高压直流输变电系统下的三维离子流场计算

采用适当的假设,可使三维直流离子流场的泛定方程和边界条件得以简化。本文用优化模拟电荷法求得静电场下的电力线,在正交曲线坐标系中计算离子流场的空间电荷密度、场强和离子流的分布。计算数据与解析解、模型下的测量值相比较,其结果令人满意。该算法适用于全挡距直流架空线和换流站的电场分析,也可用于其它类似物理问题的计算。     

海拔高度对直流离子流场影响的研究

本文分析了单极性高压直流输电线下地面附近离子流场的分布规律及其影响因素,并用同一单极性直流输电线路的缩尺模型分别在武汉、西宁进行测量。通过试验研究得到了不同海拔高度地区高压直流输电线路的电晕电流、地百附近的离子流密度和场强的特性规律以及海拔高度对其影响程度。     

高压直流双回输电线路合成电场与离子流的计算

高压直流双回输电线路在我国尚无设计与运行经验。为此,文章对双回直流线路电晕效应产生的离子流与综合电场强度进行了计算,分析了导线不同的布置方式以及线路间距、对地高度、导线分裂数、导线半径等结构参数对地表离子流和场强的影响。结果表明,两回线路上下排布方式的地表合成场强与离子流密度较小;在相同导线尺寸与同等架设高度下,合理排布的双回线路的地表场强与离子流远小于单回线路,且双回线间距越小地表场强与离子流越小;同塔双回线路的电磁环境要优于单回线路。     

换流站直流配电装置区电磁环境分析

检测分析某±660 kV换流站直流配电装置区的电磁环境强度。利用意大利里氏公司(LSI-Lastem)高压直流环境监测系统检测直流配电装置区域作业场所的地面合成场强、离子流密度和磁场,通过构建平面坐标体系详细显示合成场强的空间分布,并将检测结果与相关标准比较。共检测196个作业点,以最大值统计的合成场强中15个检测点检测结果的绝对值大于25 kV/m,所有检测点的离子流密度均小于100 nA/m~2,直流磁场均小于1 mT。直流配电装置区域部分作业点的合成场强强度超过25 kV/m,可以通过调整作业人员的巡视路线和接触时间来减轻工频电场对作业人员的危害。     

雾霾颗粒对高压直流输电线路电磁环境的影响机理研究∗

研究了雾霾影响下的高压直流输电线路合成场强和离子流密度的计算方法.建立了考虑雾霾荷电的高压直流输电线路离子流场计算模型,计算了不同空气污染等级下直流输电线地面合成场强和离子流密度.结果表明,雾霾天气下的地面合成场强和离子流密度的最大值相对于正常天气增加;地面合成场强的最大值随着污染程度的增加而增大;雾霾天气下的离子流密度最大值均增加,但是增加幅度较合成场强小.     

±500 kV换流站工频电磁环境测量与实验室模拟

换流站内复杂电磁环境会对电力设备在线监测装置测量结果产生不利影响，为了提高装置测量结果的稳定性和可靠性，有必要对换流站设备附近区域的电磁场进行测量并分析其分布规律。文中利用电磁场分析仪对4所±500 kV换流站变压器、高抗、避雷器、电压互感器等附近的工频电场、磁场进行了测量。测量结果表明：所有被测换流站75%以上测点的电场强度分布在0～15 k V/m，最大值出现在避雷器附近，为32.6 kV/m；约90%测点的磁感应强度分布在0～80μT，最大值出现在换流变附近，为0.26 mT。基于实测结果，在实验室内搭建了工频电磁场模拟平台，该平台可同时产生连续可调的电场与磁场，且频率、方向、场强范围均满足模拟换流站现场工频电磁场的需求。文中的研究可以为变电站电磁环境测量、实验室模拟现场电磁环境工况提供参考。     

