特高压直流接地极土壤电阻率测量方法研究

为了准确获取特高压直流输电工程接地极极址区域土壤电阻率数据,以某特高压直流接地极为研究对象,分别对极址区域浅层、深层土壤电阻率进行实测,得到极址区域大地土壤电阻率分层数据。同时在极址区域开展模拟注流试验,实测得到极址区域地面电位分布数据,结合实测获得的土壤电阻率分层数据,通过CDEGS软件进行仿真,对土壤电阻率分层结构进行修正,最终获得极址区域土壤电阻率分层结果。该方法可避免由于特高压直流接地极极址区域较大,地形和土壤电阻率分布不均匀等因素造成的直接测量土壤电阻率的误差,可为特高压直流工程设计和运行提供准确依据。     

特高压直流输电线路雷击暂态响应监测技术研究

我国大力发展输电线路规模,其中特高压输电线路比例显著增加,线路的雷击事故也随着增加.笔者开展雷击暂态响应监测技术研究,提出了较为精确的故障定位技术和故障识别技术,通过理论分析对测量结果进行修正;研发了雷击暂态响应监测系统,通过理论分析得出监测终端的安装距离;通过现场示范应用,结合人工巡检等手段进行校验,对该监测系统的故...     

特高压直流输电线路雷击故障特性分析

以国网投运时间相对较长的±800 k V复奉线、锦苏线和宾金线为例,总结特高压直流线路运行情况和防雷性能,挖掘雷击故障特征和影响性因子。针对宾金线防雷性能显著低于复奉、锦苏线的情况,从地闪密度、地面倾角、绝缘配置三方面对比差异性,并综合计算分析雷击运行性能出现差异的原因。结果表明,绕击防护是特高压直流线路亟待提升的薄弱点,宾金线故障杆塔的绕击重启率理论上是复奉线故障杆塔的5.81倍,与实际运行结果 6.87倍较为接近。     

特高压直流极线与接地极线路同杆架设 雷电过电压特性分析

直流系统接地极线路与高压极线同杆走线是近年来直流系统设计中倾向于采用的一种布置方式。此种方式下,接地极线路与高压极线之间存在电磁耦合,相比高压极线与接地极线路单独架设方式,同杆后防雷状况将复杂化。为了对接地极线路与高压极线同杆架设防雷性能进行分析并与分别走线情况进行对比,本文利用电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立了仿真模型,分别对单独走线和同杆走线方式下特高压直流极线和接地极线路的防雷性能进行了计算和比较。研究表明:同杆架设后,接地极线路雷击跳闸率将显著增加,需要提高接地极线路的外绝缘配置。本文分析结论为直流工程同杆走线方式下高压极线和接地极线路的防雷设计提供了重要参考。     

考虑接地极时变电阻特性的输电线路雷击暂态响应研究

杆塔接地极的准确建模对研究输电线路的雷击暂态响应是至关重要的。为此,本研究提出一种考虑接地极时变电阻特性的输电线路模型。首先采用有限元法(FEM)求解了输电线路雷击下杆塔接地极的接地电阻,基于PSO法,推导了杆塔接地极时变电阻的迭代公式,利用ATP-EMTP中MODEL模块搭建时变电阻Rg(t),然后建立考虑接地极时变电阻特性的输电线路模型,随后分析了基于时变电阻和定值电阻的输电线路模型雷击暂态响应。结果表明：相较于定值电阻的输电线路模型,时变电阻模型对输电线路雷击暂态响应有较大影响。由于时变电阻Rg(t)考虑了雷电流地中散流和土壤电离过程,其反应的结果更加可靠,在一定程度上提高了输电线路雷击暂态响应仿真的精准度。     

考虑雷击过电压分布特性的特高压直流线路避雷器装设策略研究

避雷器是输电线路防雷保护的有效手段之一,特高压直流线路避雷器由于本体长度、荷载、安装难度等原因,一般采用杆塔立柱式及拉V式装设方案,为保障避雷器过电压保护可靠性,有必要对这两种方案下避雷器与绝缘子的绝缘配合关系进行研究。文中根据行波在导体上传播时的波过程,将直流特高压杆塔等效成多波阻抗模型,利用ATP-EMTP搭建雷击过电压仿真电路,分析了杆塔雷击过电压的分布特性。针对避雷器装设方案的保护性能,提出了一个保护裕度系数概念,经研究计算发现,这两种方案的避雷器保护裕度在相同线路绝缘水平和相同避雷器50%冲击放电电压情况下,采用杆塔立柱式避雷器装设方案的保护裕度最高,是特高压直流线路避雷器两种装设方案中的最优装设方案。     

