交流特高压输电线路线下电场强度改善措施研究

提高杆塔高度,即提高导线对地高度,是控制交流特高压输电线路地面电场的主要方式之一。由于特高压线路跨越距离长,若大范围地提高杆塔高度,将会较大地提高工程成本。特别是在某些环境敏感区域,当杆塔高度降低以后,由于导线对地距离减小,地面电场强度增大,有可能超过国家相关标准。因此研究降低线路地面场强的措施,如架设接地屏蔽线等方法,是交流特高压工程中急需考虑的技术问题。主要针对屏蔽线的不同架设方式对线路地面电场进行计算研究,通过分析比较各种屏蔽线架设方案下的场强水平,提出最优的屏蔽线架设方案。     

采用屏蔽线降低架空线线下场强的研究

采用等效电荷法对架空线下的场强进行分析。通过对架空线线下架设屏蔽线后线下场强的计算,可知屏蔽线架设位置、数量对降低线下场强的效果有明显的影响。工程实践也证明, 在输电导线下方安装屏蔽线来降低地面电场, 既经济, 又实用。建议: 同杆双回线路采用屏蔽线时, 架设宽度以与输电线基本等宽为宜; 屏蔽线架设高度在离最低相导线下方3m 左右屏蔽效果较好; 采用2～3 根屏蔽线为宜。     

超高压线路工频电场超限值对策的研究

针对日益增多的超高压线路引起的环境问题,研究了超高压线路工频电场超限值对策。通过对现有的和采用屏蔽措施后的地面电场强度分布、屋顶场强分布分别进行仿真计算分析和模拟试验,确定出架设屏蔽线和接地围栏两种屏蔽方案;根据屏蔽方案在现场采取屏蔽措施,在500kV线路下边相外架设1根屏蔽线,高度11m,水平距离距边相2m,试验结果表明屏蔽后场场强降低了35%。     

特高压交流输电线路下方民房晾衣架感应电特性及改善措施研究

特高压线路电压等级高,空间电场容易造成附近居民生活空间的暂态电击现象,影响居民日常生活和电网环保性。其中,民房金属晾衣架处暂态电击现象频发,是居民投诉的重点。为此,建立了1 000 kV特高压同塔双回交流输电线路和金属晾衣架模型,分析了金属晾衣架上感应电势和感应电场的大小,并定量讨论了多种屏蔽线架设方式对晾衣架上感应电的降低水平和改善效果。研究表明：屏蔽线对改善线下金属物的感应电现象效果显著,最大降低72%;屏蔽线架设根数、与晾衣架的水平距离对改善效果影响较大。考虑施工和经济性影响,也提出了相应场景下屏蔽线架设建议。     

特高压六相输电线路工频电场强度计算

为研究特高压六相输电线路表面电场和空间电场的特性,参考特高压同塔双回输电线路杆塔结构,计算设计特高压六相输电系统杆塔典型尺寸并选取分裂导线型号。在此基础上,考虑分裂导线中各子导线间的相互影响,计算特高压六相输电导线表面最大场强和线路下距地面1 m处的空间电场分布,并将计算值与相应电压等级的同塔双回线路进行比较,结果表明特高压六相输电导线表面场强和线路下距地面1 m处的空间电场均优于同塔双回线路。故特高压六相输电线路具有更好的环保性能。     

共走廊架设超/特高压输电线路电场分布及走廊优化研究

超/特高压线路共用走廊架设时,由于导线数目多,电压等级不同,所以影响电场分布的因素较多,为了分析超/特高压输电线路共用走廊架设时线路下方的电场分布,基于等效电荷法建立了共用走廊时工频电场的计算模型,利用Matlab编制计算程序,仿真分析了共用走廊时输电线路下方距离地面1.5 m处的电场分布。重点讨论了超/特高压输电线路的相序排列、接近距离以及导线最小对地高度对整个输电走廊电场分布的影响。研究表明超/特高压共用走廊时导线的相序排列和导线最小对地高度对场强最大值有较大影响,高场强覆盖区域与接近距离成线性增长关系。结合电磁环境评估标准,提出了超/特高压共用走廊架设时建议采用的相序布置,接近距离和导线最小对地高度。     

特高压交流输电线路分裂导线表面电场计算分析

为研究特高压交流输电线路分裂导线表面电场强度,笔者基于偶极子法,计算了4种典型塔型特高压交流输电线路分裂导线表面电场强度,进而分析讨论了导线对地平均高度、导线布置方式、分裂间距、相间距、分裂数、子导线截面、相序、架设屏蔽线等因素对分裂导线表面电场强度影响的规律和特点。结果表明:分裂导线各子导线由于空间位置不同使得其表面最大电场也不同;分裂导线分裂数、截面对导线表面最大电场的影响最大,导线对地平均高度、分裂间距、相间距离及布置方式对其表面最大电场强度的影响相对较小;双回线路相序排列方式对上、下相分裂导线表面电场强度影响较大,对中相导线表面电场影响相对较小;架设屏蔽线会增大分裂导线表面电场强度。     

特高压交直流并行输电线路混合电场分布

为了降低交直流并行线路混合电场在输电走廊附近民房及金属支架上产生的静电感应影响,在交直流线路并行区域民房平台上搭建平行于线路的屏蔽线,分别测量了平行线路方向的工频电场和直流合成场分布,分析了屏蔽线架设高度、根数等对线路混合电场的屏蔽效果。在并行区域地面搭建了葡萄架模型,测量了不同网架结构的感应电压分布。结果表明,架设屏蔽线能够有效改善导线下方空间混合电场且存在最佳屏蔽方式,葡萄架感应电压受架设方式和长度的影响较大,最大感应电压对人体无电击刺痛感。     