高精度上流有限元法在特高压直流输电线路离子流场计算中的应用

在对高压直流(HVDC)输电线路下的电磁环境进行预测时,地面合成场强和离子流密度的计算问题实际上是一个多维非线性问题。在对剖分单元进行处理时,为了解决传统的有限元方法、上流有限元法采取线性假设与线性插值,存在计算量大、精度差、算法效率低的问题,提出一种新的非线性空间电荷密度插值方法,从理论上推导了算法的实现过程,并基于上流有限元方法对离子电流密度方程进行迭代求解。采用该算法对现场运行的±500 k V和±800 k V输电线路离子流场进行了理论计算与现场实地测量,并将理论计算结果与实际测量结果进行了对比,结果表明:所提出的算法能在减少计算量的同时提高计算的准确度。针对风速对双极离子流场影响的研究较少的情况,研究讨论了不同风速影响下的双极离子流场问题,得到了风速对双极离子流场地面最大合成场强和离子流密度影响的规律,为新的直流输电线路的设计提供了有力的参考。     

高压直流输电线路地面合成场强与离子流密度的计算

本文介绍了M·P·Sarma等人分析直流输电线路合成场强的方法。据此编制了计算单、双极高压直流输电线路各种线路布置的地面合成场强、离子流密度和空间电荷密度的程序。并对各种线路参数对合成场强、离子流密度的影响作了计算和分析。     

离子迁移率和复合率取值对特高压直流输电线路离子流场的影响研究

采用上流有限元法定量分析了离子迁移率和离子复合率对±800 k V特高压直流输电线路地面合成场强和离子流密度的影响。结果表明,离子迁移率对地面合成场强影响不大,而地面离子流密度随着迁移率的增大呈线性变化;两者均随离子复合率的增大而减小,且复合率对地面离子流密度计算的影响大于对地面合成场强的影响。     

雾霾天气下的直流输电线路离子流场分布特性及其影响因素

我国雾霾多发地区也是输电走廊和用电负荷高密度地区,而长期暴露在雾霾天气下的架空输电线路的安全运行受雾霾天气影响。在直流输电线路周围离子流场的作用下,雾霾颗粒会荷电化,荷电后的雾霾颗粒将影响输电导线周围的空间电场分布。本文首先分析雾霾天气对直流输电线路离子流场的影响机理,给出雾霾天气下的直流输电线路离子流场控制方程及计算方法,然后计算不同污染程度雾霾天气下的直流输电线路离子流场,最后分析雾霾天气对离子流场的影响因素。计算结果表明:在雾霾天气下,地面合成场强和离子流密度的分布趋势和正常天气条件下的相同,但幅值增加;雾霾天气对地面合成场强的影响更大;地面合成场强的幅值随着污染程度的增加而增大;雾霾天气下地面合成场强和离子流密度分布增大的主要原因是电晕程度增加。     

影响直流合成场、离子流密度测量结果的因素研究

分析了不同尺寸电场传感器、放置状态、离子流收集板面积、微电流测量方法对直流合成场和离子流测量的影响,阐述了不同因素对测量结果的影响程度.在此基础上,提出了直流合成场、离子流测量仪器选择和校准方面的建议.     

特高压直流输电线下的直流离子流电场

针对特高压直流输电导线发生电晕的情况,采取测量试验来探究直流导线产生电晕以后导线下方的离子流对地面电场的影响。通过试验,得出直流导线产生电晕以后导线下方的合成场强、标称场强、空间电荷场强分别与导线电位成线性关系,正、负极导线放电电晕情况有差异以及标称场强在合成场强中的比重随高度变化而改变等。     

大气离子迁移率对直流线路合成电场与离子流密度影响的研究

为了研究离子迁移率对直流线路合成电场与离子流密度分布的影响,计算了一定温度和湿度下,气压改变导致离子迁移率和导线起晕场强变化后,合成电场与离子流密度的分布变化.合成电场的控制方程为Poisson方程和电流连续性方程.使用的电极结构为一维圆柱电晕笼和二维±1100 kV双极输电线路结构.计算结果表明,在相同导线电压下,若离子迁移率增加约一半,同时起晕场强降低33％,电晕笼处的合成电场增强约80％,离子流密度增加约6倍.若离子迁移率平均增加16％,起晕场强降低16％,±1100 kV线路地面合成电场增强约一半,离子流密度增加约1.5倍.     

±800kV换流站管母线合成场强特性研究

合成场强特性研究对于换流站管母线的选型和布置具有重要意义.在Deutsch假设基础上,建立换流站管母线表面场强和地面合成场强的计算模型,提出了±800 kV换流站合成场强特性的控制指标,对不同型号换流站管母线的电晕特性和合成场强进行了计算,得到了管母线起晕的高度范围和不同高度下地面最大合成场强的计算值,通过对结果的分析,给出了换流站管母线安装高度要求和选型建议.     

