耦合地线对交直流同塔输电线路电气特性的影响及规律分析

为充分利用架空线路走廊,交直流同塔输电将是电网未来发展的趋势,开展同塔交直流线路间电磁耦合干扰研究具有重要意义。建立了双回交流与单回直流同塔输电线路耦合模型,计算分析了在直流线路下方架设耦合地线时,耦合地线根数、耦合地线与直流线路垂直间距、耦合地线横向位置、耦合地线横向间距以及耦合地线排列方式等因素对直流线路上感应电压的影响。研究结果表明:耦合地线根数越多,屏蔽效果越好,耦合地线根数达到一定数量时,屏蔽效果将趋于饱和;耦合地线距离直流线路越近,屏蔽效果越好;耦合地线水平排列时,屏蔽效果最好。     

同塔交直流线路容性耦合干扰的分析与计算

超(特)高压交直流同塔多回输电技术在解决输电走廊占地问题中的应用已经得到关注与研究,因此文中研究了交直流同塔的容性耦合干扰以及屏蔽措施。首先建立了单回和双回交流线路分别于直流线路同塔时,交直流线路的容性耦合干扰分析模型,分别计算了不同结构的交流线路在同塔并行的直流线路上产生的容性耦合感应电压。仿真结果表明:交流线路的排列方式、交直流垂直线间距和交流线路相导线的相序排列对容性耦合感应都有影响。感应电压值随垂直间距的增加呈非线性递减;双回交流线路逆向排序可以抑制感应电压,其中鼓型逆相排序可以使交流线路在直流线路中的感应电压值降低46.8%。同时,增加接地线也可以使感应电压值下降7%~18%。     

特高压交流同塔双回输电线路电磁耦合分量的计算分析

针对特高压交流同塔双回输电线路,建立了特高压交流同塔双回输电线路电磁耦合模型,计算了一同线路停运检修时,运行线路在检修线路上感应产生的电磁耦合分量;研究了线路换位、线路故障类型、故障点位置、耦合地线等因素对电磁耦合分量的影响.研究结果表明：线路换位与架设耦合地线可有效降低线路间的电磁耦合分量;线路发生不同类型故障时,电磁耦合分量无明显变化规律;单相接地故障情况下,故障点位于线路首末两端时,电磁耦合分量出现最大值.     

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。     

耦合因素对特高压交流同塔双回线路不平衡度的影响分析及相序优化

针对特高压同塔输电线路之间更强的电磁耦合作用加剧了电流不平衡度的问题,利用PSCAD/EMTDC软件建立了特高压交流同塔双回输电线路模型,分析了输电线路之间的电磁耦合作用以及架设耦合地线对电流不平衡度的影响,确定了线路导线的最优排列方式。分析结果表明:当一回线路处于重载而另一回线路处于轻载情况时电流不平衡度较大,当双回线路同时处于重载情况时电流不平衡度较小;当交流线路呈逆相序排列时,不平衡度处于较低水平;架设耦合地线时,穿越负序不平衡度和穿越零序不平衡度增加,而环流负序不平衡度和环流零序不平衡度减小;耦合地线横向位置对电流不平衡度影响较大,其架设高度对电流不平衡度影响较小。     

直流线路对同塔架设交流线路的影响

本文采用PSCAD-EMTDC电磁暂态软件建立了交直流输电系统和同塔输电模型,研究了交直流线路在同塔输电时直流输电线路发生单极接地故障条件下的交直流线路过电压水平变化及其影响。仿真并分析了交流输电线路不同排列方式,是否换位对交直流线路过电压的影响。经过仿真和数据分析,得出了以上因素下交直流线路在直流故障情况下的过电压的大小及其变化趋势,并且分析了过电压发生变化的原因。     

交/直流线路并行运行对铁心饱和不稳定的影响

由于输电走廊紧张,存在交流输电线路与直流输电线路共走廊平行架设或者直接采用交直流线路同塔架设的情况,采用电磁暂态程序,建立了平行和同塔架设的高压交/直流线路电磁耦合模型及直流输电系统模型,计算了直流线路上工频感应电流以及交/直流侧的电压、电流畸变率,分析了并行交流线路对直流系统铁心饱和谐波不稳定的影响,并且研究了直流线路上工频感应电流的限制措施。     

