特高压输电线路对调幅广播台站的无源干扰

特高压输电线路对调幅广播台站的无源干扰主要是由垂直杆塔引起的。文章通过实体建模,用矩量法计算了不同防护间距下与杆塔垂直的平面上特高压输电线路对调幅广播台站的无源干扰水平,以及无源干扰随广播台站工作频率的变化关系。计算结果表明,无源干扰随着防护间距的增大而衰减,在某一防护间距下,无源干扰随着频率的增大而衰减,并且无源干扰较大值都出现在低频段(5MHz以内)。因此如果从无源干扰的角度考虑,可以按照500 kV线路的要求来确定特高压输电线路对调幅广播台的防护间距,并留出适当的裕度。     

特高压输电线路无源干扰谐振特性及其影响因子研究

特高压输电线路对各类无线电台站的无源干扰存在着谐振的现象。IEEE仅给出了535~1705kHz范围内,输电线路无源干扰的谐振机理和谐振频率。为研究更高频率下的无源干扰谐振特性,采用特高压输电线路无源干扰线-面混合模型进行仿真分析,即铁塔采用面模型,地线采用线模型,整个模型由垂直极化平面波进行激励。基于矩量法,对线-面模型接点处的基函数及求解方法进行了介绍,并求解了0.5~50.5MHz范围内不同频率下的无源干扰水平。对有可能影响无源干扰谐振特性的因子,如地线、导线、铁塔数量及线路档距进行了研究。分析结果表明,线路档距是影响无源干扰谐振的决定性因子。     

特高压输电线路对高频信号无源干扰的近似求解

随着特高压(UHV)输电工程的建设,特高压输电线路对邻近无线电台站高频信号的无源干扰是目前迫切需要解决的问题。针对矩量法求解输电线路无源干扰存在的计算量过大,无法求解线路对高频信号无源干扰的缺点,基于输电线路无源干扰面模型,提出了采用一致性几何绕射理论(uniform geometrical theory of diffraction,UTD)求解输电线路对高频信号无源干扰的思想。根据一致性几何绕射理论中的边缘绕射和表面绕射模型,研究了铁塔角钢和导线面模型在高频入射线照射下的绕射场,并介绍了该绕射场的求解方法。结合具体的工程问题,对极高频信号的输电线路无源干扰问题进行了分析研究。经验证,采用UTD方法可以实现对输电线路高频信号无源干扰问题的求解,也可反映各种线路条件下无源干扰的变化趋势。     

短波频段内UHV输电线路对无线电台站的无源干扰

为了解特高压交流输电线路对无线电站的无源干扰的影响,利用基于线天线电磁场计算的矩量法程序NEC研究了入射电磁波在1000kV特高压交流输电线路、架空地线以及铁塔上产生的电磁散射对附近无线电台站的无源干扰问题。利用该方法计算分析不同类型的特高压输电线路的无源干扰水平,得到了特高压输电线路的避让距离;通过与特高压线路缩比模型试验的比较验证了所提出避让距离的有效性。考虑到1000kV交流特高压输电线路的其他因素可能产生的影响,从偏严和保护环境的角度出发,建议在短波频段内1000kV交流特高压输电线路对不同无线电台站无源影响的防护间距为:一级无线电台站2000m;二级无线电台站1000m;三级无线电台站500m。     

特高压输电线路无源干扰的广义谐振研究

IEEE基于场强研究,无法给出1.7 MHz以上频率输电线路无源干扰谐振机理。针对该问题,引入广义谐振理论,提出了一种基于电磁场能量平衡的干扰谐振频率预测构想,即将大尺度空间下特高压输电线路铁塔阵列及天线等效为广义封闭系统,从而基于复坡印廷定理,推导了电磁开放系统广义谐振因子的表达式,求解得到广义谐振因子虚部的零值点为无源干扰谐振频点。以IEEE研究用的算例进行验证,结果表明1.7 MHz频率以下,基于广义谐振理论的无源干扰谐振频率预测值和IEEE缩比模型实测值最大偏差不超过±0.169 MHz,可以应用于输电线路无源干扰的研究。     

中短波段输电线路无源干扰防护间距求解的关键问题

为更准确地计算输电线路对各类无线台站的无源干扰防护间距,对仿真模型、干扰极大值频率和防护间距计算方法进行研究。仿真模型采用垂直极化平面波进行激励,线路铁塔仿真为面模型,地线仿真为线模型,阐述了线-面模型接点处的基函数及求解方法。结合当前输电线路无源干扰谐振频率发生在整数倍波长回路谐振频率和λ/4谐振频率的观点,计算了垂直极化平面波激励下的输电线路感应电流和不同观测点处的无源干扰水平。结果表明平面波激励下的无源干扰最大值出现的频率符合1倍波长回路谐振频率,不符合λ/4谐振频率;当频率达短波频段后,整数倍波长回路谐振频率不再适用。提出了输电线路无源干扰防护间距的求解方法,以调幅广播收音台一级台为例,求解了特高压直流输电线路对其的防护间距。     

