雾霾颗粒对高压直流输电线路电磁环境的影响机理研究∗

研究了雾霾影响下的高压直流输电线路合成场强和离子流密度的计算方法.建立了考虑雾霾荷电的高压直流输电线路离子流场计算模型,计算了不同空气污染等级下直流输电线地面合成场强和离子流密度.结果表明,雾霾天气下的地面合成场强和离子流密度的最大值相对于正常天气增加;地面合成场强的最大值随着污染程度的增加而增大;雾霾天气下的离子流密度最大值均增加,但是增加幅度较合成场强小.     

雾霾天气下的直流输电线路离子流场分布特性及其影响因素

我国雾霾多发地区也是输电走廊和用电负荷高密度地区,而长期暴露在雾霾天气下的架空输电线路的安全运行受雾霾天气影响。在直流输电线路周围离子流场的作用下,雾霾颗粒会荷电化,荷电后的雾霾颗粒将影响输电导线周围的空间电场分布。本文首先分析雾霾天气对直流输电线路离子流场的影响机理,给出雾霾天气下的直流输电线路离子流场控制方程及计算方法,然后计算不同污染程度雾霾天气下的直流输电线路离子流场,最后分析雾霾天气对离子流场的影响因素。计算结果表明:在雾霾天气下,地面合成场强和离子流密度的分布趋势和正常天气条件下的相同,但幅值增加;雾霾天气对地面合成场强的影响更大;地面合成场强的幅值随着污染程度的增加而增大;雾霾天气下地面合成场强和离子流密度分布增大的主要原因是电晕程度增加。     

直流线路合成场强现有计算方法及无网格法的应用

针对直流线路合成场强现有计算方法展开分析,阐述现有计算方法的优缺点,提出利用无网格法计算直流输电线路合成场强和离子流。在此无网格法计算原理的基础上,对贵广直流线路单级运行时的合成场强进行计算。证明贵广直流线路在单级运行时的合成场强及离子流密度均符合我国制定的相应标准。     

HVDC输电线路合成场强数值计算方法研究

直流输电线路产生的地面合成场强是输电线路设计、建设和运行中必须考虑的技术问题。基于上流有限元方法计算直流输电线路的地面合成场强及离子流密度,通过对同轴圆柱结构的解析解及实际测量数据的对比证实了该计算方法的有效性。     

特高压直流输电线下合成电场分布的影响因素

为在设计特高压直流输电线路时考虑地面合成电场和离子流密度分布两个相互关联的电磁环境指标,采用上流有限元法对双极直流线路下合成场强和离子流密度分布进行数值计算。在验证其有效性之后,以云广±800kV特高压直流输电线路为算例,分析了一些线路参数对合成场强和离子流密度分布的影响规律。结果表明,提高导线高度能明显减小地面电场,极间距的小范围变化对地面电场影响不大,控制地面的电场效应须注意导线表面的状况,正负极性也会引起地面电场效应的不同变化。最后根据我国电力行业标准中对合成场强和离子流密度分布的限值给出了线路的走廊宽度建议。     

导线表面最大场强对直流输电线路电磁环境的影响分析

介绍了高压直流输电线路导线表面最大场强和线路电磁环境参数的计算方法。针对±660 kV直流输电线路,分析了导线表面最大场强对地面合成电场、地面离子流密度、无线电干扰和可听噪声的影响,得出正极导线电压在620⁶80 kV之间变化时,随着导线表面最大场强的增大,地面合成电场和地面离子流密度分别增加1.2倍和2.8倍;导线表面最大场强对无线电干扰和可听噪声的影响相对较小,分别增加17%和0.3%。±660 kV直流输电线路在额定电压范围内运行时,电磁环境指标不会超出《高压直流架空送电线路技术导则》的规定。     

离子迁移率和复合率取值对特高压直流输电线路离子流场的影响研究

采用上流有限元法定量分析了离子迁移率和离子复合率对±800 k V特高压直流输电线路地面合成场强和离子流密度的影响。结果表明,离子迁移率对地面合成场强影响不大,而地面离子流密度随着迁移率的增大呈线性变化;两者均随离子复合率的增大而减小,且复合率对地面离子流密度计算的影响大于对地面合成场强的影响。     

特高压直流输电线路在雾霾天气下的离子流场计算研究

特高压直流输电线路的离子流场会受到天气条件的影响.为了更加准确地掌握雾霾天气时直流线路离子流场的变化规律,基于有限元法计算了天气良好时±400 kV直流输电线路的离子流场,并通过对比说明了计算是准确和可靠的.在此基础上,分析了雾霾天气对离子流场的影响机理,并计算了空气严重污染并伴有轻雾的雾霾状况下±800 kV特高压直流输电线路的离子流场.结果表明,与天气良好时相比,雾霾天气时的直流线路合成场强和离子流密度有不同程度增大.     

