±800 kV同塔双回直流输电工程绝缘配合研究

随着特高压电网的不断建设,可供特高压输电线路经过的通道逐渐变得有限,线路走廊的矛盾日益突出.为提高现有输电走廊的利用效率,有必要研究±800 kV特高压线路同塔双回输电技术.对换流站电气设备和架空输电线路的绝缘配合研究认为,换流站电气设备的绝缘水平,可与以往单回线的相同.对于±800 kV同塔双回输电线工程,由于线路之间的互感作用,其参数会有所改变,对线路上的过电压水平产生一定的影响.±800 kV同塔双回输电线路采用V形绝缘子串的悬挂方式,与中国以往±800 kV单回V形绝缘子串水平排列的悬挂方式有较大的差别.分析研究表明,±800 kV同塔双回输电线工程的空气间隙,决定于操作过电压.依据±800 kV同塔双回输电线工程操作过电压仿真计算,以及±800 kV同塔双回真型塔放电特性试验研究结果,进行了绝缘配合研究,推荐了±800 kV同塔双回直流线路最小空气间隙距离.     

国网电科院特高压交流输电工程关键技术研究3项课题通过验收

日前,国家电网公司科技部在北京组织召开“特高压交流输电工程关键技术研究课题验收会”,对特高压交流输电工程关键技术部分课题进行验收。国网电力科学研究院承担的3项研究课题———“1000kV特高压交流同塔双回线路过电压和绝缘配合研究”、“1000kV特高压交流同塔双回输电线     

1000kV/500kV特、超高压同塔4回交流输电线路雷电性能仿真分析

为准确评估1 000kV/500kV超特高压同塔4回输电线路的雷电性能,基于电磁暂态程序(EMTP)和改进后的电气几何模型(EGM)分别对这种线路的反击、绕击耐雷水平及雷电跳闸率进行了仿真研究。分析了同塔多回线路中500kV线路不同相序排列、不同间隙长度及不同杆塔冲击接地电阻对反击跳闸率的影响,并对比计算了1 000kV线路不同绝缘子串布置方式下线路的雷电绕击性能。最后根据研究结果,指出了500kV线路的绝缘配合是1 000kV/500kV混压同塔4回线路防雷的薄弱点所在,并提出通过加强500kV线路的绝缘水平、优化1 000kV线路绝缘子的布置方式等措施,能有效改善线路雷电性能、降低雷击跳闸率,可用于指导工程设计。     

特高压交直流线路平行共用走廊方案电磁环境及平行接近距离研究

对特高压交直流同走廊情况下的电磁环境进行了电气绝缘距离、线路导线间距离的计算,以内蒙古某1 000kV线路与另一条±800kV直流线路共用走廊为例进行计算与分析,得出混合电场满足控制值要求为:同塔双回1 000kV交流线路情况下,导线对地最小高度为21m和18m时,与±800kV直流线路间距62m;2条单回1 000kV交流线路情况下,导线对地最小高度为23m和18m时,2条单回1 000kV交流线路间距74m,与±800kV直流线路间距67m,实现了输电线路与环境保护、土地资源之间的合理匹配。     

1 000 kV与500 kV同塔四回交流输电线路杆塔型式研究

同塔四回输电技术是电网建设中解决输电走廊紧张、提高输电容量、实现“资源节约型”电网的有效手段。依托特高压交流输电技术研究成果,通过理论分析和数值计算对1 000 kV与500 kV同塔四回交流输电线路杆塔型式进行研究。借鉴超高压输电线路同塔四回输电技术的经验,基于2种典型杆塔结构,从电磁环境、防雷性能、覆冰校验和经济性等方面进行了比较和分析,选择出合理的杆塔型式,并推荐了塔头布置方案,为1 000 kV与500 kV同塔四回输电线路塔型设计提供借鉴和参考。     