降低配电线路雷击相间闪络概率对策研究

配电线路遭受雷电直击极易引发相间闪络,需要合理计算相间闪络概率,研究相应防护措施。利用EMTP软件建立10 kV配电线路模型,计算线路遭受雷击时发生相间闪络概率,分析导线布置方式和杆塔接地电阻对相间闪络概率的影响。讨论不同绝缘措施、避雷器安装方式和设置间隔等防护措施的防护效果。研究结果表明:导线垂直布置方式下,雷击导线时三相电位差最大,相间闪络概率也最高;雷击线路相间闪络概率随着杆塔接地电阻的增大而显著增加。增大线路绝缘子串闪络电压对于改善线路相间闪络效果不明显,采用绝缘导线时相间闪络概率远低于裸导线。雷电流波头时间均值越短,导线相间闪络概率越高。安装线路避雷器能够有效降低相间闪络概率,避雷器安装数量越多,设置间隔越密,相间闪络概率越低。避雷器防护效果受接地电阻阻值影响,需要尽可能降低杆塔接地电阻。     

深井型直流接地极散流机理研究

准确计算直流接地装置的散流性能及接地特性是优化设计直流接地极的基础。提出了基于恒定电场理论的直流接地装置性能有限元数值计算模型,针对求解区域和接地导体截面尺寸的差异导致的剖分困难、计算量大的问题,引入"薄壳"理论,在保证计算精度的前提下大大减小了计算量;通过与文献数据对比,验证了该方法的有效性。建立典型结构的深井型接地极模型,计算深井接地极散流过程产生的地中电流密度、电场强度、接地电阻和最大跨步电压等参数;分析电流注入点个数、接地极导体长度、接地极埋深、导体并联根数以及土壤电阻率等因素对接地性能的影响。结果表明:深井型直流接地极的散流具有明显的端部效应,其接地性能基本不受电流注入点个数的影响;接地电阻和最大跨步电压随导体长度、埋深、并联根数的增加而减小,并呈现饱和趋势;在均匀土壤中,接地电阻和最大跨步电压与土壤电阻率成线性关系。     

架空配电线路雷击闪络率改进算法

配电线路雷击闪络率作为线路跳闸、断线等故障的前提,能够对线路可能引起的跳闸、线路断线等故障风险做初步评判,可有效表征配电线路耐雷性能。目前,对于配电线路受雷宽度的计算套用输电线路的计算方法,不符合配电线路实际情况。笔者依据静电场理论分析定义了线路等效闪络宽度,该值综合考虑了雷电流幅值、线路高度和线路耐雷水平等参数的影响,相较于输电线路等效引雷宽度的算法更加全面、准确;提出了基于配电线路电气几何模型的线路闪络率改进算法,并计算了典型10 kV配电线路的雷击跳闸率,通过与实际统计值进行比较,验证了该方法的准确性。     

带自熄弧功能的直流接地极线路用绝缘子并联间隙研究

直流接地极线路的作用是在换流站双极非平衡运行或单极大地回线运行时形成大地回流,由于设计缺陷接地极线路通过大电流时如果受到过电压冲击导致绝缘子间隙被击穿,有可能出现间隙无法熄弧,接地极线路设备被损坏的故障。以±800 kV宾金直流宜宾-共乐接地极线路为例,对接地极线路各种运行条件下的沿线电压分布和故障条件下的入地电流进行分析,提出了使用带自熄功能的接地极线路用绝缘子并联间隙解决现有接地极线路设计缺陷的思路,利用电磁暂态分析软件对该间隙在雷击条件下的电气特性和能量吸收进行了计算,论证了用带自熄弧功能的并联间隙取代现有接地极线路用并联间隙的可行性。     

高压直流接地极关键问题及提升措施

调研了国家电网公司高压直流接地极故障、开挖案例,在运接地极基本情况,分析了导致接地极发生缺陷故障的本质原因。结果表明,馈电元件存在的问题主要有材质、焊接、密封3个方面;石油焦炭的核心问题是掺假,主要造假手段是用煤灰或煤炭焦炭部分或全部代替价格较高的石油焦炭,可以通过检测含碳量发现;还在施工与交接验收、设计及运维方面提出存在的问题和提升措施。最后,提出了下一步工作建议。     

直流接地极附近架空光缆拉线的接触电势研究

直流系统单极大地运行时通过接地极注入大地的电流会造成系列负面影响,某直流工程系统调试期间测得临近接地极的一架空光缆线路拉线接触电势高达440 V,安全风险极高。首先分析了架空光缆系统的结构特点,发现架空光缆的吊线与接地拉线构成了一个长距离多点接地系统。对典型架空光缆系统拉线的接触电势进行了理论计算,发现拉线接触电势取决于吊线接地点间的电位差和拉线接地电阻。采用基于边界元法的仿真软件CDEGS研究了土壤、线路走廊、以及拉线参数等对接触电势的影响,最后提出了通过绝缘子将吊线电气断开来保证每段吊线单点接地的解决方法。     