直流输电线路三维离子流场的计算方法

当考虑导线弧垂、杆塔、地面起伏以及临近建筑物等影响时,高压直流输电线路的离子流场是一个三维场,需要提出有效的三维直流离子流场的计算方法。采用优化模拟电荷法求得标称电场的电力线,然后基于Deutsch假设计算直流离子流场的空间合成电场。针对直流模拟试验线段,对其附近放置房屋模型时地面及房屋模型顶部的合成电场进行计算和测量,将计算结果与测量结果进行比较,其结果令人满意。该方法还适用于换流站的离子流场分析以及其他类似物理问题的计算。     

高压直流换流站换流阀电磁干扰的测量

针对目前缺乏国内换流站阀厅电磁骚扰特性的研究,高压换流站阀厅电磁屏蔽效能的设计缺乏依据的问题,采用环状天线、双锥天线、对数周期天线和ESCI无线电干扰接收机,在国内4个典型换流站实测了换流阀的电磁干扰。测量结果表明:在阀厅内距墙壁1m处150kHz～1GHz频段的电磁干扰水平最大值范围为102～105dB(基准1μV/m,下同);在9～150kHz的低频段换流阀厅内距墙壁1m处的电磁干扰最大值为140dB。测量分析指出,换流阀所发出的电磁干扰水平随频率的增高衰减很快,最主要的高幅值场强出现在低频段特别是<1MHz,频率>10MHz的电磁干扰水平基本<60dB,而且在频率>10MHz以后的干扰水平与换流阀停运后的背景噪声水平基本一致。换流阀所发出的电磁干扰水平与换流阀输送功率没有明显的相关性。     

HVDC输电线路合成场强数值计算方法研究

直流输电线路产生的地面合成场强是输电线路设计、建设和运行中必须考虑的技术问题。基于上流有限元方法计算直流输电线路的地面合成场强及离子流密度,通过对同轴圆柱结构的解析解及实际测量数据的对比证实了该计算方法的有效性。     

风速对特高压直流输电线路离子流场分布的影响

特高压直流(UHVDC)输电线路地面离子流场的大小是检验电磁环境是否超标的重要判据,对不同风速条件下的地面离子流场的分布进行了计算研究。针对离子流场的计算,提出一种改进迭代上流有限元方法,建立了考虑风速影响的离子流场模型。研究了不同风速对±800 k V输电线路离子流场分布规律的影响。研究表明,地面最大合成场强和离子流密度随风速的增大而增加明显,且风速会使其发生一定偏移。考虑风速为8 m/s时,地面最大合成场强比无风增加了12.64 k V/m,且地面最大离子流密度是无风时的2.65倍。水平风速越大地面合成场强和离子流密度的分布曲线和峰值往背风向偏移越严重,空间其他较远处的合成场强和电荷密度变化不大,且空间合成场强与电荷密度的最大值主要分布于导线周围空间。     

直流线路合成场强现有计算方法及无网格法的应用

针对直流线路合成场强现有计算方法展开分析,阐述现有计算方法的优缺点,提出利用无网格法计算直流输电线路合成场强和离子流。在此无网格法计算原理的基础上,对贵广直流线路单级运行时的合成场强进行计算。证明贵广直流线路在单级运行时的合成场强及离子流密度均符合我国制定的相应标准。     

500kV变电站的HGIS和GIS设备接地电流测量结果分析

通过对直流500kV宜都换流站内的全封闭式组合电器(gas insulated switchgear,GIS)设备接地电流和交流500kV咸宁变电站内的复合组合电器(hybrid gas insulatedswitchgear,HGIS)设备接地电流的测量,找出了其中的一些规律,从咸宁变电站和宜都换流站测得的HGIS和GIS设备外壳接地电流的结果可以看出,其外壳接地电流均比设计值大,且其外壳接地电流受负荷的影响很小,通过优化接地装置可有效减小HGIS和GIS设备外壳接地电流。该项研究为特高压交直流示范工程接地装置的设计提供了依据。