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。     

风对±800kV直流输电线路无线电干扰的影响研究

高压直流输电线路电晕产生的无线电干扰与导线所加电压、导线布置形式有关,还与天气情况有关,特别是风对无线电干扰的影响较大。文章分析了高压直流输电线路无线电干扰的机理,在国内首次进行了特高压直流等尺寸试验线路无线电干扰的长期测试,研究了特高压直流输电线路的无线电干扰特性,得出了风对无线电干扰的影响规律。直流输电线路电晕产生的无线电干扰随从负极指向正极的风速增大而增大。     

±800kV特高压直流输电线路电磁干扰研究

直流输电线路在正常电压运行下允许一定程度的电晕放电,电晕放电产生电晕损失,引起无线电干扰及可听噪声。分析了±800 kV特高压直流输电线路的无线电干扰及可听噪声,采用逐步镜像法计算导线表面电位梯度,分析无线电干扰及可听噪声的计算方法,编写计算程序,计算结果表明:改变导线截面、导线对地高度、分裂间距及导线分裂数可降低无线电干扰及可听噪声的水平。     

特高压直流长、短输电线路无线电干扰的转换关系分析

研究特高压直流长、短输电线路的无线电干扰转换关系,对于将特高压直流试验基地建设的试验线段和电晕笼内导线的试验结果用于预测实际特高压输电线路的无线电干扰有重要意义。推导了由无线电干扰激发函数表示的任意长度、任意终端阻抗输电线路上无线电干扰的计算公式。该计算公式在几种情况下简化后与国外文献结果的对比,可说明其可靠性。在此基础上,导出了中国特高压直流试验基地建设的试验线段和电晕笼内导线适用的长、短线无线电干扰转换关系。无限长线路的无线电干扰等于试验线段和电晕笼内导线的无线电干扰频率特性曲线极小值包络线乘以相应的转换系数。该研究结果对特高压直流输电工程的电磁环境评估有一定的参考作用。     

1000kV交流输电线路导线截面选择研究

首先分析了1000kV导线选择特点及国内外研究现状,提出了特高压导线截面选择原则,进而以晋东南-荆,门1000kV交流输电线路为例,系统阐述了特高压导线截面选择原理。经潮流计算分析,提出额定输送容量5000MW等系统要求,在此基础上,由经济电流密度计算初步确定8×400、8×500和8×630三种比选导线截面。对各种导线截面方案,进行了导线长期载流量、无线电干扰水平、可听噪声计算,以及计及电晕损耗的年费用计算等多方面的技术经济指标分析比较,最终提出晋东南-荆门1000kV交流线路导线截面选择的推荐意见。     

±800kV输电线路按电晕条件的导线选择

现有的±500kV直流输电线路的导线选择是按电晕无线电干扰(RI)条件校验的,而±800kV直流架空输电线路的电晕噪声干扰(AN)、对环境的影响已超过RI成为导线选择的控制因素,为此对比了国外直流试验线路的RI和AN的测试数据与国外的经验公式,发现美国电力研究院的RI计算公式和美国邦维尔电力公司的AN计算公式,可用于云广±800kV直流线路工程设计。结合云广线的实际情况,推荐电晕噪声限值45~50dB进行导线选择,采用6×LGJ-630/45钢芯铝绞线,即满足环保要求又经济合理。     

±660kV直流输电线路的导线选择

导线选型是超高压输电线路设计的关键技术之一,对线路的输送容量、传输性能、电磁环境以及输电线路的技术经济指标都有很大的影响。为经济合理地选择导线截面、导线结构和极导线布置,针对9种±660 kV直流输电线路的导线方案,采用广泛使用的计算分析方法,从电流密度、电场效应、电晕损失、无线电干扰及可听噪声等方面阐述各种导线方案的电气特性,并采用最小年费用法对导线方案进行经济性比较,确定宁东—山东±660 kV直流输电线路的极导线结构方案。建议在2 000 m以下的低海拔工程中,双回路采用6×LGJ-630/45导线方案,分裂间距45 cm;单回路采用4×LGJ-800/55导线方案,分裂间距45 cm。     

特高压交流输电线路电晕效应的预测方法,Ⅱ:无线电干扰

利用特高压电晕笼开展了13种导线的无线电干扰试验,获得了单位长不同导线的无线电干扰激发函数,分析了导线表面场强、子导线线径、分裂间距和分裂数等因素对导线电晕无线电干扰激发函数的影响规律。结果表明:无线电干扰激发函数与导线表面场强的负倒数呈线性关系;在相同的导线表面场强下,无线电干扰激发函数与子导线线径、分裂数的对数呈线性递增关系,而分裂间距对无线电干扰激发函数影响不大。通过多元回归分析方法对试验数据进行统计分析,回归方程和相关系数的显著性分析结果表明回归方程高度显著,且逼近效果好,回归方程各系数也是高度显著的,可对无线电干扰激发函数进行有效的预测,通过无线电干扰激发函数法可转化为实际特高压输电线路无线电干扰水平,为我国特高压输电线路导线选型设计提供参考。     

