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。     

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.     

雾霾天气对高压直流输电线路可听噪声影响研究

为研究雾霾对高压直流输电线路可听噪声的影响，提出了计及雾霾影响的高压直流输电线路可听噪声计算方法。首先，建立雾霾天气下高压直流输电线路离子流场的计算模型，考虑了不同雾霾等级对空间电荷、离子迁移率和起晕场强的影响，并给出了用离子流场模型计算导线表面最大电位梯度的流程；其次，分析了可听噪声与导体表面最大电位梯度的关联性；最后，结合分裂导线数、导线不同直径对可听噪声的影响，提出应用范围广泛的可听噪声预测公式，并分析了不同雾霾等级及不同雾霾颗粒物浓度与可听噪声的关系。以±800 kV直流输电线路为例，对其在雾霾天气下的可听噪声进行计算。结果显示，随着雾霾等级提高，可听噪声会随之增大。雾霾中颗粒物荷电是导致可听噪声增大的主要原因，其中PM2.5的影响程度最大。所提出的离子流场计算模型和可听噪声预测公式可推广应用于高压直流输电线路可听噪声评估中，具有较高的工程应用价值。     

雾霾对高压直流输电线路电晕离子流场的影响

为探究雾霾对高压直流(HVDC)输电线路电晕离子流场的影响规律,提出了雾霾对HVDC输电线路电晕离子流场影响的计算方法。考虑雾霾微粒的荷电特性和湿度对电晕起晕的作用,采用有限元方法计算了±800 k V线路在各种雾霾污染等级下的合成电场强度和离子流密度。计算结果表明:随着雾霾污染程度增加,地面合成电场强度和离子流密度相对于正常天气时的值有所增大,在较大污染程度下,其最大值的增长率随污染浓度增大呈近似线性关系;高湿度雾霾状况下的电晕离子流场随污染程度变化比低湿度雾霾和干霾下更加明显。分析认为:雾霾条件下湿度对电晕起始电场强度的影响及空间悬浮颗粒的荷电行为是地面合成电场和离子流密度变化的主要原因,离子迁移率的减小抑制了地面离子流密度的增大。研究思路对考虑雾霾因素时HVDC输电线路规划设计中电晕效应的分析具有参考价值。     

高压直流输电线路离子流场的计算方法研究

高压直流输电线路发生电晕放电时,周围空间会充满带电离子,从而使空间电场显著增强。为了准确计算地面离子流场,文中采用该有限元—积分法对双极离子流场的控制方程进行求解。文中在计算合成电场时采用了有限元外推法,同时还对空间电荷密度初值进行了改进。通过利用该方法对同轴圆柱模型和±400 kV的直流线路进行的比对计算,验证了该算法的有效性。同时,在实际的±500 kV直流线路上,把该算法的计算结果与已有算法的计算结果进行了对比。实际线路验证和算法间对比均表明,该方法具有较好的精度。最后,采用所提出的方法对±800 kV直流输电线路的地面合成电场和离子流密度进行了预测。     

直流离子流场的有限元迭代计算

针对高压直流输电线下方地面处电场强度及离子流密度的问题,采用有限元迭代方法求解了双极离子流场控制方程。将正负极电流连续性方程合并,减少了计算的复杂度。利用圆筒电极问题,将该文计算结果与解析解进行对比,验证了算法的有效性。将方法应用于200kV直流输电线路模型的计算,并与文献测量结果进行对比,计算结果与实测结果较符合,认为误差主要与测量环境有关。利用该文方法计算了实际±500kV直流输电线路离子流场问题,并分析了导线对地高度、极间距变化时地面电场强度和离子流密度的变化情况,结果显示,随导线高度升高和极间距减小,地面处最大电场强度和离子流密度随之减小。     

±500 kV直流输电系统电磁环境调查研究

为考虑我国直流特高压输电工程的电磁环境保护问题,调查了国内已有4条±500 kV高压直流输电线路电磁环境。根据问卷调查及实地测量给出了相应的调查结果以及由实测数据统计得出一些典型情况的合成场、离子流场大小及分布规律;通过与国际相关的限值标准比较,得出我国目前直流输电线路合成电场及离子流场对人体安全的结论,可供±800 kV特高压直流输电参考。     

导线表面最大场强对直流输电线路电磁环境的影响分析

介绍了高压直流输电线路导线表面最大场强和线路电磁环境参数的计算方法。针对±660 kV直流输电线路,分析了导线表面最大场强对地面合成电场、地面离子流密度、无线电干扰和可听噪声的影响,得出正极导线电压在620⁶80 kV之间变化时,随着导线表面最大场强的增大,地面合成电场和地面离子流密度分别增加1.2倍和2.8倍;导线表面最大场强对无线电干扰和可听噪声的影响相对较小,分别增加17%和0.3%。±660 kV直流输电线路在额定电压范围内运行时,电磁环境指标不会超出《高压直流架空送电线路技术导则》的规定。     

±800 kV昆柳龙直流线路感应电特性的仿真研究

当±800 kV新东直流正常运行时,±800 kV昆柳龙线路与其部分线段并行,昆柳龙线路感应电压远远高于其他直流线路感应电压。文中利用有限元仿真软件建立新东直流和昆柳龙直流并行线段的二维仿真计算模型,仿真了新东直流输电线路带电运行情况下昆柳龙直流线路的感应电压特性。结果表明:柳北站—龙门站线路在静电场单独作用下,正极感应电压为6 kV,负极感应电压12 k V;在静电场与离子流场的合成电场作用下,正极感应电压为20.7 kV,负极感应电压30.5 kV,这与实际测量结果最高感应电压为42 kV较为接近,说明离子流场作用是邻近线路产生感应电的主要因素。     

特高压直流输电线路离子流场的有限元-积分法计算

针对特高压直流输电线的地面电场和离子流密度的计算问题,采用有限元-积分方法,对双极离子流场的控制方程进行求解,同时还对空间电荷密度初值进行了改进。通过计算,发现该方法能较快地获得稳定的数值解。通过采用该方法对±400kV的直流线路进行了比对计算,验证了该算法的有效性。将该方法应用于实际的±800kV直流输电线路,对地面合成电场和离子流密度进行了计算,分析了导线对地高度、极间距、正负极起晕情况不同以及避雷线对地面合成电场和离子流密度的影响。结果显示随导线高度升高和极间距减小,地面的最大电场强度和离子流密度随之减小。在正、负极起晕不同时,负极导线下面的合成电场和离子流密度的最大值比正极大。计算中,考虑避雷线会增大地面的合成场强和离子流密度,但是不明显。