同塔交直流输电线路混合电场研究

高压交流与高压直流输电线路同杆塔架设能够有效缓解输电走廊紧缺问题。同塔交直流线路产生的混合电场的复杂性及其预测的困难性,成为制约该种线路设计和发展的关键因素。考虑了交流导线电晕放电和直流导线电晕放电之间的相互影响,基于上流有限元法,提出了种交直流线路同塔架设时混合电场的时域计算方法,通过试验线段的实验验证了算法的有效性;对不同等级交流电压情况下地面电场和离子流密度进行了计算,计算结果表明,交流线路对直流合成电场有明显的"屏蔽作用",且交流电压越高,地面电场直流分量和离子流密度越小;同时对空间电荷的运动轨迹进行了模拟,得到了交流电场对直流离子流场的作用机制,交流导线对空间电荷的吸引是导致地面电场直流分量和离子流密度减小的重要原因。     

交流线路与+800 kV直流线路同走廊时的地面混合电场研究

交流线路与±800 kV直流线路共用走廊的情况将在我困出现,因此需要研究该种线路地面混合电场的计算方法,以满足工程设计和环境保护需要.在分析同走廊架设的交流线路与±800 kV直流线路相互影响的基础上,提出了一种计算该类线路地面混合电场的方法.通过对比使用该方法得到的计算结果与不考虑两种线路相互影响时的计算结果,得到如下结论:相对于忽略交直流线路的相互影响,当考虑其相互影响时,在同走廊交直流线路中心附近,地面混合电场的瞬时最大值横向分布有波动;两种计算方法得到的地面混合电场有效值分布曲线基本重合;在一个交流周期内,同走廊线路地面混合电场的最大值与单独±800 kV直流线路地面合成电场的最大值差别很小.     

交流线路与±800kV直流线路同走廊时的地面混合电场研究(英文)

交流线路与±800kV直流线路共用走廊的情况将在我国出现,因此需要研究该种线路地面混合电场的计算方法,以满足工程设计和环境保护需要。在分析同走廊架设的交流线路与±800kV直流线路相互影响的基础上,提出了一种计算该类线路地面混合电场的方法。通过对比使用该方法得到的计算结果与不考虑两种线路相互影响时的计算结果,得到如下结论:相对于忽略交直流线路的相互影响,当考虑其相互影响时,在同走廊交直流线路中心附近,地面混合电场的瞬时最大值横向分布有波动;两种计算方法得到的地面混合电场有效值分布曲线基本重合;在一个交流周期内,同走廊线路地面混合电场的最大值与单独±800kV直流线路地面合成电场的最大值差别很小。     

交直流并行输电线路地面混合电场的计算及试验研究

针对交直流并行输电线路下方地面混合电场的特性,对交直流电场的相互影响作了分析,并对单根交流导线和单根直流导线形成的混合电场进行了试验研究。采用了基于Deutcsh假设的计算方法,对试验模型的地面混合电场进行了理论数值计算,试验结果与理论计算的结果相吻合,验证了该算法的有效性。最后,计算了实际的特高压交直流并行输电线路的地面混合电场,并与忽略交直流电场相互影响的计算结果进行对比,得出了交流线路的屏蔽效应将使地面直流离子流电场强度减小等结论。     

±800 kV直流和1 000 kV交流线路同走廊时的最小接近距离研究

±800kV直流线路在一些地区将与1000kV交流线路同走廊架设,合理确定交直流线路之间的接近距离,对控制混合电场和充分利用走廊资源非常重要。忽略交直流电场之间的相互作用,研究了±800kV直流线路与1000kV交流线路同走廊架设时的电场分布规律;在特高压交直流线路电场限值的基础上,采用加权方法控制混合电场,确定了特高压交直流线路同走廊时允许的最小接近距离。结果表明,当±800kV线路和直流1000kV交流线路均分别采用经过非居民区和居民区所要求的导线最小对地高度时,考虑电场的影响,特高压交直流线路的最小接近距离分别为85￣100m和95￣115m。如果走廊宽度受到限制,可适当增加交直流线路的对地高度来缩小接近距离。     