基于雷电冲击特性的同塔多回输电线路并联间隙配置

由于同塔多回输电线路相导线数量多,并联间隙配置方式复杂且不同配置方式下的耐雷性能各异。结合广州供电局同塔双回及同塔三回输电线路,基于对实际运行绝缘子串并联间隙雷电冲击放电特性及耐雷性能的分析,提出了同塔多回线路防雷性能最优的并联间隙配置方案,并研究了并联间隙防雷保护的有效性。结果表明,绝缘子串并联间隙雷电冲击50%放电电压为无间隙绝缘子串的80%左右,前者伏秒特性曲线在后者下方,并联间隙与绝缘子串可以形成良好绝缘配合;试验冲击闪络电弧均可疏导至间隙空气中燃烧,并联间隙有效保护了绝缘子串;同塔多回线路通过并联间隙形成回路间差绝缘,能够有效降低多回同跳概率。     

特高压倒V型串杆塔间隙放电特性及绝缘配置分析

为得到特高压同塔双回线路新型倒V串杆塔间隙绝缘配置,建立了特高压双回倒V串全尺寸试验塔头,开展了倒V串高压电极对杆塔构架不同间隙距离下的放电特性试验研究,获得了工频电压、1 000μs长波前冲击电压和雷电冲击全电压类型放电特性曲线。结果表明对于3种电压类型,下相间隙50%放电电压梯度均高于中相间隙,其中,下相间隙1 000μs波前操作冲击放电电压梯度较中相间隙高4.6%。结合特高压交流系统电压特点,提出了海拔1 000 m条件下特高压同塔双回线路倒V串间隙配置推荐值,工频电压控制间隙取2.9 m,操作过电压控制间隙取6.5 m,平原和山区雷电防护间隙分别取6.7 m、7.2 m。     

±800kV特高压直流输电线路绝缘配合的差异化

在直流输电系统设计中,绝缘配合是直流线路设计的重要环节。为此对±800 kV输电线路的绝缘配合差异化进行了研究,给出了直流线路绝缘配合差异化技术的概念和方法,并分别就线路绝缘配置、导线对杆塔空气间隙距离和线路极间距离的差异化进行了研究。给出了不同污秽条件、不同海拔高度、不同绝缘子材质、不同绝缘子型号条件下,瓷绝缘子(I串、V串和耐张串)和复合绝缘子的差异化配置方案;确定了不同过电压倍数、不同海拔高度下导线对杆塔的空气间隙距离和最小极间距离;给出了不同污秽条件、不同海拔高度下的复合绝缘子串长和串长所需极间距离;确定了不同海拔高度、不同分裂间距、不同导线型号时,满足电磁环境限值要求所需的最小极间距离。研究结果可为±800 kV直流输电线路的差异化绝缘配合提供指导,对提高特高压直流输电线路的经济性和科学性具有重要意义。     

宜宾±800 kV换流站接地极线路断线故障分析

介绍了宾金直流输电线路金华换流站极Ⅱ±800 kV直流穿墙套管发生故障后,接地极线路断线故障过程。采用EMTP-ATP软件对故障前后系统电流为5 970 A和5 215 A时接地极导线和避雷线分流情况进行了仿真计算,并与录波图进行了比较。根据计算结果分析了绝缘子掉串及导线断线原因,以及避雷线熔断原因。提出了接地极线路绝缘配置建议。     

特高压交流输电线路采用同塔双回路技术研讨

随着电力需求的增加,规划中的许多特高压交流输电线路工程处于华东经济发达地区,针对日益紧张的路径状况,为缓解华东土地资源稀缺矛盾,提高线路走廊利用效率,提高华东电网输送能力,合理利用土地资源,特高压交流输电线路工程采用同杆架设将极大缓解经济发达地区没有路径走廊的矛盾.通过对国内外500 kV及1 000 kV同塔双回输电现状、特高压交流采用同塔双回路的优势、技术上的可行性、线路设备的国产化能力以及检修和维护等方面进行分析论述,论证了特高压交流采用同塔双回架设技术上是完全可行、合理的.     

