超高压交流变电站金具电晕特性与选型研究

为消除电晕放电造成的能量损耗和电磁干扰,对不同种类金具的电晕特性以及不同电压等级下金具选型进行研究。利用紫外成像仪对几座超高压交流变电站的电晕放电现象进行观测,找出易发生电晕放电的金具;对此金具结构建立三维有限元仿真模型,计算在施加500 kV和750 kV电压等级下,不同尺寸金具表面电场强度分布情况,并针对场强较大的结构进行优化设计。研究结果表明,随着均压环、屏蔽环管径和屏蔽球球径的增大,其表面电场强度逐渐减小;结合金具表面起晕场强控制限值,给出了500 kV和750 kV电压等级下,耐张绝缘子串屏蔽环、V型绝缘子串均压环以及导线屏蔽球的尺寸选型。     

750 kV变电站门形构架双联耐张绝缘子串均压环选型研究

变电站门形构架绝缘子金具表面电场强度超过规定限值后,会在金具尖端或均压环外端面形成电晕放电,增加了站内整体电磁噪声和电能损耗,尤其海拔高度对电晕放电场强限值影响较大。以海拔高度大于1 000 m的750 kV沙州变电站为例,采用ANSYS仿真计算了变电站门形构架双联耐张串绝缘子金具不同均压环管径、连接板表面的电场强度,获得了相应的电场分布图,通过对比确定了750 kV变电站门形构架双联耐张串绝缘子均压环优化选型方案。在天气较好条件下,分别测量了沙州750 kV变电站门型构架四分裂母线与跨线处的噪声,1～6 kHz频段内噪声最大值均低于相关标准的昼间要求,这验证了金具优化后效果较好。     

±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。     

高海拔330 kV输电线路悬垂串金具电晕特性研究

我国西北部分高海拔地区330kV同塔双回输电线路悬垂串金具运行中存在明显放电现象,为降低电能损耗,采用三维有限元分析计算软件对实际同塔双回线路进行建模研究,并对悬垂串金具表面电场分布进行仿真计算。根据计算结果,在特高压交流试验基地环境气候实验室和特高压户外试验场对优化前后悬垂串金具开展可见电晕试验研究。结果表明,悬垂串金具安装防晕球后,金具表面最高场强从28.3kV/cm降至22.4kV/cm,降幅为20.8%,同时金具电晕放电起始电压与熄灭电压比优化前分别提高12.6%和5.6%。随着海拔高度上升,金具电晕放电电压下降,4 300 m海拔下起始电压与熄灭电压分别比0 m处下降31.0%、31.1%,可为高海拔线路金具设计与优化提供参考。     

提高沿海台风区500 kV输电线路抗风能力措施

台风给福建电网带来严重损害。分析了台风导致500 kV线路发生风偏闪络、绝缘子及金具损坏、杆塔结构等方面事故的原因及机理。明确了架空线路防风加强对象和原则,重点从路径选择、设计风速取值、防风导线选型、杆塔设计优化、金具串优化以及安装杆塔健康监测平台等方面提出了切实可行的提高500 kV输电线路抵御台风灾害的措施,为提高电网的安全可靠性提供参考。     

330 kV输电线路均压环优化研究

通过有限元法建立均压环仿真计算模型,对4种不同管径以及2种不同曲率半径330kV交流输电线路均压环表面场强进行计算分析,在特高压户外试验场以及特高压交流试验基地环境气候实验室开展均压环可见电晕试验研究,获得不同结构型式均压环表面电场分布规律、结构优化试验对比结果以及不同海拔条件下均压环电晕起始电压特性曲线。研究结果表明,通过优化均压环管径以及曲率半径方法,可有效降低均压环表面电场强度,提高电晕起始和熄灭电压,推荐校正算式校正误差小于CB311．1—1997和IEC60071—2：1996所提方法,可为高海拔地区输电线路均压环选型及优化设计提供参考依据。     

500 kV交流输电线路含缺陷复合绝缘子电场分布特性研究

500kV线路复合绝缘子应用量大,正确有效判别出含有缺陷的复合绝缘子,对于保障电网安全稳定运行意义重大。为此,基于有限元分析方法,建立了500kV交流输电线路复合绝缘子串三维有限元模型,计算了正常和含有单个导通性缺陷情况下的绝缘子和空间电场分布并归纳其特征,分析了导通性缺陷长度及位置对绝缘子电场分布和强度的影响。计算结果表明,当复合绝缘子串存在导通性缺陷时,电场强度分布曲线会出现有规律的畸变,该特征可为判断复合绝缘子是否存在导通性缺陷提供判断依据。     

