±800kV特高压直流输电线路带电更换V型绝缘子串进出电场方式研究

±800 k V特高压直流输电线路一旦投入运行,则很难停电检修。为保证±800 k V特高压直流输电线路带电更换V型绝缘子串作业人员的安全,基于特高压直流输电线路及相应工具的实际参数,分别建立了采用软梯法和吊篮法进出电场的带电作业仿真模型。在不同的等电位作业人员与导线距离下,利用有限元法计算了不同进出电场方式的作业人员体表场强,从不同路径上作业人员体表场强大小这一角度,通过分析对比确定了基于吊篮法的进出电场方式;同时利用有限元法计算了等电位位置处作业人员体表场强,提出了带电作业人员的安全防护措施。现场应用表明:通过采用提出的进出电场方式圆满完成了带电更换特高压直流输电线路V型绝缘子串作业,可为后续特高压带电作业进出电场方式的选取提供参考。     

±800 kV直流输电线路正极性侧带电作业电位转移放电特性研究

为明确±800 kV直流输电线路带电作业电位转移放电特性,考虑强电场作用下粒子产生、运动和消散过程,构建了基于流体力学理论的电位转移流注放电模型,计算并分析了放电过程中的电场强度、流注发展速度和电流密度随时间的变化规律,以及不同转移距离下的放电电流。结果表明:在电位转移放电过程中,随着放电时间的增加,流注头部电场强度减小、流注发展速度加快、电流密度增大;电位转移棒与导线间的放电电流随着电位转移距离的减小而增大;确定了±800 kV输电线路在正极性导线侧带电作业时最佳电位转移距离为0. 45 m左右。     

±800kV直流线路避雷器关键技术参数设计及防雷效果分析

为提高特高压直流输电线路的防雷保护水平,借鉴了±500 k V直流线路避雷器的设计经验,并结合实际线路运行情况,设计计算了±800 k V直流线路避雷器关键技术参数。最后,通过仿真计算分析,从理论上考察了所设计的线路避雷器对特高压输电线路的防护效果及吸收能量情况。依据研究结果,提出了特高压直流线路避雷器额定电压为为960 k V,避雷器雷电冲击50%电压取值2 900 k V,标称放电电流为30 k A,外串间隙距离最大为2.0 m。仿真结果表明,所设计的避雷器能够显著提高杆塔反击和绕击耐雷水平,可靠保护该基杆塔,雷击极端情况下其通流容量为3.645 MJ,避雷器通过最大雷电流为72.3 k A。     

线路避雷器阻性泄漏电流在线监测中的相间干扰分析研究

氧化锌避雷器(MOA)阻性泄漏电流在线监测过程中会受到相间干扰的影响而难以判断避雷器的真实运行状态。以110 k V和220 k V输电线路避雷器为例,通过试验和有限元建模分析,计算出单相避雷器和三相避雷器的电阻片本体电容、电阻及部分电容参数,通过分析110 k V和220 k V线路避雷器的电位分布云图,验证了本文所建模型的有效性。依据所建立的阻容网络模型,仿真计算出单相避雷器和三相避雷器的阻性泄漏电流和相角差,通过对比单相避雷器和三相避雷器的仿真结果,计算出线路避雷器在线监测中应补偿的角度,有效消除了线路避雷器在线监测过程中的相间干扰。     

±500kV直流输电线路自然积污规律分析研究

为研究高压直流输电线路积污特性,准确设计线路绝缘配置,通过对兴安±500 k V直流输电线路沿线具有代表性、典型性的运行绝缘子串开展人工污秽度取样与测量,对绝缘子自然积污特性及污秽化学成分的来源开展研究。结果表明:±500 k V直流输电线路绝缘子串积污情况受大气环境的影响,影响的大小随着离污染源距离的变化而变化;不同污染源生成的污染物不同,对绝缘子表面积污情况的影响也不同;各因素中,材质对积污的影响最大,其次是污染源,最后是直流极性的影响;而同一环境下,直流线路直流极类型对绝缘子污秽度基本没有影响。文章同时分析了±500 k V直流输电线路污秽物阴阳离子成分,研究成果可指导运行部门优化架空输电线路的外绝缘配置、制定运行维护策略。     

高海拔地区±800 kV耐张塔附近等电位进入方法

耐张塔是高海拔地区最为复杂的塔型，其附近电场计算较为困难，给基于电场分析的带电作业进入路径的选取带来较高难度。笔者选取耐张塔作为研究对象，首先仿真分析了作业区域内人体体表电场强度，接着以所受平均最大场强最小以及进入路径最短作为双重优化目标，进行基于遗传算法多目标优化，得到进入路径最优解。然后对该路径下的电位转移电流进行仿真计算，基于结果对安全防护提出要求。考虑到目标作业导线离横担距离小于塔身的这一工况，提出了一种变绳长的等电位进入方法，该法具有作业人员平均体表场强最小，安全性更好的优点。最后开展现场实测，验证了上述理论分析的正确性。     