1 000 kV双回路多根地线防雷研究

为了使特高压双回输电线路更加安全可靠地运行,以国内某1 000 kV交流输电线路工程SZC301型双回直线塔和SJC301型双回耐张塔为研究对象,提出了相邻耐张塔如何与双回直线塔多根地线配合的方案,综合分析了双回直线塔关于I型悬垂串和V型悬垂串的不同排列组合对导线与多根地线间距的影响。双回直线塔中层横担改挂V型悬垂串,下层横担加挂地线,可使塔头处中、下相外侧子导线的静态防雷保护角较常规分别减少11°和15°,上、中、下相外侧子导线动态防雷保护角分别为-11°、-20°和-9°,有效地减少了山区的地形坡度对绕击率的影响。     

1000kV皖南-浙北特高压同塔双回线路工频参数仿真计算

特高压同塔双回线路工频参数仿真计算是编制线路参数现场测试计算书以及系统调试的重要基础,介绍了同塔双回线路工频序参数的计算方法,结合世界首条1 000 kV同塔双回交流特高压线路全线的换位方式提出了相参数计算方法,基于特高压线路基本参数,对皖南-浙北段特高压同塔双回线路工频参数进行了仿真计算,为1 000 kV同塔双回线路参数现场测试提供了重要参考数据.     

1 000 kV特高压交流同塔双回线路换位塔型式选择

依托1 000 kV锡盟-南京（济南-徐州段）特高压交流工程,参考国内750、500 kV同塔双回输电线路的研究成果及运行经验,通过技术经济比较,给出1 000 kV特高压交流同塔双回线路推荐换位塔型式,研究成果可应用于工程设计。     

直流保护策略对特高压换流站过电压与绝缘配合影响的仿真分析

特高压直流换流站作为特高压直流输电工程的枢纽,其绝缘配合方案对工程的技术经济性能影响较大。为研究特高压直流换流站绝缘配合研究中出现的直流系统保护策略对换流站过电压与避雷器配置的影响,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序建立了糯扎渡电站送电广东±800kV直流输电工程的直流暂态过电压仿真模型,仿真分析了高端换流变YY阀侧接地和接地极线或金属回线接地故障下直流保护策略对直流暂态过电压和避雷器应力的影响。研究结果表明,直流系统保护策略对换流站绝缘配合有较大影响,糯扎渡电站送电广东±800kV直流输电工程换流站中性母线避雷器配置方式或直流保护策略需要在云南至广东±800kV特高压直流输电工程基础上进行改进。工程中若不能减小换流器直流差动保护和中性母线过电压保护的延迟时间,则建议增加中性母线避雷器E1H和E2H的并联台数以满足设计要求。     

1 000 kV同塔双回输电线路电气不平衡度及换位问题研究

电气不平衡度是衡量输电线路性能和电能质量优劣的重要指标。文章以淮南-上海1 000 kV特高压同塔双回输电工程为例,借助EMTP和Matlab软件仿真计算不同情况下线路的电气不平衡度,根据计算结果研究特高压双回线路的电气不平衡度和换位问题。得出如下结论：双回路导线逆相序排列可明显降低线路的不平衡度,推荐逆相序排列下1 000 kV同塔双回输电工程换位距离取200 km;双回路同向换位后的电气不平衡度明显低于双回路反向换位;对于1 000 kV淮南-上海同塔双回输电工程,推荐全线导线采取逆相序排列方式,淮南-皖南段进行一次同向全换位即可满足线路不平衡度限值要求。     

