线下方工频电场幅值逐渐减小,错序排列时线路下方高场强区域较少。     

特高压输电线路下方工频电磁场的研究

以前苏联特高压输电线路为模型，利用CDEGS软件包对影响线路下方地面以上的工频电场的对地高度、相间距离、分裂导线的根数、分裂间距、子导线直径等各种因素进行了仿真，得出升高相导线对地高度、减小相间距离、减少分裂根数、缩短分裂间距、选择小截面子导线均可以减小地面场强，其中提高输电线路对地高度的效果最明显。另外，还提出在相导线与地面之间安装屏蔽线的方法，并对架设2、3、5和7根屏蔽线的情况进行了仿真，仿真结果表明安装屏蔽线能明显地减小地面场强。