两回高压直流输电线路交叉跨越时地面合成电场计算

高压直流输电线路交叉跨越是我国特高压技术发展中可能出现的新问题。为了建设满足电磁环境要求的直流输电工程,应当研究相应的合成电场预测方法。由于两回直流线路相互影响,交叉跨越区域内合成电场呈复杂的三维分布。本文提出一种两回直流线路交叉跨越时地面合成电场的计算方法,该方法基于三维通量线法,采用模拟电荷法计算标称电场,利用Deutsch假设计算合成电场。通过在实验室内搭建直流导线交叉跨越试验平台,对计算方法进行验证。基于该方法,对±800k V线路跨越±500k V线路时地面合成电场的分布进行研究。与一回±500k V线路单独存在相比,±800k V线路以90°跨越±500k V线路时,地面合成电场峰值基本不变,但分布规律更为复杂。     

基于Deutsch假设法和有限元法的高压直流线路地面合成电场对比分析

高压直流线路在我国实际工程中得到广泛应用,基于Deutsch假设的方法和有限元法常用来计算其地面合成电场.为此,对比分析了2种计算方法的区别及可能造成计算误差的原因,讨论了采取不同的方法计算同一水平排列或垂直排列高压直流线路地面合成电场时带来的计算结果差异.结果表明:对于水平排列直流线路,采用基于Deutsch假设的方法得到的地面合成电场最大值与等效导线有限元法的相对差别不到4％,而与分裂导线有限元法的相对差别通常在10％以上;对于垂直排列直流线路,采用基于Deutsch假设的方法得到的地面合成电场最大值与等效导线有限元法的相对差别在5％～15％之间,而与分裂导线有限元法的相对差别通常在30％以上.     

±800 kV云广特高压直流线路合成电场仿真计算与测试分析

为研究实际运行特高压直流输电线路复杂环境的合成电场特性及环境影响,开展±800 kV云广直流线路合成电场测量与分析。建立了特高压直流输电线路合成电场计算模型及算法流程,阐述了特高压直流输电线路合成电场的测量仪器、环境、位置、数据记录和处理方法。不同运行方式下的测试结果表明:正极半压和负极全压下测量值与理论值的误差小于负极全压运行下的误差,但大于双极全压运行下测量值与理论值的误差;因测试点的海拔高度、导线对地高度、温/湿度、风速、风向等因素影响,负极半压、正极半压和负极全压、负极全压运行的合成电场值上下浮动于不同月份的双极全压测量值;不同测试点的合成电场的80%值和95%值对应的测量位置基本相同,同时所有测量结果满足合成电场环境限值且有足够的裕度。云广直流工程的电磁环境设计合理性得到了验证。     

并行双回特高压直流输电线路地面合成场强计算与试验研究

文中采用Deutsch假设和现场实测相结合的方法,分析了特高压、并行双回特高压直流输电线路下地面合成场强的分布特性。结果表明:基于Deutsch假设计算的结果与实测结果吻合,适用于实际工程合成场强的预测。双回特高压直流线路并行时,由于空间正负离子流的相互影响作用,其场强分布与导线排列方式有较大关系,两回路线路内侧极性相同时,并行线路之间区域合成场强较单回增加,内侧极性相反时,并行线路之间区域场强较单回减小。同时,随着两回线路之间距离的减小,或线路高度的增加,与单回路相比,线路中间区域合成场强增加或减小幅度增大,但两回路线路外侧合成场强与单回线路基本相同。     

计及金属回流线影响的±500kV高压直流输电线路地面合成电场计算分析

针对张北±500kV柔性直流电网示范工程采用的架空金属回流线的线路结构,使用上流有限元法,首次计算并分析金属回流线对±500kV线路地面合成电场的影响。为了考虑一极导线电位悬浮的工况,提出一种合成电场中导体悬浮电位的计算方法。搭建室内缩尺实验平台来验证计算方法的有效性。基于仿真计算,获得了金属回流线对单回双极线路、单回单极运行线路、同塔双回线路地面合成电场的屏蔽特性。为了提高金属回流线对地面电场的屏蔽效果,单回线路的回流线对地投影应在无回流线时地面合成电场峰值上方附近。与单回线路相比,由于同塔双回线路的回流线数量多、间距大,回流线对地面电场强度屏蔽效果更为明显。     