基于广义谐振理论的输电线路无源干扰谐振频率求解

IEEE标准难以完全预测中波频段输电线路的无源干扰谐振频率,同时现有方法计算量过大,为解决此问题,提出基于广义谐振理论的输电线路无源干扰谐振频率求解方法。首先,结合坡印廷定理,从电磁能量平衡的角度出发,将包含输电线路及无线电台站的封闭面等效为广义封闭系统;然后,根据复频率理论,推导输电线路与无线电台站所构成电磁系统的谐振频率与品质因数Q值之间的关系表达式;最后,对观测点的散射场强进行采样,采用模型参数估计的方法求解反映散射场强与频率映射关系的系统函数。以IEEE计算输电线路无源干扰的模型为算例,通过仿真计算验证所提方法可将无源干扰谐振频率预测范围扩展至3 MHz。此外,与矩量法相比,当采样点选择适当时,最大谐振频率偏差可控制在3%以内。     

中波频段输电线路无源干扰的谐振及地线感应电流特性

当前我国特高压输电线路无源干扰的谐振主要引用IEEE的研究结论,然而IEEE认为该结论仅适用1.7MHz以下频率。针对于输电铁塔与地线相连的情况,根据IEEE的研究成果,归纳出依据地线感应电流特性判定输电线路无源干扰谐振的产生条件。以IEEE研究模型为对象,采用线天线和垂直极化平面波进行激励,结合输电线路无源干扰线电场积分方程与矩量法,计算并分析了100k Hz~3MHz频率的地线感应电流及无源水平。研究结果验证了IEEE提出的1.7MHz以下频率感应电流为无源干扰决定性影响因子的结论,但"整数倍波长回路谐振频率"预测准确性有限。     

交流特高压输电线路对雷达台站的无源干扰研究

交流特高压输电线路对其附近的对空情报雷达站的电磁干扰影响,包括有源干扰和无源干扰。本文分析了两种干扰的计算方法,并建议了交流特高压输电线路对对空情报雷达站的防护距离。文中分别对交流特高压输电线路的有源干扰和无源干扰进行分析,计算了线路电晕导致的无线电干扰和特高压输电线路的塔、线对对空情报雷达的距离探测性能影响。综合阵地反射面影响、遮蔽影响和二次辐射回波干扰影响,并依据保护距离最终确定选择两者中较大的原则,提出了交流特高压输电线路与对空情报雷达站的无源干扰防护距离建议。     

特高压角钢铁塔无源干扰计算的三维面模型

为更准确地计算特高压输电线路对各类无线台站的无源干扰防护距离,提出建立单基角钢铁塔无源干扰三维面模型的方法。依据输电线路无源干扰的线、面电场积分方程,分析已有铁塔线模型的等效依据和高频段误差增大的原因。为保证铁塔感应电流的连续性,有效体现角钢的局部特征,提出基于三角面元的铁塔有(无)辅材的三维面模型。选择RWG(rao-wilton-gisson)基函数和伽略金检验,采用矩量法计算铁塔面模型无源干扰水平,并与线模型计算结果进行比较。结果表明,随着计算频率的增高,铁塔线模型与面模型的计算结果变化趋势相同,数值差异逐渐增大。如以0.1 dB为偏差允许值,建议在16.7 MHz以上频率采用更能模拟实际情况的特高压铁塔面模型。     

适用特高压跳闸事故的一次调频性能评价方法

针对目前一次调频性能评价方法不能准确描述所有一次调频过程的问题,提出特高压跳闸事故下的一次调频性能评价方法。通过对比正常情况下一次调频过程的统计结果,得出特高压跳闸事故下一次调频过程的特性。基于该特性构建新的性能评价指标体系,同时对原性能评价指标存在的问题进行补充完善。可对特高压跳闸事故后不同机组的一次调频动作过程进行精确的区分描述,并在河南电网环特高压重点电厂网源协调专项检查中得到应用,对一次调频的综合治理和特高压跳闸事故恢复提供数据参考和指导依据。     

高压输电线路先导发展绕击分析模型研究

雷电绕击是关系到特(超)高压输电线路安全稳定运行的关键问题之一。针对特(超)高压输电线路的特点,在总结前人研究结果的基础上,提出适用于特(超)高压线路的雷电上行先导起始判据,建立了基于先导发展法的绕击模型,并以日本特高压同塔双回线路的运行经验对模型进行了验证。基于该模型,对不同地形条件下、考虑线路运行电压的特高压直流线路的雷击问题进行研究,为改善线路的防雷性能提供帮助。     

输电线路对短波无线电测向台(站)的无源干扰

特高压输电线路的建设对无线电设施造成了无源干扰,其主要是由输电线路的金属部件在无线电波激励下产生感应电流,进而产生反射波引起。该反射波会影响无线电测向台的测向精度,引起示向度误差。为此,建立了铁塔–架空地线系统的电磁散射模型,采用矩量法与电路相结合的方法求解输电线路在无线电波激励下产生的感应电流和反射波,该方法计算结果与解析法计算结果、现场试验测量数据吻合性较好。     