屏蔽线改善架空输电线路工频电场分布研究

为改善架空输电线路下方工频电场分布,在线路下方架设屏蔽线。考虑线路档距、弧垂等因素的影响,建立高压架空输电线路工频电场三维仿真计算模型,研究架设屏蔽线改善高压输电线路下方工频电场的效果,分析讨论了屏蔽线架设高度、横向位置、间距、根数等对线路下方及表面工频电场影响的规律和特征。结果表明:架设屏蔽线能够有效改善导线下方空间工频电场;屏蔽线架设高度、横向位置对屏蔽效果影响明显,存在最佳布置位置;屏蔽线间距对其屏蔽效果有一定影响;屏蔽线根数越多,效果越好,但逐渐趋于平缓;架设屏蔽线会增大分裂导线表面电场强度。     

特高压紧凑型输电线路工频电场强度计算

为研究特高压交流输电线路的工频电场强度,通过建立二维静电场有限元模型,计算了LGJ-400/65、LGJ-500/45、LGJ-630/45 3种型号导线,子导线根数分别为6、8、10、12的导线表面场强、相导线平均场强最大值、线路下方距地面1 m处最大场强和线路走廊宽度,分析了导线截面、子导线根数、线路最低对地高度和走廊宽度的选取。结果表明特高压交流线路选取大截面导线、紧凑型倒三角布置方式在导线表面场强、杆塔高度和线路走廊方面可满足要求。     

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。     

特高压输电线路工频电场的仿真研究

针对特高压输电线路分裂导线等效半径较大的特点,在建立特高压输电线路分裂导线模型的基础之上,基于边界元法对单回平行排列、同塔双回、紧凑型及单回酒杯塔型4种不同的输电线路分裂导线表面及线下距地1 m处的工频电场进行了计算。结果表明,针对我国复杂的地理条件可以采用不同的导线分布模式,其中紧凑型输电方式不仅可以改善线路下电磁环境,而且还可大幅减少输电走廊的宽度。     

1000 kV级交流特高压输电线路导线最小对地距离研究

导线最小对地距离的取值是特高压输电线路设计过程中需要考虑的关键因素之一。通过总结国外特高压输电线路的相关研究成果,结合我国超高压输电线路的设计经验,提出了把"最大地面电场强度限值"作为我国交流特高压线路导线最小对地距离的选取原则。基于逐步镜像法建立了特高压架空线下空间电场的数学模型,并按照不同区域地面电场控制指标的要求,通过计算确定了1000 kV级交流特高压单回和同塔双回输电线路导线在相应区域下的最小对地距离。研究了线路运行电压、相间距离、分裂导线结构、导体布置形式和双回路相序布置方式等因素对导线最小对地距离取值的影响规律。     

特高压输电线路分裂导线表面电场特性分析

特高压输电线路能减小走廊面积,有效提高单位输电线路走廊宽度的输电容量,从而提高输电线路的经济效益。特高压输电线路常采用多分裂导线,导线表面电场强度的计算精确度直接影响导线的合理选型和布置。为此,以有限元法为理论基础,以COMSOL Multiphysics软件为仿真工具,以1000 kV特高压交流输电线路为研究对象,建立典型特高压交流输电线路的二维静电场仿真模型,研究分析分裂导线在水平排列、同塔双回、正三角对称、倒三角紧凑型对称布置方式下周围空间电场的分布,以及地面是否水平、是否有杆塔等因素对电场分布的影响。分析结果可以为特高压交流输电线路的设计提供一定的参考。     

超特高压同塔4回输电线路工频电场强度的计算

通过对输电线路适当等效建模,应用模拟电荷法在输电线内部设置模拟线电荷,计算了超特高压同塔4回线路的导线表面电场强度和距地面1.5m处的工频电场强度,并与目前的特高压双回鼓型塔、单回猫头塔、单回酒杯塔和单回紧凑塔进行比较。结果表明,同塔4回线路的导线表面电场强度不高于其他塔型,同时地面工频电场强度要明显小于其他塔型。其理论依据为同塔的500kV导线屏蔽了1 000kV导线在地面方向的大部分电场。     

1000kV交流特高压输电线路的防雷保护

利用研究输电线路雷电性能的自编程序LLPP,对UHV输电线路的雷电性能进行研究。介绍了对UHV输电线路避雷线屏蔽性能的研究结果和改进建议,并对UHV输电线路雷电反击耐雷性能进行计算。交流特高压输电线路的运行经验表明:特高压输电线路仍有相当的雷击闪络跳闸,初步分析是因避雷线屏蔽失效而致;杆塔较高和导线上工作电压幅值大,可能是较重要的因素。在工程设计中,对耐张塔和转角塔也要专门研究,使其具有较少的保护角。对于山区,因地形影响(山坡、峡谷),避雷线的保护可能要取负保护角,这些有待于进一步研究,从而保证我国特高压输电线路具有较好的雷电性能。交流特高压输电线路杆塔上较高的绝缘强度,使其具有良好的承受雷电反击的能力。     

基于逐次镜像法的特高压同塔双回交流输电线路工频电场分析

采用逐次镜像法计算1000kV交流同塔双回输电线路导线表面电场强度和线路下方距地面1m处最大电场强度,根据一些文献给出地面场强控制指标计算了线路最低对地距离和走廊宽度。计算结果可给我国特高压交流输电线路设计工程提供参考。     

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。