雨滴对高压直流输电线路地面离子流场的影响

HVDC输电线路离子流场的计算对于输电线路的设计和电磁分析具有重要意义,其中降雨条件下输电线路的电磁环境问题尤为突出,然而目前关于雨滴对离子流场影响的研究较少。为此,在Deutsch假设的基础上,针对空间存在的雨滴对离子流场的影响因素,进一步假设雨滴为输电线路新的电荷背景,同时采用雨滴局部畸变电场值替代标称电场值,从而考量雨滴对离子流场的影响效果。实例计算表明,与Teshmont公司的计算结果相比,良好天气下该模型的计算结果与其一致;与良好天气相比,雨天下地面离子流密度与电场的值分别约增大至2倍和1.5倍。     

±500 kV直流输电系统电磁环境调查研究

为考虑我国直流特高压输电工程的电磁环境保护问题,调查了国内已有4条±500 kV高压直流输电线路电磁环境。根据问卷调查及实地测量给出了相应的调查结果以及由实测数据统计得出一些典型情况的合成场、离子流场大小及分布规律;通过与国际相关的限值标准比较,得出我国目前直流输电线路合成电场及离子流场对人体安全的结论,可供±800 kV特高压直流输电参考。     

高压直流输电合成电场计算及仿真研究

为了保证高压直流输电的安全运行,研究高压直流输电下的合成电场的计算方法很有必要。针对高压直流输电合成场强,基于Deutsch假设的计算方法,利用Matlab设计了程序,仿真了超高直流输电线路下合成电场分布,并分析了高压直流输电线路参数对直流输电线路合成电场分布的影响。     

高压直流输电线路离子流场计算方法研究进展

高压直流输电线路所伴随的电晕放电会导致地面附近的电场大幅增加,从而使线路下方电磁环境恶化,该问题被称为离子流场问题。对于离子流场的准确预测可以使高压直流输电线路既满足环保要求同时又保持良好的经济性,因此意义重大。该文详尽的回顾和评述了国内外离子流场研究的历史,且着重介绍了近年以来离子流场研究所取得的新进展。同时,该文也指出了目前离子流场研究中的不足和未来的研究方向。     

高海拔地区±500kV直流线路电磁环境试验研究及导线选型

直流输电线路电磁环境与环境保护和工程投资密切相关,尤其在高海拔地区,电磁环境已成为决定导线型式和线路结构参数的关键技术问题。文章利用位于海拔4300 m的西藏羊八井高海拔试验线段,对±500 kV直流输电线路采用6×300和4×500 mm~2导线时的地面合成电场、可听噪声与无线电干扰开展了长期试验研究。通过统计分析,获得高海拔地区±500 kV直流线路电磁环境水平及分布规律。通过与低海拔计算结果的对比分析,获得±500 kV直流线路电磁环境的海拔修正量,并讨论了美国EPRI推荐的电磁环境海拔修正方法的适用性。试验结果表明,±500 kV直流线路在海拔4300 m地区采用6×300和4×500 mm~2导线,电磁环境均可满足标准限值要求,其中4×500mm~2导线水平荷载更小,有利于降低杆塔重量;从海拔0到4300 m,±500 kV直流线路可听噪声和无线电干扰增加量约为3.4 dB和10～13 dB,分别为按美国EPRI推荐方法得到的修正量的24%和70%～90%。     

多回HVDC输电线路地面离子流场的计算

HVDC输电线路离子流场的计算对于输电线路的设计和电磁分析具有重要意义,为此,笔者在Deutsch假设的基础上对地面离子流场进行解析求解。根据输电线路电力线分布特点,建立了适用于多回输电线路的离子流场算法并探讨了输电线路极性排列方式对于离子流场的影响。该算法可考虑正、负极性导线的起晕差异,实例计算表明:该方法的计算结果与实测值有较高的吻合度,并对各种线路结构具有良好的适应性;双回线路极性排列方式对于合成电场最大值影响不大,而离子流密度则受到较大影响;在不考虑输电线其他结构参数的情况下,双回输电线路以--/++的极性排列方式最优;地线的存在对于双回线路地面离子流场并无明显影响。     

同走廊双回直流线路地面合成电场计算

我国部分地区输电走廊非常紧张,为了提高单位走廊的电能输送能力,可以采用更有效率的输电线路方式,同走廊双回直流线路是一种备选方案,然而双回直流线路同走廊架设在世界上尚无工程应用先例。文中给出了一种同走廊双回直流线路地面合成电场的计算方法,考虑了影响此种线路地面合成电场的多种重要因素,并使用该方法分析了同走廊双回直流线路地面合成电场的分布特点。结果表明:不同的极导线布置方案不会显著影响地面最大合成电场的大小,但会影响其分布位置;同走廊双回直流线路地面最大合成电场的绝对值与单回直流线路的差别不大;同走廊双回直流线路能在一定程度上提高单位走廊的电能输送能力。     

