分层接入式特高压换流站1000 kV换流变区域空气间隙放电特性

随着分层接入800 kV特高压换流变网侧电压等级从750 kV上升到1 000 kV,特高压换流站对网侧设备的绝缘要求也随之升高,网侧1 000 kV空气间隙的优化,对控制阀厅长度、确保换流站安全可靠运行、降低换流站占地和减少工程成本有重要意义。该文对换流站低端阀厅网侧1 000 kV换流变区域内各种带电导体之间的空气间隙在长波前操作冲击电压进行了放电试验研究,得到了相应空气间隙的50%操作冲击放电电压试验曲线。根据换流站不同类型下的交流侧1 000 kV操作过电压计算结果,分析了相应情况下交流侧1 000 kV换流变区域空气间隙相对地和相间的50%操作冲击放电电压。根据空气间隙试验曲线和最大的相间和相地操作50%放电电压,得出换流站网侧关键空气间隙的取值。计算表明:套管均压环对阀厅墙的最小空气间隙为7.1m,套管均压环对阀厅墙压顶的最小空气间隙为6.6 m,套管均压环–避雷器均压环不被击穿的最小空气间隙为8.2 m,管母–分裂导线和管母–套管最小空气间隙均为7.8 m。研究结果对网侧1 000 kV空气间隙的选取具有指导意义。     

特高压输电线路工频电场的数值仿真研究

1 000 kV特高压交流输电是中国目前电压等级最高的交流输电方式,其周围的电磁环境及其对人体的影响也成为人们日益关注的对象。笔者基于模拟电荷法,并考虑高等级电压会产生电晕放电这一情况,建立计算模型。仿真结果表明,电晕放电现象对地面工频电场有一定加强作用。结合实地测量,验证了该算法的正确性和有效性。最后仿真计算了特高压单回、双回输电线路的地面工频电场分布,研究了子导线半径、分裂间距、相间距、线路高度、输电线相序等参数改变时,地面电场强度的变化情况,提出了几种降低工频电场的方法。     

1000 kV特高压双回输电线路工频电场计算分析

为研究特高压双回交流输电线路下方的工频电场,首先介绍了模拟电荷法的基本理论,并利用模拟电荷法建立输电线路模型,对1 000 kV皖电东送特高压双回输电线路工频电场进行计算分析。然后,研究了导线高度、相导线的相序排列、导线分裂间距和分裂数目变化时对工频电场的影响。最后,与1 000 kV特高压双回输电线路下方工频电场实验测量值对比验证了计算方法的正确性。分析结果可为特高压交流输电线路的工程设计提供参考。     

变电站内工频电磁场三维数值仿真研究

高压变电站内外工频电磁环境的评估日益重要。将三维建模软件Solidworks同电磁场分析软件Ansoft相结合,实现了大模型、复杂电磁问题的三维数值分析。根据某110 kV变电站设计图,建立电气设备三维仿真模型,对变电站户外区域离地1.5 m高度处工频电磁场进行了仿真和分析。仿真结果表明,该110 kV变电站内、外工频电磁场数值均在标准限值以内。在工作走廊上,计算值同实测结果变化趋势一致;在电气设备不太密集的区域,工频电场计算值与实测值之间误差低于10%。文中所用方法给变电站电磁环境评估问题提供了一个良好的解决方案。     

特高压交直流线路平行共用走廊方案电磁环境及平行接近距离研究

对特高压交直流同走廊情况下的电磁环境进行了电气绝缘距离、线路导线间距离的计算,以内蒙古某1 000kV线路与另一条±800kV直流线路共用走廊为例进行计算与分析,得出混合电场满足控制值要求为:同塔双回1 000kV交流线路情况下,导线对地最小高度为21m和18m时,与±800kV直流线路间距62m;2条单回1 000kV交流线路情况下,导线对地最小高度为23m和18m时,2条单回1 000kV交流线路间距74m,与±800kV直流线路间距67m,实现了输电线路与环境保护、土地资源之间的合理匹配。     