交流330 kV分段式复合绝缘子均压特性研究

为改善330 kV分段式复合绝缘子的电磁工作环境,优化均压环结构,配置合适的均压方案,采用三维有限元软件进行建模分析计算,比较大均压环参数（环径、管径、罩入深度）与表面场强的关系,综合考虑选择其参数配置,在确定大均压环尺寸的基础上对小均压环的参数进行优化,得到合理的均压结构参数：大均压环环径、管径、罩入深度分别为350 mm、50 mm、125 mm;小均压环环径、管径、罩入深度分别为100 mm、25 mm、20 mm。该方案有效改善了均压环与复合绝缘子表面场强分布的不均匀性,对实际工程具有一定的借鉴意义。     

500kV耐张串使用复合绝缘子的力学试验研究

对500kV输电线路耐张串在使用复合绝缘子时的力学负载进行了试验、分析与三维有限元模拟研究,在力学机械性能方面验证500kV耐张串使用复合绝缘子的可行性,提高输电线路的抗污闪能力,拓宽复合绝缘子的使用前景。     

基于三相复合时变场的柔性直流换流站阀厅金具表面场强计算分析

换流站在整个电力系统中的作用愈发重要，站中的金具及其配套设备需要满足一系列技术要求以保证系统安全并尽量优化，为此提出基于三相复合时变场的柔性直流换流站阀厅金具表面场强计算分析。采用有限元仿真计算的方法针对换流站阀厅三相交直流叠加复合电场下阀厅及金具电场进行仿真分析，考虑阀厅内各种设备和金具，建立全场域三维仿真模型。计算实际运行状态下特殊时刻的阀厅电场、电位分布以及不同位置、结构的金具电场分布。根据计算结果分析，在电场最恶劣的状态下，复合场阀厅金具场强仍低于控制场强2.0 kV/mm,符合工程要求。研究表明，不同形状、尺寸的金具以及金具在电场中的位置不同，受到三相电压对表面场强的影响也不同；对于其中表面场强较小的金具可以适当缩小尺寸以节约成本，表面场强较大的金具应增大尺寸以增加裕度。     

750 kV输电线路弧垂检测方法

西北750kV输电线路特有的高海拔、大档距等设计特点,使角度法测量架线弧垂有了广阔天地,然而地形条件限制、六分裂导线使用和中相V串布置,又大大增加了测量难度和计算强度。采用角度法通用公式配合计算机软件测量、分析架线弧垂．为线路弧垂的检测提供了一种优质高效的新方法。     

750kV变电站导线场强及电晕噪声分布

为了研究电晕噪声与导线电场强度的关系,对变电站导体电晕控制场强进行了海拔修正,获得了高海拔750kV变电站内导线表面场强限值,建立了750kV变电站四分裂导线模型,使用有限元分析软件计算了导线表面电场分布,进而预测了导线电晕噪声,获得了电晕噪声与距离的分布曲线。与使用噪声频谱测试仪测量的B相中心线—C相直线路径噪声分布的对比结果表明,实测数据与计算数据具有较好的一致性。     

西北750 kV输变电示范工程设计中新技术的应用

重点介绍了750 kV输变电示范工程设计中采用的新技术:750 kV线路工程采用地质遥感技术和海拉瓦选线技术优化路径方案,采用了6分裂导线、扩径导线、大吨位绝缘子、刚性跳线和高强钢杆塔等先进技术;750kV变电工程中合理确定空气间隙,选用安全可靠、技术先进和经济合理的简化GIS设备,采用计算机监控系统和设备状态在线检测装置提高变电站自动化水平,钢管格构式变电构架结构新颖。     

高海拔地区750 kV输电工程导线可见电晕试验研究

我国第一条750kV输电线路经过地区海拔高度基本在2000m以上,与国外已经运行的750kV输电工程的运行环境有较大差异。在其线路设计中,导线的电晕特性对导线的选型有重大意义。用分裂导线控制导线表面的电场强度,可以避免大量的电晕损失。通过导线起晕电压试验,研究了导线表面场强计算,获得了高海拔地区750kV输电工程设计基本参数,其研究成果推动和支撑了西北750kV输变电工程建设。     

750 kV同塔双回交流输变电工程防雷保护研究

研究了750 kV线路雷电性能及750 kV变电所和开关站雷电侵入波过电压,指出造成750 kV线路雷击跳闸的主要原因是绕击。建议增加地线间距和提高绝缘子串绝缘水平以减小跳闸率。通过对兰州东变电所雷电侵入波的计算分析和变电所的特点,提出2种相应的MOA布置方案,并验证了绝缘选择的安全裕度,得出2种方案均可以满足防雷要求。     

750 kV输电线路复合绝缘子用对接式均压环的研制

750 kV输电线路用封闭式结构均压环存在均压环安装螺栓夹板易裂的缺点。设计了一种对接式结构均压环,通过电场计算、电气试验、安装成本核算和目前的使用情况,认为该新型对接式结构均压环结构简单,安装方便,大大降低人力、物力和时间的耗费;对接式结构均压环定位槽设计有利于安装,卡环设计有利于安装时受力均匀;对接式结构均压环均压效果优于封闭式均压环,满足750 kV输电线路的使用要求。     

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。