750kV/330kV混压同塔四回输电线路电磁环境研究

为了有效研究750kV/330kV混压同塔四回输电线路电磁环境,文中采用模拟电荷法计算同塔四回混压输电线路导线下的工频电场,采用毕奥—萨瓦定律计算磁场数值,并采用激发函数法进行了无线电干扰的计算,同时运用BPA公式进行了可听噪声的计算。针对同塔四回混压输电线路不同导线相序布置、不同分裂间距、不同杆塔呼称高进行了系统的研究。结果表明:A、B型塔采用A6和B6相序布置可以有效改善线路下方电磁环境;导线分裂间距对电场、磁感应强度影响较小;电场、磁感应强度、无线电干扰和可听噪声随着杆塔呼称高增加而降低,其中电场、磁感应强度和无线电干扰减幅较大,可听噪声减幅较小。依据相应的电磁环境控制指标,获得了满足电磁环境要求的杆塔呼称高度。     

导线水平排列同塔四回线路跨越或邻近建筑物的安全距离

为推算水平排列同塔四回线路跨越建筑物时所需的安全距离,以500kV同塔四回线路为例,采用CDEGS软件仿真计算线路跨越、邻近不同高度建筑物时建筑物顶部和阳台处的工频电场畸变情况,并以此推算了导线水平排列同塔四回线路跨越建筑物的最小垂直安全距离和最小水平安全距离。结果表明,建筑物附近的畸变电场成为制约输电线路与建筑物安全距离的关键因素;现有规程推荐的线路与建筑物的安全距离已不再适用于同塔四回线路跨越民房的情况;建筑物与线路间所需的安全距离由线路电压等级、建筑物高度、杆塔结构等因素共同决定。最后,给出110kV、220kV、500kV同塔四回线路以及220kV/110kV、500kV/220kV混压同塔四回线路跨越建筑时所需的安全距离,其计算方法与结果可为输电线路与建筑物交叉跨越提供工程参考。     

导线垂直排列同塔四回线路跨越建筑物时的安全距离

为推算同塔四回线路跨越建筑物时所需的安全距离,以500 kV同塔四回线路为例,采用CDEGS软件仿真计算线路跨越、邻近不同高度建筑物时建筑物顶部和阳台处的工频电场畸变情况,并以此推算了垂直排列同塔四回线路跨越建筑物的最小安全垂直距离和最小安全水平距离。结果表明,建筑物附近的畸变电场成为制约输电线路与建筑物安全距离的关键因素;现有规程推荐的线路与建筑物的安全距离已不再适用于同塔四回线路;建筑物与线路间所需的安全距离由线路电压等级、建筑物高度、杆塔结构等因素共同决定。最后,给出110 kV、220 kV、500 kV同塔四回线路以及220 kV/110 kV5、00 kV/220 kV混压同塔四回线路跨越建筑物时所需的安全距离,其计算方法与结果可为输电线路与建筑物交叉跨越提供工程参考。     

混压同塔四回输电线路电磁特性研究

研究混压同塔四回输电线路电磁特性分布对周围环境的影响,利用模拟电荷法和模拟电流法仿真计算500 kV/220 kV混压同塔四回输电线路3种典型塔型、12种相序布置线路在地面附近(距地高度1.5 m)的电磁场分布,并分析导线对地高度对地面附近电磁场分布的影响,得出了最优相序布置方式以及导线不同对地高度下地面附近的电磁场强度,为500 kV/220 kV混压同塔四回输电线路的建设提供了有力的参考依据。     

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。     

装配避雷器的同塔混压四回输电线路反击防雷性能分析

针对1 000 kV/500 kV同塔混压四回线路易受雷击发生反击跳闸问题。基于PSCAD/EMTDC仿真软件,在考虑工频电压的影响下建立绝缘子闪络模型、杆塔多波阻抗模型等电力元件仿真模型,并对线路的反击耐雷水平进行了仿真分析。对输电线路绝缘子易闪络相加装线路避雷器,计算线路避雷器不同位置下线路的耐雷水平和雷击跳闸率。计算结果表明同塔多回混压线路非全相安装避雷器时,防雷效果与避雷器安装位置密切相关。对于绝缘子易闪络相加装避雷器,只在同压同相装设避雷器的情况下,建议在1 000 kV两回A相各装一只避雷器。对同塔四回混压易闪络相均装设避雷器,防雷效果最佳。     