“同走廊特高压交直流线路电磁环境评价方法研究”等两项目通过验收

<正>4月1日至2日,国家电网公司组织召开单项研究专题验收会,由中国电科院承担"同走廊特高压交直流线路电磁环境评价方法研究"和"交流输电线路附近民房曝露处工频电场及效应研究"项目顺利通过专家组验收。"同走廊特高压交直流线路电磁环境评价方法研究"项目以1000kV同塔双回交流线路为依托,研究了1 000kV同塔双回交流线路与特/超高压直流输电线路同走廊架设时的地面混合电场、可听噪声和无线电干扰的预测、测量和评     

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。     

特高压直流线路与交流线路同走廊时混合电磁环境的计算

总结了工频电场、合成电场、工频磁场、直流磁场、可听噪声和无线电干扰的标准,提出了交直流同走廊架设时混合电磁环境的合成和评价方法。以上海地区±800kV直流线路与不同电压等级多回交流线路同走廊为例,对混合电磁环境进行了分析计算,包括混合电场、混合磁场、可听噪声和无线电干扰。提出了±800kV直流线路及500kV、220kV交流线路间平行接近距离,给出了各条线路导线对地最小高度,确定了集中规划走廊内建筑物及民房的最小拆迁范围。     

交直流同塔多回输电线路导线布置方式与走廊宽度研究

交直流同塔线路混合电场是决定导线对地高度和走廊宽度从而进行线路优化设计的重要因素。由于其地面横向分布是交流分量和直流分量共同作用的结果,因此其分布特性与两者的叠加和分布特点有着密切的联系。以两回330 k V、750 k V交流线路分别与单回?1100 k V直流线路同塔架设为例,分析了交流线路在不同布置方式与相序排列方式下地面混合电场的分布特性与规律,并据此计算了导线对地最小高度和走廊宽度。结果表明,根据混合电场交、直分量的横向衰减特性,从走廊中心向外,地面混合电场可分为交流分量占主导的"交流区",交、直流分量比例相当的"混合过渡区"以及直流分量占主导的"直流区",为保证地面交、直流分量"错峰"布置,两回交流线路应采用垂直或倒三角排布方式,此时导线最小对地高度按照交流线路单独运行时的情况设计即可。当交流为750 kV线路时,走廊宽度主要由交流电场控制;交流为330 kV线路时,走廊宽度则由交直流电场分量共同控制。最终推荐采用垂直排布的相序6和倒三角排布的相序4两种布置方式。     

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。     

邻近交流线路时直流输电线路电晕损失的计算与分析

为了对与交流线路邻近的直流输电线路的电晕损失进行预测,提出了一种计算交直流混合输电线路走廊中直流输电线路电晕损失的数值计算方法。该方法采用有限元和有限体积法计算交直流输电线路产生的混合离子流场,通过在每一时间步上进行迭代求解导线表面的电荷密度,使其满足Kaptzov条件,进而获得导线电晕电流,实现电晕损失的计算。该方法采用隐式时间差分,可采用较大的时间步长,提高了计算速度。通过与多种结构交直流邻近线路模型的测量结果的对比,验证了算法的有效性。利用实验和仿真分析,获得了电晕损失随邻近距离、交流电压值的变化规律。最后,基于所提出的方法对与1 000 kV交流线路邻近的±800 kV直流线路的电晕损失进行了分析计算,得到了不同接近距离时的直流电晕损失值。     

基于Matlab的交直流混合输电系统的仿真研究

利用S imPowerSystem s工具箱建立了一个两交一直的交直流混合输电系统模型,并对交流故障、直流故障下的系统稳定性和动态响应进行了分析,并给出了仿真结果。通过与交流输电系统仿真结果进行了比较,可以看出,由于直流输电系统的调节速度快和短时过载能力强的特点,所以交直流输电系统具有更好的稳定性能和响应速度。     

Analysis of electromagnetic coupling of HVAC cable section partly installed in parallel with HVDC lines in one corridor

For HVAC and HVDC transmission lines which are partially in parallel in one corridor, coupling parameters between AC and DC transmission lines can be changed due to the length of extension sections which are not in parallel. And the generated electromagnetic coupling components at the two terminals of the DC line contain the effects of line parameters of extension sections. In this paper, the coupling components on the DC line, not all of which is in parallel with the AC line are studied in detail. The DC line is longer than the AC line and it may have extension sections on the both sides. Firstly, a new methodology is presented to calculate the coupling components of HVAC line upon HVDC line in the above situation. Then, the correctness and applicability of this method is illustrated and validated through a case study. Meanwhile, the key factors affecting the coupling between the AC and DC lines are analyzed. Finally, some suggestions have been proposed to provide as a construction reference which aims to optimize the electromagnetic coupling components on the DC line.     