特高压杆塔基地加荷塔设计参数的选择

特高压杆塔试验基地加荷塔是铁塔真型试验的主要承力系统之一,加荷塔的试验能力需要满足1 000 kV特高压交流同塔双回、±1 000 kV特高压直流单回与±800 kV特高压直流双回等输电线路铁塔真型试验的需求。为此,加荷塔的设计参数选择至关重要。根据收集到的特高压铁塔设计资料,兼顾特高压输电线路远期的发展,确定了特高压杆塔试验基地3 基加荷塔的高度、宽度与加荷点数等参数。多基特高压杆塔真型试验的顺利完成,印证了加荷塔设计参数选择的合理性。     

±1100kV特高压直流换流站过电压保护和绝缘配合

为合理确定±1 100 kV特高压直流换流站的绝缘水平,基于准东—成都±1 100 kV特高压直流输电工程,根据特高压换流站的绝缘配合方法,对准东换流站的绝缘配合进行了研究。根据特高压直流换流站避雷器布置基本原则,并结合现有±800 kV特高压直流换流站的绝缘配合经验,提出了±1 100 kV准东换流站的避雷器布置方案,详细分析了换流站交流侧、阀厅、直流母线和中性母线等不同区域的过电压保护策略,最后根据推荐的设备绝缘裕度确定了换流站设备的绝缘水平,直流侧1 100 kV直流极线的雷电冲击和操作冲击绝缘水平推荐为2 600 kV和2 150 kV;直流极线平波电抗器阀侧设备和高压端Y/Y换流变阀侧设备的绝缘水平建议取为一致,雷电冲击绝缘水平和操作冲击绝缘水平分别为2 500 kV和2 250 kV。研究结果对换流站设备的选型和制造具有重要指导意义,将为该特高压工程建设提供重要依据。     

1000kV/500kV同塔混压四回输电线路反击耐雷性能

在线路走廊比较紧张的东部地区,特高压电网考虑架设同塔混压多回输电线路,开展特高压同塔混压线路反击耐雷性能研究具有重要的意义。采用统计法计同时考虑工作电压的影响,在电磁暂态程序(PSCAD/EMT-DC)中建立了1000kV/500kV同塔混压四回输电线路反击耐雷性能仿真模型。和常规线路对比,得出了特高压同塔混压线路反击耐雷性能的特点。针对其特点,分析了500kV上层横担外侧导线和一侧导线绝缘水平及500kV相序排列对线路反击耐雷性能的影响。结果表明:随着外侧导线绝缘水平的增强,500kV线路的单、双回反击跳闸率降低;随着横担一侧导线绝缘水平的增强,500kV线路的双回反击跳闸率降低;当外侧导线为异名相导线时,500kV线路的单回反击跳闸率较高,双回反击跳闸率较低。为了改善500kV线路的反击耐雷性能,可以增强外侧导线的绝缘水平,为了改善500kV线路的双回反击耐雷性能,可以增强横担一侧导线的绝缘水平,采用不平衡绝缘,外侧导线应采用异名相导线。     

哈密南±800 kV换流站换流区域建构筑物结构设计

换流区域为±800 kV特高压直流换流站的核心区域,是换流站设计的重点和难点。基于哈密南 ±800 kV换流站工程技术条件,论述了换流区域主要建构筑物的结构设计特点。结合国内已投运的±800 kV换流站设计、施工和运行经验,按照技术先进、经济合理、安全可靠、施工方便的原则,总结了±800 kV换流站换流区域包括阀厅、控制楼内电缆夹层、空冷器保温室、换流变压器基础及搬运轨道、换流变压器进线构架等建构筑物结构选型及实施方案,以期对后续特高压直流换流站结构设计提供指导和借鉴作用。     

± 800 kV向家坝—上海直流工程换流站绝缘配合

±800 kV向家坝—上海直流输电工程中换流站绝缘配合是直流特高压输电工程的关键技术之一。分析了换流站的避雷器保护配置方案、绝缘配合的原则和换流站过电压防护的策略，并计算了避雷器的参数与特性，分析了设备的过电压保护和绝缘水平，初步给出了换流站空气间隙的放电电压。这些绝缘配合的数据对换流站设备的选型和制造有指导意义。