±660kV换流变电站330kV交流场启动过电压仿真分析

在宁东～山东±660 kV直流输电示范工程银川东换流变电站330 kV交流场带电前,针对交流线路的充电功率是否导致工频过电压,以及交流滤波器和并联电容器在投切换入过程中是否产生操作过电压,进行了仿真计算。计算结果表明,各条线路均可作为该换流站的带电启动线路,且单独投入滤波器或电容器时产生的过电压不会对系统产生较大影响。     

750 kV超高压交流输电线路电磁环境研究

采用CDEGS软件包,对750 kV交流输电线路周围的电磁环境进行了仿真研究。以三相双回架空线路为模型,分析了导线对地高度、相序布置、分裂导线的根数、分裂间距、分裂导线子导线直径等因素变化对工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声的影响;提出了改善线路周围电磁环境的措施;根据工频电场的限值划定线路走廊的宽度;并分别比较了大雨、湿导线和晴天时输电线路周围的无线电干扰和可听噪声。仿真结果表明影响750 kV输电线路电磁环境的主要因素是可听噪声和工频电场。     

220kV变电站工频电场的仿真分析

近年来随着我国电网的飞速发展,电磁环境问题引起了社会的广泛关注,特别是变电站的工频电场问题越来越受到人们的重视。文章基于模拟电荷法提出了一种简化的算法,通过对变电站进行整体建模,仿真计算离地1.5m处的电场分布。通过与CDEGS软件仿真结果及现场实测数据的比较,验证了该算法的正确性。最后对某220k V变电站进行计算分析,讨论了设备高度、进出线相间距和相序排列对变电站工频电场分布影响,结果表明提高导线对地高度、减小相间距、合理的线路相序排列都能降低变电站内的电场强度,为变电站工频电场强度的分析与设计提供了参考。     

1000 kV级交流输电线路电磁环境的研究

基于总结国内外特高压输电线路电磁环境研究的结果,结合我国特高压输电线路初步设计的主要塔型和导线型号的电磁环境参数的计算分析,提出了1000kV级交流输电线路工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声等参数控制指标的建议,如工频电场限值为公众易接近地区或线路跨越公路处7kV/m、跨越农田10kV/m、邻近民房4kV/m,无线电干扰设计值55~58dB,可听噪声设计值控制<55dB。     

500 kV交流滤波器断路器均压电容器径向击穿仿真分析

为查明某换流站交流滤波器断路器均压电容器径向击穿的故障原因,利用ATP/EMTP对换流站第四大组交流滤波器进行建模,同时考虑均压电容器电容分布及外部污秽的影响,计算故障均压电容器绝缘筒内外壁电位差、故障点与断路器静触头电位差。仿真结果表明:均压电容器壁厚不足和外部污秽是导致径向击穿的根本原因。最后,采用三维有限元法仿真计算均压电容器内外电场分布,提出增加均压电容器壁厚或改用瓷外套均压电容器的整改方案。     

±500kV换流站无功补偿运行特性与优化策略研究

换流站无功补偿是保证交直流系统正常运行的重要手段。文中研究了宝鸡换流站的无功功率平衡以及换流阀无功功率消耗的机理与计算方法,分析了该换流站在目前的“750 kV固定高抗与66 kV并联电容、电抗和±500 kV换流站交流滤波器补偿”配置模式下的无功功率补偿和系统电压调节过程。对66 kV侧投入并联电抗后,330 kV和750 kV母线电压的变化情况进行了仿真分析。同时,指出了±500 kV直流系统中交流滤波器的投切过程中存在的问题,对存在的问题提出了优化方案,并通过仿真对优化方案进行了验证。     

普洱换流站换流变压器检修试验厂房电磁屏蔽研究

南方电网糯扎渡特高压直流工程普洱换流站换流变压器检修试验厂房位于换流站交流场区域,在直流系统运行时厂房区域存在较大的电磁干扰问题,将严重影响在厂房内开展的换流变压器局放测量。为了满足检修试验厂房的功能要求,基于现有标准提出了检修厂房内部电磁干扰限值要求,在分析换流站内辐射电场和工频磁场在检修试验厂房区域的强度基础上提出了检修试验厂房应具备的屏蔽效能。     