编者与读者

同塔多回输电是电网建设中解决输电走廊紧张、节约土地资源、提高线路输送容量、实现电网建设与地方发展协调并进的有效手段。本期“同塔多回输电技术”专题结合上海电网220kV同塔4回路输电线路工程,旨在介绍同塔多回输电线路的塔型结构、系统运行、继电保护特性、工频和操作过电压、线路防雷和电磁环境优化等关键技术研究,研究成果为上海电网220kV同塔4回输电线路设计、建设、运行和维护提供了可靠性依据。本期专题承上海市电力公司、华东电力设计院和华东电力试验研究院有限公司等多位专家的支持并亲自撰稿,在此特表谢意。     

110～220kV同塔多回输电线路耐张塔带电检修方法研究

为确保同塔多回输电线路的供电可靠性,开展同塔多回线路带电作业研究成为当前研究的热点。本文针对目前110~220kV同塔多回输电线路耐张塔带电作业存在的技术难点,对典型110~220kV同塔多回输电线路杆塔进行结构力学分析,提出了倒序操作法更换耐张串绝缘子,研制了配套工器具,有效地解决了110~220kV同塔多回输电线路耐张塔带电检修面临的作业空间小、安全裕度低等难题,推动带电作业的发展。     

220kV同塔4回输电线路电磁环境影响优化计算

电磁环境影响是建设同塔多回输电线路需要考虑的一个重要因素,文章对220kV同塔4回输电线路两种塔型的各种相序进行了电场强度和磁感应强度计算,通过优化计算和综合分析比较,提出了220kV同塔4回输电线路电磁环境主要影响因子是电场强度,其次是塔型的影响。     

500kV同塔双回输电线路反击耐雷性能分析

与单回500 kV输电线路相比,同塔双回500 kV输电线路杆塔高度增加,引雷面积增大,将直接影响到线路的耐雷水平。文章依据先导发展闪络判据,模拟电弧的非线性特性,建立了绝缘闪络模型。利用电磁暂态仿真软件（ATP-EMTP）,搭建了500 kV同塔双回输电线路反击耐雷性能仿真电路,分析了杆塔高度、冲击接地电阻和工频电压等因素对线路反击耐雷性能的影响。结果表明：杆塔高度增加后,线路反击耐雷水平显著降低;杆塔冲击接地电阻的增大,将导致线路跳闸率上升,在电阻较高的情况下尤为明显;同时工频电压对500 kV同塔双回输电线路耐雷性能影响尤为明显,因此,在500 kV同塔双回输电线路的设计中应充分考虑工频电压对线路耐雷性能的影响。     

1000kV/500kV同塔混压4回输电线路的防雷性能

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,特高压同塔混压多回输电线路相比常规线路在防雷性能上有没有其自身的特点,这是目前期待解决的问题。针对这一问题,利用电磁暂态程序（PSCAD/EMTDC）和改进的电气几何模型（EGM）计算了1000 kV/500 kV同塔混压4回输电线路的反、绕击跳闸率,分析了避雷线保护角θs、1000 kV线路底层横担和500 kV线路顶层横担之间距离H及500 kV线路顶层横担宽度l对线路绕击跳闸率的影响,比较了1000 kV/500 kV同塔混压4回输电线路和其他电压等级同塔混压线路的防雷性能。结果表明,线路的反击跳闸率较低,但存在500 kV双回反击跳闸的可能性。线路的绕击跳闸率高于其他电压等级的同塔混压线路,1000 kV绕击跳闸率随着θs和H的增加而增大,随着l的增加而减小。500kV绕击跳闸率不受θs的影响,随着H的增加而先减小后增大,随着l的增加而增大。线路整体绕击跳闸率随着θs、H和l的增加而增大。为了减小线路的绕击跳闸率,可减小θs和H,在19.06～25.06 m范围内适当增加l。     

500kV同塔四回输电线路最优相序布置

同塔4回线路的相序布置方式理论上有1296种(6~4),为从众多相序中选择最优相序,以500kV同塔4回线路为例,采用穷举法分析了所有相序布置方式下的电磁环境、自然功率及线路不平衡度等电气特性.结果表明相序布置对线路的电气特性有一定影响,线路的工频磁场、无线电干扰和可闻噪声均不是决定线路最优相序布置的关键因素.综合考虑线路电磁环境、自然功率和线路不平衡度等因素,利用排序法得出了线路的最优相序布置,500kV同塔4回线路d、e型塔的最优相序布置为1616型、1462型.推荐同塔4回线路的4种典型排列方式,其计算方法与结果可供实际工程参考.     