500 kV交直流同塔输电线路感应电压和电流的多因素分析北大核心CSCD

文中以500 kV张北柔直输电线路工程为研究对象,构建5因素3水平的L16(35)正交试验方案,利用PSCAD/EMTDC软件搭建感应电压与电流的仿真模型,分析了导线排列方式、交直流回路间垂直距离、直流极导线间水平间距、回流线等导线布置方案对带电回路在停运检修线路上感应电压与电流的多因素相互影响程度及规律。结果表明:交直流线路采用上下两层均平行布置时,各感应分量最小,且两极线间感应分量差值亦最小;回流线可降低检修线路上感应电压与电流约35%;影响静电耦合分量因素的因子主次顺序为:垂直间距、运行电压、极导线间水平间距、运行电流;影响电磁耦合分量因素的主次顺序为:运行电流、垂直间距、运行电压、极导线间水平间距;土壤电阻率对停运检修线路的影响可忽略不计。针对静电耦合分量与电磁耦合分量分别提出了不同的优化措施。这为交直流同塔混压共架线路运行、设计以及检修作业方式和人员防护提供依据。     

同塔交直流输电线路混合电场研究

高压交流与高压直流输电线路同杆塔架设能够有效缓解输电走廊紧缺问题。同塔交直流线路产生的混合电场的复杂性及其预测的困难性,成为制约该种线路设计和发展的关键因素。考虑了交流导线电晕放电和直流导线电晕放电之间的相互影响,基于上流有限元法,提出了种交直流线路同塔架设时混合电场的时域计算方法,通过试验线段的实验验证了算法的有效性;对不同等级交流电压情况下地面电场和离子流密度进行了计算,计算结果表明,交流线路对直流合成电场有明显的"屏蔽作用",且交流电压越高,地面电场直流分量和离子流密度越小;同时对空间电荷的运动轨迹进行了模拟,得到了交流电场对直流离子流场的作用机制,交流导线对空间电荷的吸引是导致地面电场直流分量和离子流密度减小的重要原因。     

±500 kV同塔双回直流输电线路极导线布置方案研究

在不同极导线布置方案下同塔双回线路的电磁环境和两回线路间的相互影响存在差异,因此有必要对±500 k V同塔双回直流输电线路极导线布置方案进行对比分析,为同塔双回直流输电线路的设计提供参考。以葛南—荆沪直流线路同塔部分为例,将单回直流输电线路的电磁环境计算方法拓展到双回线路中,计算该直流线路同塔部分的导线、地线表面最大电场强度、无线电干扰值、可听噪声和电晕损失,并在PSCAD/EMTDC中搭建模型进行了仿真分析。根据电磁环境计算结果和仿真数据,综合各方面指标确定了葛南—荆沪直流线路同塔部分的最优极导线布置方案。     

同塔双回直流输电线路的感应电压仿真研究

随着对输电能力需求的扩大,同塔双回输电技术不仅在交流输电领域应用广泛,而且在直流输电领域也逐渐得到了应用。针对同塔双回直流输电线路之间电磁耦合带来的感应电压问题,采用雷电流仿真模型、杆塔多波阻抗模型和绝缘子先导闪络模型。并建立雷电绕击故障计算模型和接地故障计算模型,对不同运行电压、导线排列方式、土壤电阻率以及排列间距等对同塔双回直流输电线路感应电压的影响进行分析,以溪洛渡直流工程为参考．研究在不同运行方式、输送功率以及加装线路避雷器情况下,同塔双回线路间的电磁耦合特性。在对溪洛渡工程实例采用ATP—EMTP进行仿真的基础上,分别对雷电绕击和接地故障2种情形下的感应电压进行计算。比较并得出了影响线路间感应电压的主要因素。     

500kV同塔4回输电线路绕击的耐雷性能

为研究同塔4回输电线路绕击耐雷性能,采用改进电气几何模型对其进行了分析。同塔4回输电线路导线数目多,避雷线需同时保护多相导线,因此必须通过确定雷电绕击的范围以得到绕击计算时所需的击距系数k、临界击距rsc、最大击距rsmax、年落雷次数N和雷击击距为r的概率等基本条件。在实际分析验证典型塔型的基础上建立了计算模型,改变相应参数得出绕击跳闸率n与杆塔高度hc、避雷线保护角θs、地面倾角θg、击距系数k等的对应变化关系。结果表明,n随hc增加、θs增大、θg增大、k减小而增大,采用负θs和降低hc是提高500kV同塔4回线路绕击耐雷性能的有效办法。     

耦合地线架设位置及根数对500/220kV同塔4回线路防雷特性影响

架设耦合地线是一种有效降低线路反击跳闸率的防雷措施。为探讨不同耦合地线架设位置对不同回线路的耐雷性能所造成的影响,针对500/220kV同塔4回线路进行分析计算,分别在不同高度横担中央处架设单根或双根耦合地线,比较其保护范围及效果。同时也对不同耦合地线架设位置对应的杆塔、避雷线和耦合地线的分流系数以及导线和避雷线间的耦合系数进行了分析比较,以确定耦合地线在不同位置安装时,其改善线路防雷性能的机理。研究表明:耦合地线离线路越近,对其保护越好,单根耦合地线对应的分流系数可达2%～7%,架设双根耦合地线时分流可达5%～14%,架设耦合地线可以有效地增大耦合系数。     