特高压直流输电线路离子流场的有限元-积分法计算

针对特高压直流输电线的地面电场和离子流密度的计算问题,采用有限元-积分方法,对双极离子流场的控制方程进行求解,同时还对空间电荷密度初值进行了改进。通过计算,发现该方法能较快地获得稳定的数值解。通过采用该方法对±400kV的直流线路进行了比对计算,验证了该算法的有效性。将该方法应用于实际的±800kV直流输电线路,对地面合成电场和离子流密度进行了计算,分析了导线对地高度、极间距、正负极起晕情况不同以及避雷线对地面合成电场和离子流密度的影响。结果显示随导线高度升高和极间距减小,地面的最大电场强度和离子流密度随之减小。在正、负极起晕不同时,负极导线下面的合成电场和离子流密度的最大值比正极大。计算中,考虑避雷线会增大地面的合成场强和离子流密度,但是不明显。     

基于有限元与有限体积法的直流输电线路合成电场计算方法

高压直流输电线路发生电晕放电时,周围空间会充满带电离子,从而使空间电场显著增强.为了准确计算地面合成电场,基于有限元和有限体积法提出一种计算直流输电线路合成电场的混合方法.为了验证该文算法的有效性,在实验室搭建了单极性、双极性导线以及分裂导线的实验模型,并进行了大量合成电场测试.同时,与已有算法的计算结果进行了对比.实验验证和算法间对比均表明,该方法具有较好的精度.采用所提出的方法对±800kV直流输电线路的地面合成电场进行了预测.     

Converting a three-phase AC line to a three-wire DC line by a modified converter

Converting existing AC lines to DC for increasing power transmission has been an interesting topic for scientists, such applications could be managed by conventional converters. Converting AC lines to DC upgrades the power capacity of existing lines up to square root of two. In this paper, a modified converter that would use all three existing AC lines at the same time for DC transmission will be introduced. This converter will then be used to model a high-voltage direct current transmission (HVDC) system which enables to convert high-voltage alternating current (HVAC) transmission lines to HVDC lines. The mathematical model of the converter is developed and the system is tested by modeling with PSCAD/EMTDC software for operation and dynamic stability. A practical model is also developed in laboratory conditions and tested for operation.     

绞线花纹导线表面电场强度计算与分析

为了准确计算输电绞线花纹多股绞线表面电场强度的大小,建立了二维电场模型,采用有限元法与镜像法相结合的方法计算带有花纹的输电线表面场强,并与光滑导线模型的场强进行比较,还分析了绞线花纹对导线表面最大场强的影响。考虑输电线表面花纹后计算出的表面最大场强与将导线视为光滑圆柱体的计算结果相差>20%。在导线选型时,应充分考虑绞线花纹对导线表面最大场强的影响。     

交直流同塔三回输电线路地面电场的预测分析

基于有限元和有限体积法的混合方法,合理地考虑了直流电晕放电和交流电晕放电之间的相互影响,解决了交直流同塔输电线路地面电场的分布计算问题。通过小尺寸模型的实验了验证计算方法的有效性。针对一回800kV直流输电线路和两回500 kV交流输电线路同塔架设的实际情况,计算了不同运行方式下的地面电场的直流分量、交流分量和离子流密度的分布情况。计算结果表明,由于交流输电线路的电晕放电,地面电场直流分量和离子流密度会有所降低。同时,地面交、直流电场均随线路高度的升高而降低,但是工频电场的变化程度比直流电场要大。     

±1 100 kV长距离直流输电线路接地线感应电流分布及拆除方案

临近1 000 kV 同塔双回交流输电线路架设输电线路,挂接地线是防止感应电危害施工人员安全的有效措施。为了确定施工中输电线路接地线感应电流分布和接地线拆除方案,基于ATP-EMTP电磁暂态程序,建立了±1 000 kV 吉泉直流输电线路长距离并行同塔双回1 000 kV 交流输电线路的模型。计算了施工中直流线路中的感应电流,分析了线间距离、并行长度、线路高度和土壤电阻率等因素对感应电流的影响。最后,针对地线的拆除顺序提出了相应的接地线拆除方案。