特高压交流输电线路电磁环境研究

研究特高压交流输电电磁环境问题对我国特高压工程建设具有重要意义。采用逐次镜像法计算酒杯塔、紧凑型和同塔双回直线塔的1000 kV交流输电线路导线表面和线路下方距地面1 m水平线处的电场强度;计算了3种塔型下特高压交流输电线路的电晕损耗、无线电干扰、可听噪声、导线最低对地距离和走廊宽度;分析电晕损耗、无线电干扰和可听噪声随海拔变化的情况。结果表明通过选择合适的线路参数可满足特高压交流输电电磁环境指标要求,电晕损耗随海拔有近似指数增加的变化规律,无线电干扰随海拔有近似线性增加的变化规律。     

基于电晕笼的海拔高度对无线电干扰的影响

为深入研究高海拔地区导线电晕无线电干扰问题,以满足我国高海拔输电线路工程需要,利用可移动式电晕笼在4个不同海拔地区开展了多种导线交流电晕无线电干扰试验研究,并对试验结果进行了细致分析,得到了导线表面场强对无线电干扰海拔修正的影响和海拔高度对无线电干扰的影响特性。如果按线性关系修正,所得到的无线电干扰海拔修正系数为3.13dB/1000m,与国外海拔修正系数3.3dB/1000m比较一致。然而,经分析发现,海拔高度和导线交流电晕无线电干扰之间不呈线性关系,海拔越高,海拔高度的变化对无线电干扰的影响越小。通过分析测试结果提出了粗略的海拔修正量与海拔高度的非线性修正关系,并给出了不同海拔高度对应的无线电干扰海拔修正量。最后,推荐了一种适于海拔>3000m地区的高海拔输电线路无线电干扰海拔修正方法,以供我国高海拔实际工程借鉴。     

高海拔条件下钢芯铝绞线的正直流电晕起始电压分析

电晕放电是输电线路设计和运行中面临的突出问题.电晕放电产生的能量损耗和无线电干扰、可听噪声干扰是线路设计和运行中需要考虑的重要因素.为此,研究了气压湿度等对正直流输电线路电晕起始电压产生的影响.输电导线大多采用单根导线或分裂的钢芯铝绞线,要计算导线电晕起始电压,绞线的表面电场需要得到准确计算.采用一种新的模拟电荷布置方...     

应用电晕笼的特高压交流输电线路无线电干扰试验研究

线路电晕产生的无线电干扰随电压等级的提高而增大,已成为选择特高压输电导线的决定性因素之一。目前无线电干扰水平预测并不十分准确,其原因在于国外的激发函数不完全适用于我国国情。以电晕放电机理为基础,提出了基于特高压电晕笼的线路无线电干扰试验方案,进行了大量无线电干扰试验,并对不同类型导线的测量结果进行了统计分析。研究提出了一种新的大雨条件下的激发函数,并以已运行的某特高压输电工程为例,对该激发函数的合理性和准确性进行了对比验证,结果表明,相比国际无线电干扰特别委员会(International Special Committee on Radio Interference,CISPR)推荐的激发函数,所提激发函数推算出的无线电干扰水平更接近长期观测数据。所提激发函数适用于我国6分裂及以上特高压交流输电线路无线电干扰水平预测,能为优化导线选型和控制工程成本提供依据。     

500kV顺江乙线老化线路可听噪声与无线电干扰特性研究

输电线路因电晕放电引起的电子环境问题时有发生,是影响特高压建设的难题之一。可听噪声和无线电干扰水平是研究输电线路电晕特性的重要参数,随着线路运行年限和运行环境的改变,输电线路可听噪声和无线电干扰水平可能发生变化。笔者针对广东南部地区顺江乙线运行年限16年的LGJ400/50老化后导线的电晕电压变化,利用小型电晕笼这一有效、方便的实验平台展开研究,并利用电子显微镜和白光干涉形貌仪对样品表面状况进行观察。文中通过声级计和无线电干扰接收机观测单根LGJ400/50老化导线和同型号新导线在相同施加工频电压下电晕放电过程,并对比两组数据。结果表明,老化后LGJ400/50导线表面状况比新导线明显恶化,表面成分更为复杂;老化后导线可听噪声水平普遍增加1～5 dB(A);无线电干扰水平增加最大可达10 dB。上述结论为相关部门提供设计、维护建议。     