UHV交流输电线路对调幅广播收音台防护间距

为研究特高压交流输电线路对调幅广播收音台的防护间距,通过特高压交流试验基地的实测数据,得到了特高压交流输电线路的无线电干扰水平,为有源干扰的计算提供了强有力的数据支持。利用NEC电磁计算软件,建立了特高压输电线路的实体模型,计算了无源干扰随频率、入射角度以及防护间距的变化规律,得到了特高压交流线路3种典型塔型的无源干扰水平。最后通过比较有源干扰和无源干扰影响,给出了特高压交流架空输电线路对调幅广播收音台的防护间距计算值。     

线路变压电抗器作为500kV及特高压线路并联电抗器的解决方案

超高压及特高压线路采用欠补偿方式来配置线路并联电抗器,结果系统在小方式下无功功率过剩,大方式下无功功率不足。文章提出采用线路变压电抗器方案解决并联电抗器的存在问题。线路变压电抗器是一个由变压器,低压电抗器及小电流电抗器组成的无功补偿系统,连接在超高压或特高压线路侧。该方案可以达到分级可控电抗器的效果,实现零补偿至过补偿的可控方式,并可以减少变电站站内低压电容器、电抗器补偿装置及主变压器低压第三绕组的数量。     

特高压输电线分相电流相位差动保护的研究

针对传统相位差动纵联保护反应各种故障的灵敏度不同的缺点以及特高压输电线路的分布电容较大等特点,提出了基于贝瑞隆模型实现特高压输电线路分相相位差动纵联保护的新原理。介绍了利用贝瑞隆模型计算输电线路故障的方法,推导了实现分相相位差动纵联保护的判据及闭锁角的整定原则,综合分析了各种故障状态下保护的动作情况,解决了各种故障下的故障判别以及特高压线路上的大电容电流影响等问题。提出了用于故障后1～2个周波的基于电流故障分量的分相相位差动保护新原理,大大提高了保护承受过渡电阻的能力和动作速度。用ATP和Matlab仿真证明了该原理的正确性和用于特高压输电线的优越性。     

适用于UPFC接入线路的主动注入式故障测距方法

针对统一潮流控制器(UPFC)接入线路场景下传统被动式故障测距方法的精度难以保障的问题,提出基于控制与保护协同思想的主动注入式UPFC接入线路故障测距方法。该方法在接入线路故障隔离后,充分利用基于模块化多电平换流器的统一潮流控制器的高度可控性,将串联侧模块化多电平换流器切换至附加控制模式,向接入线路主动注入特征电压,进而通过单端量的解微分方程算法实现故障测距。所提方法将UPFC作为信号源,向接入线路单侧注入电气信号构建故障测距方程,可解决被动式故障测距方法易受UPFC运行特性和过渡电阻影响的问题,提高故障测距的准确性和可靠性。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建UPFC接入线路模型,仿真结果验证了所提故障测距方法的可行性和有效性。     

基于改进RBFNN的1000kV特高压线损预测

针对特高压输电线线损与特征参数间关系复杂的特点,提出一种联合聚类优化算法(Canopy-K-means)和自适应二次变异差分进化(adaptive second mutation differential evolution,ASMDE)算法改进的径向基神经网络(radial basis function neural...     

基于回路平衡方程和励磁电感的特高压变压器保护

谐波制动原理的变压器差动保护受谐波影响大,动作时间过长,难以满足特高压变压器保护的需求,针对此问题,提出了基于T型等效电路的特高压变压器保护方案。建立变压器T型等效电路模型,该模型不受变压器运行状态的影响,其参数能够唯一确定,并提出基于变压器等值回路平衡方程判据和等效励磁电感判据的保护方案。使用Matlab仿真工具,依据中国第一条特高压输电线路的系统参数搭建了特高压输电模型,分别仿真了特高压变压器空载投入、区外故障、区内故障和正常运行的各种工况,验证了所提出的保护方案在特高压输电系统中运用的可行性。该保护方案不受励磁涌流的影响、动作速度快、灵敏度高。     

用于特快速暂态仿真的大型电力变压器线圈频域分段建模

针对超高压和特高压电力变压器特快速暂态仿真的需要以及以线匝为单元的多传输线模型难以用于完整绕组的建模、在单一模型中难以在近10MHz频率范围内确定频率依赖参数的问题,提出了一种频域分段建模的方法。在低于4MHz频率范围内采用新型的集总参数RLC电路模型,在高于4MHz频率范围内采用无损多传输线(multitransmission line,MTL)电路模型进行建模,在保证求解准确度的基础上,比单纯采用MTL模型有效降低了求解的复杂度,因而可用于具有大量线匝的绕组的建模。在分段模型中,频率依赖的损耗参数和电感参数可以分别考虑,避免了在单一模型中确定这些参数的困难;同时,在所关心的10MHz以下频率范围内以100kHz,4MHz为2个分界点,从低频到高频分别采用1,10和50kHz3种分辨率求解频域方程,既提高了低频段求解精度,又减少了高频段计算时间。理论分析和实例仿真表明该方法适用于大型电力变压器特快速暂态仿真。