1000kV级特高压交流电晕笼设计关键问题探讨

为了合理选择1000kV特高压交流电晕笼的截面和长度,确保其满足特高压设计的要求,介绍了特高电晕笼的基本原理和结构,对特高压电晕笼的截面和长度等关键参数的设计原则进行了细致的计算和校验,并合国外特高压电晕笼的调研情况探讨了电晕笼设计的关键问题。为了保证电晕效应测量结果的准确性,建议我特高压交流电晕笼采用8m×8m的方形截面,测量段和防护段的长度分别为25m和5m。     

基于特高压电晕笼的多分裂导线交流电晕特性研究

为了研究超特高压输电线路的交流电晕特性及其电磁环境,有必要获得不同型式多分裂导线的电晕特性参数.笔者介绍了基于特高压电晕笼的电晕效应试验方法和原理,深入分析和处理相关数据得到导线的可听噪声功率密度和无线电干扰激发函数,经过与已有的国外电晕特性经验公式曲线进行比较,证明了试验数据的有效性,并通过大量导线在不同天气、不同子...     

特高压电晕笼的多分裂导线电晕损失测量系统

为准确、连续地测量特高压分裂导线电晕损失,对传统的电桥法进行改进并根据特高压电晕笼机械与电气特性,结合光纤传输技术,采用混合型光供电电子式电流互感器测量特高压电晕笼中分裂导线电流;采用电容分压器测量特高压电晕笼导线试验电压。基于虚拟仪器技术,采用瞬时功率法研制了一套光纤数字化特高压电晕笼电晕损失测量系统,经校验该系统满足0.2级准确度要求,能够较为准确测量电晕笼导线电晕损失。对晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程用8×LGJ-500/35导线开展起始电晕特性和电晕损失特性试验研究结果表明,在干燥条件下分裂导线起晕场强为27.64 kV/cm(峰值),正常运行电压下不会出现全线起晕的情况;20 mm/h大雨条件下分别对应特高压交流单回试验线段边相和中相导线表面场强,电晕笼导线电晕损失为50.83 W/m和59.73 W/m;可以应用该系统进一步研究我国特高压交流输电线路电晕损失规律。     

嵌套在人工气候罐中的电晕笼设计

为了准确模拟高海拔地区特、超高压输电线路由于电晕产生的可听噪声、无线电干扰、电晕损耗等电晕效应,设计出能够放置在人工气候环境试验室中对不同型式导线进行电晕特性试验的电晕笼,基于已知的常规电晕笼设计原则,使用电磁场计算软件ANSYS仿真得到电晕笼内不同型式导线达到指定表面电场强度时所加电压,分析电晕笼不同截面尺寸下、在不同海拔高度的绝缘裕度,以得到电晕笼截面尺寸的合适值,然后根据人工气候环境室的实际可用空间大小来决定电晕笼的长度以及截面尺寸。最终以8分裂导线所得参数为主,设计出能放置在人工气候环境室中电晕笼,其截面边长为6m、长度为19m。将该电晕笼放置在人工气候环境试验室中进行实测,根据所测无线电干扰值,绘出对应不同海拔高度下的无线电激发函数曲线,曲线表明随着海拔高度的升高,导线上产生的无线电干扰值变大。     

用于特高压电晕笼分裂导线的集成化光电式电晕损失测量系统设计

为了研究高海拔地区特高压分裂导线的起晕特性和电晕损失特性,研制了一套集成化光电式电晕损失测量系统。测量系统由远端光通信采集模块,本地合并单元和上位机软件组成。远端光通信采集模块与本地合并单元之间采用光纤传输,通过光脉冲触发保证导线电晕电流和电压的精确同步采集。采用Labview开发了上位机软件,本地合并单元与上位机之间以UDP通信协议通讯。在实验室用信号发生器对测量系统进行角差、比差测定,测量结果表明:该套系统角差0.009′,比差0.03%,同步性和测量精度均优于现有的光纤数字化测量系统。应用该系统在西宁市平安县对特高压电晕笼分裂导线电晕损失进行测量,获得了八分裂LGJ630导线在干燥、中雨和大雨条件下的电晕损失,表明该系统可用于研究高海拔不同条件下特高压交流分裂导线电晕损失规律。     