基于先导法的同塔混压输电线路绕击耐雷性能

为准确评估500 k V/220 k V同塔混压四回输电线路的耐雷性能,,采用先导法研究了500 k V/220 k V同塔混压输电线路的绕击耐雷性能。以SZ600直线塔为例,计算了输电线路的绕击跳闸率,分析了杆塔高度、保护角和地面倾角等因素对该线路绕击耐雷性能的影响。仿真结果表明:雷电绕击主要发生在500 k V线路最上方的导线上;杆塔高度增加、地面倾角增大,线路的绕击跳闸率均会增大;随着保护角的减小,500 k V双回路的绕击跳闸率明显减小,220 k V双回路的绕击跳闸率变化不大;发生绕击的最大雷电流幅值随着侧面距离的增大而增大,在某一侧面距离下,只有一定范围内的雷电流幅值能够绕击导线。对线路绕击耐雷性能的改进提出一些建议,为同塔四回线路的设计和架设提供参考。     

35kV线路耐雷水平影响因素仿真研究

开展输电线路耐雷水平影响因素的研究是科学的输电线路防雷设计的基础。由于我国规程规定,35 k V的配电网是不需要全线架设避雷线的,这对农网35 k V配网的线路防雷工作带来了非常大的困难。选择雷击事故较为严重的35 k V某线作为研究对象,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。利用所建立的仿真模型,针对接地电阻、绝缘子片数、有无避雷线、杆塔呼称高度、线路档距等因素进行了仿真,分析了其对35 k V输电线路耐雷水平的影响。同时,分析研究了加装线路型避雷器以及避雷器多种不同布置方式下,对输电线路绕击和反击线路耐雷水平的影响,为工程实际中35 k V线路的综合性防雷提供理论依据。     

500kV同塔双回线路塔停电侧作业人员安全防护的探讨

随着500kV同塔双回输电线路的不断增多,保证停电侧作业人员的安全是保证作业顺利实施的关键。通过对强电场对人体的影响,人体体表场强规律及影响因素等几个方面进行分析,提出500kV同塔双回线路塔停电侧作业人员安全防护的解决办法。     

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。     

220kV线路雷击闪络限制器对复合绝缘子电场分布的影响研究

根据220 kV同塔双回输电线路线路实际结构,考虑铁塔、分裂导线、均压环、Zn O电阻片的介电性和导电性等因素的影响,采用时谐电场三维有限元计算方法,以对比的方式研究了220 kV架空输电线路雷击闪络限制器对复合绝缘子串、均压环电位及电场强度分布的影响;研究结果表明,闪络限制器提高了电位及电场强度沿复合绝缘子分布的均匀性,降低了复合绝缘子电场强度最大值;限制器使上均压环表面场强略有增加,使下均压环表面电场强度略有减小,但电场强度最大值远低于限制值。     

输电线路工作电压对线路绕击概率的影响研究

绕击是造成输电线路故障的主要原因之一,输电线路的绕击率受地形、塔形、落雷密度和线路工作电压等多种因素影响,其中关于线路工作电压对输电线路绕击概率的影响,国内外学者并未得到统一结论。为探究输电线路工作电压对输电线路绕击概率的影响机理,在已有学者展开的缩比放电试验的基础上,采用电磁场仿真软件对已有的试验模型进行静电场仿真,并结合其试验结果及现象对输电线路工作电压对线路绕击概率的影响进行分析。仿真结果表明:当雷电先导为负极性时,输电线路上正极性工作电压的存在显著地增加输电导线上的电场强度,在雷电先导电压的升高过程中,甚至会出现导线上电场强度大于避雷线上电场强度的阶段。当考虑导线的工作电压时,在高压电极电压升高的前期过程中,导线表面的电场强度大于避雷线表面的电场强度,这使得导线表面更易于起始迎面流注,从而使避雷线屏蔽效果减弱,线路绕击概率增加。     

雷电流建模方法及其对架空线路耐雷性能分析影响的研究

雷电流参数是输电线路雷电过电压分析和雷电防护分析的基础。总结了雷电流波形实测参数和雷电流模型,分别从波形和频谱两个方面对典型的雷电流模型进行了对比研究。利用PSCAD建立±800 k V特高压直流线路模型,采用不同的雷电流模型计算了线路的反击和绕击耐雷水平,结果表明:Heidler波和Concave波波头呈凹形,Concave波波头较Heidler波、双指数波和斜角波与实测雷电流波头最为接近。各雷电流模型的频谱都主要集中在0~100 k Hz以内,能量主要集中在0~50 k Hz以内,各雷电流模型频谱的区别主要在0~10 k Hz。雷电流波形对反击耐雷水平影响较大,对绕击耐雷水平影响较小。雷电流建模方法相同时,反击耐雷水平与雷电流波头斜率成反比。雷电流波形参数的实测结果分布范围较大,在输电线路防雷分析时,需要根据线路实际情况,测量和选取雷电流波形参数。     