交直流同塔混架下输电线路绕击耐雷性能分析

电网规模的扩大和线路走廊的缺失,使得某些特殊条件下的交直流线路同塔架设成为可能,而绕击是特高压输电线路雷击跳闸的主要原因.通过综合分析国内外现有的交流同塔双回、直流双极以及交直流同塔混架的杆塔结构模型与参数,针对1000 kV 交流特高压双回和±500 kV 直流超高压双极同塔混架输电,提出了一种新的混架杆塔模型.针对交流双回和直流双极的同塔混架线路,采用改进的电气几何模型,考虑长间隙放电特性和导线工作电压的影响,同时纳入极线和相线之间的相互屏蔽关系,对输电线路的绕击耐雷性能进行了分析.基于构建的 ATP-EMTP 仿真模型,获取了直流极线和交流相线的绕击耐雷水平.通过编程计算,分析了不同杆塔呼称高度、地线保护角和地面倾角等参数对交流、直流线路各自绕击跳闸率的影响,为改善交直流同塔混架输电线路的绕击耐雷性能提供了参考依据     

特高压直流与500kV交流线路同塔并架防雷特性研究

介绍了±800 kV特高压直流线路与双回500 kV交流线路同塔并架的主要防雷性能及特点,并分别与单回±800 kV特高压直流线路,以及双回500 kV双回交流线路同塔并架的防雷性能进行对比分析,指出,同等条件下,交直流同塔并架线路特高压直流线路的反击耐雷水平比单回±800 kV线路更高,与500 kV交流同塔双回线路相比,水平相当。与单回±800 kV直流线路相比由于地线保护角更小,绕击耐雷水平更高,基本不会发生绕击闪路。与500 kV交流同塔双回线路相比,绕击耐雷水平略低。为国内外尚未出现的±800 kV特高压直流线路与双回500 kV交流线路同塔并架的实践提供技术参考。     

直流接地极线路与同塔或同走廊架设交流输电线路相互影响

为节省线路走廊占地,直流接地极线路会部分与站外交流电源线路同塔共架或同走廊架设,2种架设方式均存在交流线路和直流接地极线路相互影响的问题。采用电磁暂态计算程序,对接地极线路与35 kV交流线路同塔共架和接地极线路与330 kV交流线路同走廊架设条件下,交流线路和直流接地极线路的相互影响进行研究。结果表明：直流接地极线路与35 kV交流线路同杆共架时,35 kV交流线路在直流接地极线路上产生的感应电动势很小,最高感应电动势小于2 kV,对直流系统不会造成影响;直流接地极线路在35 kV交流系统上产生的感应电动势远小于35 kV交流设备的绝缘水平,对35 kV交流系统的安全运行不会造成危害。直流接地极线路与330 kV交流线路同走廊架设时,330 kV交流线路在直流接地极线路上产生的最高感应电动势不大于18 kV,对直流接地极线路的安全运行不会造成危害。研究结果对保障交流线路和直流接地极线路的安全稳定运行具有重要意义。     

±1 100 kV长距离直流输电线路接地线感应电流分布及拆除方案

临近1 000 kV 同塔双回交流输电线路架设输电线路,挂接地线是防止感应电危害施工人员安全的有效措施。为了确定施工中输电线路接地线感应电流分布和接地线拆除方案,基于ATP-EMTP电磁暂态程序,建立了±1 000 kV 吉泉直流输电线路长距离并行同塔双回1 000 kV 交流输电线路的模型。计算了施工中直流线路中的感应电流,分析了线间距离、并行长度、线路高度和土壤电阻率等因素对感应电流的影响。最后,针对地线的拆除顺序提出了相应的接地线拆除方案。     

500/220 kV同塔四回线路的耐雷性能研究

为准确评估500/220 kV同塔混压四回输电线路的耐雷性能,在采用改进电气几何模型(EGM)与电磁暂态程序(EMTP/ATP)计算其绕、反击跳闸率后分析了避雷线保护角、杆塔呼称高度、地面倾角等对5002、20 kV线路绕击耐雷性能的不同影响及杆塔呼称高度、接地电阻、耦合地线架设方式等对500、220 kV线路反击耐雷水平的不同影响。计算结果表明,同塔混压四回线路中不同电压等级线路防雷击侧重点不同,即500 kV线路绕击相对严重,220 kV线路反击相对严重。最后提出了改善线路雷电性能、降低雷击跳闸率的措施,在实际工程中,建议从降低杆塔呼称高度、采用负保护角以及架设耦合地线等方面综合考虑。