特高压交流输电工程导线截面及分裂形式研究

为了有效控制线路损耗和电磁环境指标,降低线路造价,选择合理的导线截面及分裂形式,通过分析1 000kV交流输电线路不同分裂形式和不同子导线直径的导线表面电位梯度、导线起晕电压、导线电晕损耗、无线电干扰和可听噪声,比较了各种导线方案的优劣,并研究了高海拔条件对导线起晕电压、导线电晕损耗、无线电干扰和可听噪声的影响,对比了各导线方案对不同海拔地区的适应性。最终结合工程提出了满足电气性能和机械特性要求,适合于我国特高压输电的导线截面及分裂形式,对保证输电系统经济运行和节约工程投资有着重要意义。     

积灰对输电线路导线电晕特性影响的电晕笼试验分析

在同一气候条件下,同一档距的电晕特性主要由导线高度和导线表面状况决定,这两者受当地各种气候环境影响。西北地区干旱而且多灰,这可能对750kV线路电晕特性有较大的影响。为了解这一影响,利用国家电网交流特高压试验基地电晕笼,模拟好天气(干燥导线)和雨天(淋雨)情况,对750kV积灰和光洁导线(6×400mm)在不同试验电压(不同表面场强)下的无线电干扰和可听噪声进行了试验测量。结果表明:在750kV示范工程设计的导线表面场强范围内,对于干燥导线,积灰导线产生的无线电干扰和可听噪声值均大于光洁导线所产生的,并且无线电干扰受影响严重,0.5MHz时无线电干扰差值可达20dB;在淋雨情况下,光洁和积灰导线电晕产生的无线电干扰差别不明显,但噪声差别明显,淋雨情况下积灰导线电晕产生的可听噪声约大光洁导线5～8dB。在试验导线表面场强达到一定程度后,积灰对导线电晕特性的影响逐渐减小。     

直流电晕放电无线电干扰随机时域计算模型研究

直流输电线路电晕放电过程中会在空间中产生随机的无线电干扰脉冲信号,目前针对电晕放电无线电干扰的测量与预测计算主要基于频域方法,并未反映出无线电干扰的时域随机脉冲特征。为此,该文在实验室搭建了直流单根导线电晕放电无线电干扰时域测量平台,采用鞭形天线实现了对正极性直流导线电晕放电无线电干扰时域特性的测量,结合无线电干扰脉冲波形特征,分析获得了脉冲波形参数（幅值、重复频率、上升时间、持续时间）的统计特性。基于统计特性,结合无线电干扰双指数函数脉冲波形建立了高压直流单根导线电晕放电无线电干扰随机时域计算模型,模型中包括随机脉冲信号产生、脉冲衰减、场强信号计算及场强信号重构,将该模型产生的无线电干扰时域波形准峰值响应值与不同测量结果进行对比,结果表明计算误差小于2dB,验证了所提模型的有效性。     

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。     

日本对特高压直流线路环境影响的研究

在直流输电线路的导线和绝缘子上,由于电晕放电会产生无线电干扰、电晕噪声以及对周围环境的影响,建设直流输电线路就必须充分考虑这些因素。一、离子流带电离子流带电是直流输电线路上一种特有的现象。直流输电线路的导线表面由于电晕放电产生离子,导线在正极性时为正离子,负极性时为负离子,都流向地面。离子流到     

750 kV输电线路导线激发函数分析

结合特高压电晕笼试验,得到了750 kV 输电线路所采用的4种6分裂导线无线电干扰激发函数曲线;实测证明针对6分裂导线电晕笼实测得到的激发函数比CISPR推荐的公式计算激发函数更为准确,并就如何利用激发函数计算无线电干扰给出了说明。     

交流同塔双回特高压输电线路无线电干扰研究

电磁环境问题是建设特高压输电的关键技术问题,导线电晕产生的无线电干扰将直接影响着线路导线的选取和排列方式及导线对地高度和塔型的确定,为此计算分析了交流同塔双回特高压输电线路无线电干扰,得出如下结论:1000kV同塔双回线路采用2种塔型时,8×LGJ-630及以上截面导线线路的无线电干扰完全满足好天气55dB的要求;若要满足58dB的限值,导线逆相序排列时需大范围提高导线对地高度;导线同相序排列对控制无线电干扰有利,但会大大提高地面电场强度;从控制无线电干扰角度出发,塔型1优于塔型2。