一起典型的800kV直流线路雷击故障跳闸分析

特高压直流输电线路雷击故障跳闸所占总跳闸数的比列已越来越高,对供电的可靠性造成了一定威胁。因此,针对一起典型的800 k V直流线路雷击跳闸事件,通过雷达定位系统与故障巡查处理并进行了详细分析,得出雷电绕击是本次故障事件的主要根源。最后,提出并分析了特高压输电线路雷击的主要防范措施。     

特高压直流同塔混压输电线路反击耐雷性能计算方法研究

绝缘子串的绝缘闪络判据是线路耐雷水平计算中的关键因素,本文基于EMTPATP软件,提出了模拟绝缘子闪络过程的先导发展反击闪络模型,通过算例进行了分析验证,研究了3种闪络模型对特高压直流同塔混压输电线路反击耐雷水平的影响,比较了3种方法的特点。在以相交法作为绝缘闪络判据时,选取两种典型的800 k V伏秒特性曲线进行耐雷水平计算,计算结果一致。通过对线路架设参数变化进行了仿真分析,并提出了相应的防雷建议。研究结果表明:500 k V线路是特高压直流同塔混压双回线路的反击薄弱所在,需进行重点防护;与相交法相比,特高压直流同塔混压线路反击耐雷水平研究推荐采用先导发展法模拟绝缘子闪络。     

特高压直流输电线路用玻璃绝缘子 运行性能研究

面对我国能源分布不均、发电能源与用电负荷分布不平衡的现状,远距离、大规模输电成为有效解决这一问题的主要方案,其中特高压直流输电更是因其具备输电容量大、输送距离远、节约输电走廊的特点而成为首选,由我国自主设计研发投入使用的世界上第一条±800 k V楚穗直流输电工程,自投运以来一直未开展相关抽检研究工作,且无国内外相关运行经验可以参考借鉴,其较高的输电地位决定了其安全稳定运行的重要性,本文对取自楚穗直流输电线路的共计48片玻璃绝缘子开展了电气性能测试、材料性能测试、机械强度测试、金属附件测试等一系列机电特性测试试验,对楚穗直流输电线路挂网运行的玻璃绝缘子的运行性能进行分析,同时为后续特高压直流输电线路绝缘子运行维护及选型提供借鉴。     

某750 kV输电线路杆塔基础加固设计

对某750 k V输电线路上渭河主河床内的26号杆塔基础加固方案进行了分析比较,考虑工程现状、地形地质条件等因素,对围堰围挡方案、灌注桩方案及钢板桩方案从布置、施工难度、水力学条件、工程量、施工工期、工程造价六个方面进行了分析,最终选择采用钢板桩加固方案,为某750 k V输电线路正常运行提供了保障。     

非竖直落雷对输电线路雷电屏蔽性能的影响研究

雷击是造成输电线路故障的主要原因之一,为研究非竖直落雷对超高压输电线路雷电屏蔽性能的影响,采用1:40的500 k V典型ZB6T杆塔缩比模型进行雷击模拟试验,试验结果表明:绕击概率随高压电极入射角增加而增大;静电场仿真结果表明:电极入射角的增加改变了避雷线和导线处的电场强度以及高压电极头部周围的空间电场分布:随着电极入射角的增加,避雷线处电场强度比导线处的电场强度衰减更快,这使避雷线相对于输电导线上容易产生迎面流注的优势减弱,且电极入射角增加时,高压电极头部电场较强的区域也逐渐偏离避雷线,这改变了起始于高压电极处的流注发展方向,进而使避雷线屏蔽效果减弱,线路绕击概率增加。     

330kV线路避雷器技术条件的研究

根据具体的线路杆塔结构 ,采用线路金属氧化物避雷器对 3 3 0 k V线路的耐雷水平进行了计算分析 ;具体比较了安装线路避雷器和未安装避雷器时雷击塔顶及雷击相线的耐雷水平 ;分析了雷电流的波形、接地电阻、档距、避雷器技术条件对输电线路耐电水平的影响     

输电线路杆塔与接地装置的雷击暂态响应建模分析

为准确分析输电杆塔的雷击暂态响应,以及雷电波在杆塔、线路中的折反射波过程,建立整体的分析模型显得尤为重要。针对典型110 k V输电线路,搭建了输电线路、输电杆塔以及接地装置的一体化暂态分析模型,将输电杆塔进行分块建模,建立其多波阻抗模型;考虑典型接地装置的电感效应与火花效应,建立其暂态电路分析模型;考虑绝缘子、输电线路、避雷线的影响,最终结合EMTP软件进行雷击暂态响应分析。结果表明考虑电感效应以及火花效应后的电路模型,可模拟接地装置的冲击特性;输电杆塔横担电位峰值随高度的降低而减小;杆塔与接地装置的阻抗不匹配、避雷线与杆塔的阻抗不匹配,导致横担、塔顶电位带有较大程度的振荡;雷电波的反射时长与输电线路跨距相关。