电晕笼设计与应用相关问题的探讨

国内特高压电网建设已正式启动,特高压输电线路的电晕问题亟待研究,电晕笼是研究特高压交直流输电线路导线电晕的一种经济有效的手段,为此介绍了电晕笼的原理、结构、国内外已建电晕笼的参数及依托电晕笼开展的超特高压电晕特性的研究,并结合现有实验室用电晕笼装置,从电场分布、离子电荷运动、无线电干扰电流校正等方面探讨了电晕笼的结构、长度、边长(直径)等参数的设计原则,给出了电晕笼中交直流电晕电流、无线电干扰、可听噪声、电晕损耗、直流离子电流密度等效应的测量方法。最后基于世界各国电晕笼特点的总结,就国内试验基地大电晕笼的电压等级、结构和参数的合理选择提出了若干建议。     

基于电晕笼试验的特高压正极直流线路可听噪声频谱特性

为准确地在户外进行特高压直流输电线路的可听噪声测量,以及研究可听噪声与电晕放电的关联特性,利用国家电网公司特高压直流试验基地的电晕笼,对直流线路的电晕噪声和几种典型背景噪声的频谱进行了测量和分析:对比了电晕笼内正极直流线路电晕噪声和背景噪声的频谱特性差异;同时给出了不同导线表面电场强度对正极电晕噪声频谱的差异;分析了电晕噪声A声级与其各频谱分量差值的稳定性。得出了与背景噪声区别较大、稳定性较好的电晕噪声频段,并最终得到了在电晕笼内测量得到的电晕噪声A声级与其8kHz分量之差为11dB的数值关系。在电晕笼内开展的4×1 000mm2导线可听噪声试验证实了该方法的有效性。     

特高压电晕笼直流分裂导线正极性电晕起始特性分析

为了研究特高压电晕笼分裂导线正极性电晕起始特性,应用模拟电荷法计算绞线的表面电场,采用一次镜像,最外层的每一股铝线用8个模拟电荷代替,依据极不均匀电场下电晕自持判据以及光电子二次发射过程,计算特高压电晕笼绞线的起始电压。应用特高压电晕笼进行了单根钢芯铝绞线(LGJ)900-75导线,6*LGJ900-75(分裂间距450),8*LGJ400-35(分裂间距400)导线干燥和降雨率分别为2.4mm/h,20mm/h,30mm/h条件下的电晕损失试验研究。通过切线法得到了三种形式导线干燥情况下的起晕电压,计算和试验起晕电压的对比分析说明计算模型可以应用于计算特高压电晕笼直流导线正极性的起晕电压,在此基础上进一步的分析计算表明:特高压电晕笼导线正极性电晕起始电压随着分裂数的增加而增加,随着分裂间距的增加而降低,随着子导线半径的增大而增大;淋雨条件下的表面粗糙度,随着降雨率的增加而降低,同时呈现出饱和的趋势。     

基于电晕笼的特高压导线可听噪声和无线电干扰试验研究

介绍了我国特高压交流电晕笼的基本原理、参数和结构,详细分析了电晕笼中导线电晕可听噪声和无线电干扰的测试方法.利用该特高压电晕笼对特高压真型导线的交流电晕效应进行了测试.通过电晕笼实测数据获得了我国特高压真型导线的可听噪声产生功率和无线电干扰激发函数,为进一步归纳出适合我国实际情况的可听噪声和无线电干扰预测方法提供了基础.     

高海拔下特高压交流同塔双回输电线路导线电晕损失研究

针对目前我国特高压交流同塔双回输电常用的8×LGJ-630/45导线,基于在西宁市平安县(2 200 m)搭建的特高压电晕笼,系统的研究了8×LGJ-630/45导线在干燥、中雨(6 mm/h)、大雨(12 mm/h)及湿导线的条件下的电晕损失,首次获得了实际高海拔点8×LGJ-630/45导线的电晕笼电晕数据。并以1 000 kV特高压交流同塔双回输电工程典型塔型为例,通过有限元计算软件仿真计算电晕笼内导线和实际线路导线表面电场强度,采用电晕损失等效法,计算了在高海拔地区导线的电晕损失,获得了同塔双回输电线路的电晕损失数据。为我国将来在高海拔地区建设特高压交流输电线路导线选型提供了参考依据。     