垂直型直流接地极埋深的优化配置研究

垂直接地极的主体是分散的数根或数十根垂直电极,这一结构特点使垂直接地极的埋深问题与传统水平接地极有很大区别。本文首先采用单根电极模型研究了典型土壤模型下埋深对接地极电气性能影响,提出垂直接地极埋深选取的基本原则。由于垂直接地极的电极一般呈椭圆形布置,计算发现最大跨步电势往往出现在长轴端部附近,提出适当增大长轴端部附近电极的埋深改善接地极跨步电势分布特性的思路。最后结合长翠村垂直接地极跨步电势的实测数据和仿真计算结果,验证了椭圆长轴端部附近跨步电势较高的规律以及增加长轴端部附近电极埋深的跨步电势分布特性改善方法,本文研究结论可为垂直接地极的设计提供一定参考。     

特高压直流线路基础应用分析

以灵州—绍兴±800 k V特高压直流输电线路工程为例,介绍了该线路基础选型的原则,确定了其基础形式,并从基础主柱与埋深两个角度分析了基础的优化设计措施,以降低工程投资,实现输电线路建设的目标。     

降阻剂对垂直型直流接地极电气性能参数影响分析

交流接地系统一般只会流过短时故障电流,而直流接地极在单极运行方式下,需要长时间通过几千安培的工作电流,因此对接地极各项电气性能参数(接地电阻、地电位升、跨步电压、电流溢流密度等)的要求更为苛刻,从而对极址选择和极体设计的要求也更高,有鉴于此,结合四川省兴文县万寿极址的土壤模型,采用数值分析的方法,计算分析了不同长度和根数的垂直接地体敷设降阻剂后对直流接地极各项电气性能参数的影响。结果表明,在下层土壤电阻率较高的地区,单纯采用垂直接地体对接地极的影响不大,而在此基础上使用降阻剂后,接地极的各项电气性能参数能得到有效改善。     

高压直流接地极对埋地管道干扰规律的研究

利用数值模拟计算的方法研究了高压直流接地极对管道干扰规律,计算分析了接地极在不同运行工况、接地极-管道间距、土壤电阻率及管道接地前后对管道干扰影响规律,研究结论为干扰预测及缓解提供了理论依据。     

直流接地极周围金属管道敷设缓解线防护效果研究

为了研究直流接地极周围金属管道的缓解线防护措施对降低管道泄漏电流密度防护效果的影响,通过CDEGS软件,建立了直流接地极、埋地金属管道和缓解线防护装置的仿真计算模型,依次分析缓解线敷设位置、缓解线与管道距离、缓解线与管道连接方式、缓解线半径、接地极和土壤参数对防护效果的影响,并得出如下结论:缓解线在管道的靠近直流接地极...     

输电线路杆塔接地极冲击接地电阻特性分析

为研究雷电流流经输电线路杆塔接地极的冲击特性,运用CDEGS软件仿真分析杆塔接地极在冲击电流作用下的冲击特性。分析水平接地极及四种改进接地极的冲击特性,探讨不同接地极尺寸以及不同土壤电阻率对冲击接地电阻的影响规律。得到接地极长度及半径对水平接地极冲击接地电阻的影响规律,接地极冲击接地电阻随水平接地极长度的增加而降低,但逐渐趋于稳定;同时获得垂直接地极对四种改进接地极的冲击接地电阻特性,为实际工程中采用合适的方法降低杆塔冲击接地电阻提供了参考。     

考虑工作电压的66 kV同塔双回线路雷击闪络因素研究

同塔双回输电线路多相故障会严重威胁电网的安全稳定运行,雷击杆塔具有随机性,不同雷击时刻工作电压的变化对线路耐雷性能有很大影响。选择66 kV某线路作为研究对象,结合该线路的具体参数,利用电力系统电磁暂态计算程序(ATP-EMTP)进行仿真计算。分析杆塔高度、接地电阻、工作电压中相角和导线相序排列方式等因素对雷击杆塔时闪络雷电流大小以及闪络相的影响,其中同相序排列耐雷性能最差应尽量避免。综合比较出耐雷性能最优的情况,为工程实际中66 kV线路差异化防雷提供理论依据。     

直流接地极对附近埋地金属管道的电腐蚀研究

特高压直流输电系统采用单极大地回线方式运行时,直流入地电流会在大地中形成电位梯度,进而造成埋地金属管道腐蚀.其腐蚀程度与入地电流大小、直流接地板运行方式、土壤电阻率等因素有关.管地电位虽然可以评估管道受干扰的程度,但并不能确切给出腐蚀量.本文根据雁门关换流站土壤结构,结合直流接地极的运行特点,首先评估了雁门关直流接地极...