超高压交流输电线路跨越农业大棚区的电磁环境研究

为评估超高压交流输电线路跨越农业大棚区的电磁环境,对辽宁省境内500kV交流输电线路跨越农业大棚区的工频电场强度和磁感应强度进行了现场测量,然后基于模拟电荷法、模拟电流法原理编制了可计算各种交流输电线路下方工频电磁场分布的软件包,最后应用此软件计算了农业大棚区的工频电磁场强度并与现场测量结果进行了比较。结果表明,农业大棚区的工频电场和工频磁场现场测量值均未超过标准规定的10kV/m和0.1mT;农业大棚对电场分布产生了一定的影响,但对工频磁场影响不大;对于农业大棚区的工频电场和工频磁场,数值计算结果与现场测量结果规律所呈现的基本一致。工频电磁场计算软件可为高压交流输电线路跨越农业大棚区的电磁环境评估提供参考。     

±500 kV宝鸡换流站交、直流滤波器调频调谐试验研究

±500 kV宝鸡换流站是国家电网公司支援四川地震灾区的重点项目之一,文章详细介绍了该换流站交、直流滤波器调频调谐试验的全过程。首先依据滤波器的出厂参数通过软件仿真确定了谐振频率,参照相关调试标准确定了宝鸡换流站滤波器的调谐限值,再通过调节电抗器抽头并利用变频电源进行检测,最终使滤波器达到了设计要求。     

换流站高压电容器组不平衡电流测量方法及装置研发

换流站高压电容器组不平衡电流现场测试受复杂电磁场干扰比较严重,而且试验过程中不平衡电流很小,难以直接准确测量。提出一种全新的测量方法,将高频低压交流信号施加于电容器组,通过采集桥臂不平衡电压并采用二阶高通滤波器滤除工频干扰,根据电容器组等效阻抗,计算出不平衡电流值。给出测量装置的实现原理并从电源纹波干扰、工频干扰、放电干扰、器件热噪声干扰等方面采取措施,实现精准测试。现场测试结果表明,新方法理论思路正确,不平衡电流值测量准确。     

某换流站750kV交流滤波器投切仿真计算及现场实测分析

高压直流输电工程中的整流站和逆变站运行时需要补充大量的无功功率,同时换流装置在运行时产生的谐波会造成电能质量下降,通信系统受到干扰,因此,为了补偿无功和抑制谐波,需要在交流侧和直流侧安装相应容量的滤波器。交流滤波器是特高压直流换流站不可缺少的重要组成部分。为确保换流站交流滤波器调试顺利进行,应用电磁暂态仿真软件EMTPE程序对750 kV交流滤波器操作过电压水平进行预测。在某换流站交流场系统调试时,分别对12组交流滤波器进行了投切试验。通过试验对交流滤波器的绝缘、保护以及开关特性进行了考核,并对试验中的数据进行了记录和分析。结果表明,仿真计算和现场实测基本吻合。750 kV断路器合闸电阻在退出时刻,对滤波器涌流有一定影响。     

交流滤波电容器装置电晕的噪声评估

交流滤波电容器装置的噪声是换流站中噪声来源的主要因素之一,其噪声主要来自电容器外壳的振动和均压环等结构的电晕放电,因此电晕噪声水平的计算对研究和合理评估整个电容器装置的噪声水平有着重要的意义。文章从美国BPA推荐的交流输电线路可听噪声预估公式出发,推导出有限长线声源与点声源的电晕噪声预测公式,并结合500 kV交流滤波电容器装置的结构尺寸,利用ANSYS仿真软件计算其电场分布,得到表面电场强度较大的均压环和电容器引线端在测量点处的噪声水平,以此作为电容器装置电晕噪声的评估依据。结果表明:当满足计算条件时,预测公式可以得到比较理想的计算结果,并且随着结构表面电场强度的减小或测量距离的增大,电晕噪声呈指数规律降低。     

广州换流站交流滤波器运行中存在的问题

简介了广州换流站交流滤波器的配置情况,重点分析了广州换流站交流滤波器运行中曾出现的投切频繁、投入时产生较大涌流、电容器损坏较多、换流变压器充电时会产生谐波损坏交流滤波器等问题,提出应按预防性试验规程规定项目及时进行试验,按预算结果和设备运行况状确定检修内容,运行人员加强巡视,以确保交流滤波的安全运行。