直流电晕笼中的合成场强和离子电流的计算

为了更好地解决高压直流输电线路中电磁环境问题,需要研究高压直流线路的电晕特性,而电晕笼是研究导线电晕特性的重要实验设备。因此,采用有限元法和通量管法分别求解了电晕笼内单极导线结构的电场和空间电荷密度,提出了电晕笼中导线表面空间电荷密度初值计算公式。计算中考虑了导线周围电离层的影响,并根据最小临界电离电场计算出一个电势作为新的边界条件。通过对比电晕笼内部的电晕电流、电场和离子电流密度分布的计算和测量数据,验证了算法的有效性。     

在小电晕笼中分裂导线交流电晕的起始电压分析

电晕起始电压是研究导线电晕特性的重要参量,对于指导超、特高压输电线路的设计具有重要意义。为此,利用电晕笼进行电晕起始电压的研究,电晕笼尺寸为1.8 m×1.8 m,测量段部分长3 m,两侧防护段各有0.5 m长。实验时,将导线同轴放置在电晕笼的中心位置,利用电晕笼电晕损失测量系统测量不同电压下导线的电晕电流和电晕损失,根据电压-电晕损失曲线,利用切线法估算导线的电晕起始电压值,并研究在导线表面干净和污秽条件下不同导线的电晕起始电压值,获得了LGJ-300/40、LGJ-400/35和LGJ-630/45导线在干净和污秽条件下的起晕特性。研究结果表明,干净条件下,起晕电压随导线半径增加而下降,污秽条件下导线起晕电压变化规律类似。此外,随污秽尺寸增大,对导线表面场强的畸变作用增强,这也会降低导线起晕电压。     

特高压直流试验基地电晕笼结构设计

特高压直流试验基地中的电晕笼, 是世界上最大的2 厢式、悬链形电晕笼, 长70 m, 宽22 m, 高15m。电晕笼由内外2 层金属网组成, 内层是测量网, 外层是屏蔽网, 内外2 层网之间用绝缘子保持绝缘。电晕笼沿长度方向设计成悬链形, 两端设置塔架悬挂导线, 导线从电晕笼的内层测量网中穿过。既可进行单极试验,也可进行双极试验, 试验电压能够达到±1 200 kV。     

不同海拔下电晕笼分裂导线起晕电压的计算分析

为了研究海拔高度对电晕笼分裂导线起始电晕电压特性的影响,建立电晕笼钢芯铝绞线起始电晕电压的计算模型,并开展相应试验研究。采用模拟电荷法计算钢芯铝绞线的空间电场强度。依据极不均匀电场下自持放电判据,建立不同海拔高度电晕笼分裂导线电晕起始电压的计算模型。在超/特高压人工环境气候试验室内,以500 m海拔高度为间隔,系统开展19~4-000-m海拔高度范围内六分裂导线起始电晕电压的试验研究。试验获得超高压电晕笼不同海拔高度下6-LGJ—400/50、6-LGJ—500/45分裂导线的起晕电压。计算获得不同海拔高度、分裂间距、导线分裂数及绞线表面粗糙系数下的导线起晕电压曲线族,以及不同绞线半径及最外层铝绞线股数的表面粗糙系数计算结果。分析结果表明:计算模型能够较好地计算电晕笼内绞线的起晕电压;在350~500-mm分裂间距范围内,分裂导线起晕电压随着分裂间距的增大而降低,随着导线分裂数的增加而升高;绞线表面粗糙系数与绞线最外层铝线半径与绞线半径之比相关。     

电晕笼内导线交流电晕起始电压判断方法

导线电晕引起的电磁环境问题是特高压输电线路建设的技术难题之一.电晕起始电压是反映导线电晕特性的重要参数,而当前对电晕起始电压的判断方法并不统一.电晕笼是一种用来模拟实际输电线路电磁环境的经济、有效的工具,为得到比较准确的判断方法,通过在小型电晕笼中,对单根实际输电导线进行电晕实验,同时利用紫外成像仪、局部放电仪、无线电...