110kV同塔六回输电线路电磁环境研究

为了给110 kV同塔六回输电线路的建设和运行提供工程指导,深入研究了输电线路下方的电磁环境;在Matlab环境下,建立110 kV同塔六回线路模型,编程计算不同相序布置方式下的工频电场强度、工频磁感应强度和无线电干扰值,分析不同的相序布置对输电线路电磁环境的影响;验证了工程中采用的经验布置方式是较优的相序布置方式,并通过遍历所有的相序布置方式,找到了理论上最优的相序布置方式。     

500 kV/220 kV混压同塔四回路最优相序研究

同塔多回线路相序的选择需对多项电气与电磁指标进行综合考虑和协同优化。以电网安全稳定运行为出发点,首先梳理了电气不平衡度控制指标,建立了一套以输电网络电能传输效率最高为优化目标,以各项电压和电流不平衡指标必须满足安全限值为约束条件的数学模型,并采用数值方法对混压四回路1 296种相序进行遍历求解,得到电气不平衡最优及次优的若干个相序方案;然后对电气不平衡优化相序的电磁环境指标、感应电压和感应电流指标进行了协同分析和评估;最终确定优化相序方案综合可行性和合理性。通过典型500 kV/220 kV混压四回路案例验证了模型和算法的有效性。     

10kV与110kV混压并架线路带电作业人员安全防护研究

10kV与110kV混压并架输电线路可以有效集约土地资源,充分利用线路走廊。为了评估带电作业人员检修10kV配电线路时,上方110kV输电线路对其安全影响,采用有限元电场计算与电场实测的方法研究混压线路空间电场分布和作业人员体表电场分布规律,在此基础上提出了10kV与110kV混压并架输电线路检修作业安全防护方法。     

相序排列对1000kV/500kV同塔四回交流输电线路电磁环境影响研究

分析了适用于1000kV/500kV同塔混压四回交流输电线路无线电干扰计算方法,计算了所有相序排列方式下的工频电场、可听噪声和无线电干扰水平,对比结果获得6种最优相序和6种最差相序,并讨论了最优相序的适用性。结果表明,采用最优相序布置导线可以明显改善电磁环境,且随着导线空间布置的变化,最优相序始终不变并保持在电磁环境方面的优越性。     

1000 kV交流输电线路电磁环境的研究

在总结了国内外特高压输电线路电磁环境研究结果的基础上，文章结合我国特高压输电线路初步设计的主要塔型和导线型号的电磁环境参数的计算分析，提出了1000kV级交流输变电工程电磁环境对于工频电场、工频磁场、无线电干扰、可听噪声等参数控制指标的建议，如公众容易接近地区、线路跨越公路处的场强限值为7kV／m，跨越农田的线路的场强限定为10kV／m，无线电干扰设计值为55-58dB，可听噪声设计标准控制在55dB以内等。     

500 kV同塔四回输电线路的感应电压和感应电流

为了缓解输电线路走廊资源紧缺与电力输送能力不足之间的矛盾,珠三角地区建设了大量的同塔四回输电线路。以广东地区500 kV顺江同塔四回路线路为例,计算了检修线路上产生的感应电压和感应电流。计算结果表明：与同塔双回线路相比,由于同塔四回线路各导线之间的耦合作用加强,检修线路上的感应电压和感应电流显著增加,静电感应电压可达运行线路工作电压的12%,电磁感应电流也可达到运行线路载流量的6%,超过IEC和国标中B类接地开关的额定值。分析了停运线路组合方式和线路长度对感应电压和感应电流的影响,合理选择停运回路的组合方式和同塔四回路段长度,可以有效降低检修线路上的感应电压和感应电流。     

1000 kV特高压输电线路的电磁环境

输送相同功率时,对采用1000 kV特高压输电和5回500 kV输电所需线路走廊及其电磁环境作了对比分析,分析结果说明：1 000 kV特高压输电较5回500 kV输电所需的线路走廊可节省98~111 m;工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声的影响范围也大为减小。