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。     

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。     

山火条件下特高压直流输电线路合成电场研究

特高压直流输电线路在山火中火焰高温、火焰高电导率、固体颗粒物等因素作用下,容易导致输电线路周围电场发生显著升高,从而引发输电线路跳闸。为此,建立了山火条件下特高压直流输电线路合成电场非线性数学模型,该数学模型能够准确计算输电线路走廊发生山火时是否会引发输电线路跳闸,并以云广特高压直流输电线路为例,采用Comsol软件,分析了山火条件、正常运行条件和饱和电晕条件下地面合成电场。算例计算结果表明,山火条件下地面合成电场可达到正常运行情况下的33.6倍以上。     

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。     

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。     

1 000 kV同塔双回线路下方农用大棚感应电击抑制方法研究

随着我国特高压交流输电线路的进一步发展,输电走廊日益紧张,线路邻近居民生产生活区愈加普遍,当人体接触线下钢架大棚等金属物时,易产生暂态电击现象,对附近居民生活劳作造成困扰和不悦。为研究其抑制方法,该文建立了1 000 kV同塔双回输电线路、线下大棚及人体模型,计算发生暂态电击时人体的感应电势及流过人体的放电电流,并对比分析不同抑制措施的效果。分析表明：暂态电击特征量随着人体绝缘性能的增加而增大,在该文场景中,暂态电击放电电流峰值可达0.14 A;架设屏蔽线、屏蔽网以及种植树木对暂态电击均有一定的抑制效果,分别能将放电电流降低65%、80.7%以及96.8%,实际场景中,需根据电场屏蔽要求以及场地条件选取具体措施。     

冲击电晕对1 000 kV交流输电线路耐雷水平的影响分析

为分析冲击电晕对1 000kV特高压交流输电线路耐雷水平的影响,针对现有电磁暂态仿真软件并无电晕模块、且只建立相导线上电晕模型而忽略避雷线上的电晕所存在的不足,基于电晕库—伏特性,采用ATP-EMTP软件分别建立了避雷线与相导线的电晕等值电路模型,并与Jmarti线路相结合,仿真分析了1 000kV交流输电线路反击与绕击耐雷水平。结果表明,不论考虑工作电压与否,与不计电晕相比,计及电晕可使1 000kV交流输电线路的反击耐雷水平提高近21%,绕击耐雷水平提高40%以上,为1 000kV特高压交流输电线路防雷设计提供了参考。     

特高压交流输电线路下方民房晾衣架感应电特性及改善措施研究

特高压线路电压等级高,空间电场容易造成附近居民生活空间的暂态电击现象,影响居民日常生活和电网环保性。其中,民房金属晾衣架处暂态电击现象频发,是居民投诉的重点。为此,建立了1 000 kV特高压同塔双回交流输电线路和金属晾衣架模型,分析了金属晾衣架上感应电势和感应电场的大小,并定量讨论了多种屏蔽线架设方式对晾衣架上感应电的降低水平和改善效果。研究表明：屏蔽线对改善线下金属物的感应电现象效果显著,最大降低72%;屏蔽线架设根数、与晾衣架的水平距离对改善效果影响较大。考虑施工和经济性影响,也提出了相应场景下屏蔽线架设建议。     

多回超/特高压交流输电线路交叉跨越情况下无线电干扰特性研究

鉴于我国特高压交流线路跨越超高压交流线路架设的情况越来越普遍,电晕放电引起的无线电干扰问题已成为线路导线选型和杆塔结构优化设计的重要考虑因素之一,建立了输电线路无线电干扰特性仿真计算模型,利用模态传播原理获取电晕放电电流在导线上的分布特性,获得了不同路径上的无线电干扰分布情况,通过测量河南省南阳市境内实际运行中的一条1 000kV特高压交流输电线路跨越500kV超高压交流输电线路的无线电干扰特性验证了所建模型的有效性,进而建模分析了线路不同对地高度、交叉角度等对无线电干扰特性的影响规律。结果表明,增加线路对地距离可有效减少场强幅值,但衰减速度会减慢;增大交叉角度可减小场强幅值,增大衰减速度,使边相外20m场强值有所增加。     

220／110kV混压同塔四回输电线路耐雷性能研究

为评估220／110kV混压同塔四回输电线路的耐雷性能,采用改进电气几何模型（EGM）与电磁暂态程序（EMTP／ATP）计算了其绕、反击跳闸率,并分析了地面倾角、地线保护角、杆塔呼称高度、接地电阻、架设耦合地线等因素的影响。计算结果表明,混压同塔四回路220kV线路绕击相对严重,110kV线路反击相对严重。最后,提出了改善线路雷电性能的措施,建议在实际工程中防绕击采用负保护角（〈-5°）和安装侧向避雷针,防反击采用降低杆塔接地电阻（≤5Ω）和架设耦合地线。     

架空输电线路绕击与反击仿真分析及辨识

针对架空输电线路事故中绕击、反击的辨识十分困难问题,根据架空输电线路绕、反击特点,采用电力系统电磁暂态仿真软件ATPDraw构建了输电线路、杆塔、绝缘子等仿真模型,对某220 kV单回输电线路雷击与非雷击故障及绕、反击暂态过程进行了仿真,分析了不同情况下故障暂态电流极性、幅值、陡度的特征差异,并基于不同情况下导线和避雷线上故障暂态电流波形的参数提出了相应的实时监测方案。结果表明,该方案可实现对输电线路雷击过程中绕、反击的辨识。     

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。     

输电线路表面金属粘附物对其周围电场强度的影响

输电线路表面粘附的金属颗粒,会影响导线周围的电场强度.它对电场强度的影响有多大,利用以往的计算方法无法得出.但是,利用有限元分析软件对输电线路进行仿真,可以得出3条结论：金属颗粒半径越小,表面最大电场强度越大;随着金属颗粒半径增大,表面最大电场强度减小,并逐渐趋于正常值的2倍;对于不同半径的金属颗粒,其影响的区域主要集中在以金属颗粒表面最大电场强度点为圆心,3倍金属颗粒半径长度为半径的范围内.研究表明,输电线路表面粘附金属颗粒,会给导线和电网运行带来不安全因素,这种状况应当设法避免.     

基于神经网络的分接开关均压环结构优化研究

基于110kV无励磁分接开关的结构特点,利用Ansoft软件建立了分接开关均压环在变压器油中的三维数值计算模型,研究了均压环的环径、管径和安装位置对分接开关电场分布影响的规律,并建立了基于BP神经网络的均压环结构参数的数学模型,获得了均压环的结构优化参数。计算结果表明,高低端均压环环径、管径和安装位置对其表面电场分布均有显著的影响,优化后的均压环表面最高场强下降,能在一定程度上降低电晕放电概率,为厂家设计人员提供了参考。     

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。