500kV输电线路电场强度测量与计算分析

研究输电线路电磁环境影响因素及其防护对策,可以为输电线路的设计提供技术依据,使人们正确认识输电线路电磁环境并合理选择防护对策。笔者首先进行架空输电线路物理模型的建立和电场计算,然后采用电磁分析仪PMM8053B与工频电磁场探头EHP-50C,对焦作500 kV输电线路某段的实际电场强度进行实地测量,通过MATLAB仿真软件验证了理论模型和实验的相符。在此基础上,对影响高压输电线路电场强度的多种因素进行模拟计算,分析指出适当减少相间距以及采用倒三角排列导线可减小输电线路下方的电场强度。     

±500kV青藏直流输电线路导线选型研究

研究了±500kV青藏直流输电线路的结构参数(导线分裂数、子导线截面、导线分裂间距、极导线对地高度和极导线间距)对无线电干扰、可听噪声和合成场强的影响;对±500kV青藏直流输电线路的电磁环境进行了预测分析。根据电磁环境限值、电磁环境预测分析结果等,确定了±500kV青藏直流输电线路的导线结构。     

±1500kV特高压直流输电线路电磁环境指标计算

随着"一带一路"倡议的实施,未来电网将向跨国、跨洲联网方向发展,超远距离输电和超大容量输电亟需更高电压等级的直流输电技术.该文选取±1500 kV直流输电电压等级,按照基本计算条件,采用模拟电荷法、有限元法、CISPR经验公式和EPRI经验公式等方法,计算合成电场强度、地面离子流密度、磁感应强度、无线电干扰以及可听噪声...     

±500 kV直流输电线路合成电场强度模式计算与实地监测数值的差异研究

针对直流输电线路在运行一段时间以后,线路下方合成电场强度的实地监测值与模式计算值经常存在一定差异的问题,通过对工程广泛应用的±500 kV直流输电线路进行模式计算和实地监测,对直流输电线路下方空间合成电场强度变化情况及规律进行分析和总结,对比模式计算结果和现场实地监测结果,分析并给出合成电场存在差异的可能原因。研究发现：合成电场强度的理论计算结果一般高于实地监测结果,可能引起差异的原因包括模型简化、气象因素、实际线高等,但二者的变化规律高度一致。     

环境对特高压直流输电线路合成电场的影响

随着我国人民生活水平和社会生产力的不断提高,为保障国民经济的迅速发展,国家对电力建设的要求也越来越高.远距离的特高压直流输电技术拥有经济性好、容量大以及电能损耗小等优点,大力发展特高压直流输电技术有益于更好地解决我国电力资源分配不均的问题,但远距离的特高压直流输电线路运行环境恶劣,多变的环境因素会造成线路合成电场分布复杂,因此开展环境因素对线路合成电场影响的研究对特高压直流输电技术的发展具有重要意义和价值.     

800kV直流线路负极悬空时的地面合成电场计算和分析

高压直流线路在实际工程中已得到广泛应用,国内外学者对该种线路的地面合成电场计算问题进行了大量研究,提出了多种数值计算方法,但对直流线路负极悬空时地面合成电场计算方法问题的讨论却很少。给出了直流线路负极悬空时导线周围标称电场及悬空导线电位的一种计算方法,对比分析了800 kV直流线路处于不同运行状态时的地面标称电场分布和导线表面电场,得到了悬空导线的电位与携带电荷量的线性关系。将上述方法与有限元方法相结合计算了负极悬空800 kV直流线路的地面合成电场,得到了悬空极导线合成电场电位的变化对该种线路地面合成电场最大值的影响规律。最后,计算结果显示负极悬空±800kV直流线路地面合成电场的最大值要小于负极接地情况下的最大值,它们的相对差别不到4%。     

架空地线对同塔双回高压直流输电线路离子流场的影响

直流输电线路离子流场的计算中,针对外加电压、导线半径、线路高度等线路结构参数对地表电磁环境影响的讨论已很成熟,但针对架空地线半径、位置等因素影响作用的理论分析却并不多见。为此,基于Deutsch假设,编制程序计算了双极导线垂直排列试验线路地表合成场强,并与试验数据进行了比对,结果表明一致性很好。基于三沪二回典型输电线路结构,计算了极导线4种不同布置方式下的地表合成场强以及离子流密度,选出电磁环境较优的＂＋-/＋-＂布置方式用于讨论架空地线对地表电磁环境的影响。结果表明,对于不同的输电线路高度,地表电磁环境随架空地线位置变化趋势一致,且受位置变化影响极小。因此,在线路杆塔设计中,考虑防雷要求对地线位置进行调整时,无需考虑地线位置变化对线路下方电磁环境的影响。