高压直流双回输电线路合成电场与离子流的计算

高压直流双回输电线路在我国尚无设计与运行经验。为此,文章对双回直流线路电晕效应产生的离子流与综合电场强度进行了计算,分析了导线不同的布置方式以及线路间距、对地高度、导线分裂数、导线半径等结构参数对地表离子流和场强的影响。结果表明,两回线路上下排布方式的地表合成场强与离子流密度较小;在相同导线尺寸与同等架设高度下,合理排布的双回线路的地表场强与离子流远小于单回线路,且双回线间距越小地表场强与离子流越小;同塔双回线路的电磁环境要优于单回线路。     

基于上流有限元法对高压直流输电线路下合成电场的研究

高压直流输电线路产生的地面合成电场和离子流密度是设计和建设输电线路时应考虑的2个主要电磁环境指标。为预测高压直流输电线路的电磁环境问题,基于上流有限元法开发了相应的分析预测软件。同轴圆柱结构的解析解和实验线路的测量数据验证了该方法的有效性。最后,分析了双极线路情况下线路高度、极间距和表面状况以及单极情况下风速对地面合成场强和离子流密度的影响,这些结果对设计高压直流输电线路具有一定的指导意义。     

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。     

不同运行方式下特高压直流输电线路的地面电场与离子流分布

以向家坝—上海±800 kV特高压直流输电线路工程为背景,针对特高压直流输电线路可能存在的4种运行方式,计算和分析了上述输电线路下方地面电场与离子流密度的分布情况,研究了工程投运后特高压直流输电线路产生的电磁环境问题。结果表明：在双极运行方式下,地面场强与离子流密度均满足标准要求;并联导线带有相同极性的高电压,同性排斥作用既加强了地面电场强度,又增加了离子流密度,因此单极–双导线并联大地回线运行方式下的地面场强与离子流密度最大,应在实际工程中尽量避免采取这种运行方式。     

风速对特高压直流输电线路离子流场分布的影响

特高压直流(UHVDC)输电线路地面离子流场的大小是检验电磁环境是否超标的重要判据,对不同风速条件下的地面离子流场的分布进行了计算研究。针对离子流场的计算,提出一种改进迭代上流有限元方法,建立了考虑风速影响的离子流场模型。研究了不同风速对±800 k V输电线路离子流场分布规律的影响。研究表明,地面最大合成场强和离子流密度随风速的增大而增加明显,且风速会使其发生一定偏移。考虑风速为8 m/s时,地面最大合成场强比无风增加了12.64 k V/m,且地面最大离子流密度是无风时的2.65倍。水平风速越大地面合成场强和离子流密度的分布曲线和峰值往背风向偏移越严重,空间其他较远处的合成场强和电荷密度变化不大,且空间合成场强与电荷密度的最大值主要分布于导线周围空间。     

山东电网高压直流输电线路电磁环境测量分析

高压直流输电线路电晕放电产生的空间电荷对周围电磁环境有很大影响.为了评估山东电网高压直流输电线路的运行状况,利用STT-HDSW电磁环境检测装置和Brüel&Kj(ae)r 2240高精度声级计实地测量了省内±660 kV宁东-山东和±800 kV锡盟-泰州、扎鲁特-青州高压直流输电线路在不同杆塔组合下的地面合成场强、离子流密度和可听噪声,并与计算值进行对比,分析了线路的放电特性.结果 表明:线路地面合成场强、离子流密度和可听噪声均满足国家标准要求的限值,减少这些数值的根本途径是适当增加导线的对地高度、子导线线径和分裂数.研究结果可为山东电网高压直流输电工程的电磁环境评价提供依据.     

特高压直流输电线路的电磁环境研究

研究了特高压直流输电中线路的表面电位梯度、标称场强、合成场强和离子流密度等电场效应特征,并结合常用导线进行了比较分析.     

特高海拔地区±500kV直流输电线路导线选择

根据直流输电线路线下地面合成电场、地面离子流密度、无线电干扰场强、电晕可听噪声等控制指标,对3000—5300m特高海拔地区直流输电线路采用不同分裂导线进行相关计算,建议特高海拔地区±500kV直流输电线路极导线采用6×LGJ-300／40钢芯铝绞线。     

青藏联网±400kV直流输电线路导线选择

根据直流输电线路线下地面合成电场、地面离子流密度、无线电干扰场强、电晕可听噪声等控制指标,对3000～5 300 m特高海拔地区直流输电线路采用不同分裂导线进行相关计算,建议特高海拔地区±400 kV直流输电线路极导线采用4×LGJ -400/35钢芯铝绞线.     

特高压直流线路的场分布影响因素分析

线路附近地面的场分布是输电线路电磁环境中的一个重要指标。首先验证了半经验公式法的有效性。然后使用该方法分析了极导线水平排列的±800 kV直流线路合成场强、标称场强和离子流密度的影响因素和变化规律。研究表明地面,标称电场强度受线路对地高度的影响很大,而合成电场强度和离子流密度除受导线对地高度的影响较大外,受导线直径和分裂数的影响也很大。     

直流输电线路下方建筑物附近离子流场的计算

直流输电线路下方建筑物附近电场分布复杂,基于Deutsch假设计算建筑物附近的离子流场在理论上会造成较大的误差,同时无法考虑风速的影响。基于上流有限元方法计算直流模拟试验线路下方房屋模型附近的离子流场,采用新型的迭代收敛控制技术,保证了迭代收敛过程的稳定性。计算结果与试验数据进行对比,得到了很好的验证。结果表明上流有限元方法适用于直流线路下方建筑物附近离子流场的计算。考虑风速的影响,计算建筑物附近离子流场,发现风速对建筑物附近合成场强以及离子流密度的影响很大,因此在计算直流输电线路下方建筑物附近电磁环境时,必须考虑风速对离子流场的影响。     

±800kV与±500kV同塔双回直流输电线路极导线布置方式研究

提出±800 k V与±500 k V混压同塔双回直流输电线路的极导线布置方案,对不同极导线布置方式下的电磁环境(导地线表面场强、地面合成场强、离子流密度)、线路最小对地高度与走廊宽度、线路防雷性能等进行计算分析,给出不同海拔高度下极导线布置方式的推荐方案。研究结果可为特超高压同塔双回直流输电线路的设计提供参考。