基于两相电源的高压直流输电线路分布参数计算方法及直流工程的应用研究

为解决高压直流输电线路单位长度分布参数的测量问题,建立了双极直流线路的分布参数模型,在线路末端分别处于对地开路和短路接地的边界条件下采用两相电源系统测量线路阻抗参数,在此基础上推导了高压直流输电线路单位长度分布参数计算的新方法.在等效直流输电线路1 000km的实验模型上对比分析了不同干扰信号下测量结果的最大误差为1.89％,验证了方法测量精度的有效性;通过普洱至广东特高压直流输电线路及接地极线路、牛寨至广东同塔双回直流线路现场参数测试结果表明:耦合参数小于导线自参数,零序电阻、零序电感分别大于正序电阻、正序电感,但零序电容小于正序电容.线路实验模型和工程实践应用验证了基于两相电源的高压直流输电线路分布参数计算方法的正确性和有效性.     

单回及同塔双回交流输电线路参数测量理论

为获取单回或同塔双回交流输电线路的对地电容、双回线路各相之间的耦合电感和耦合电容等测量数据,文中建立了全新的单导线大地返回电路的分布参数模型及其测量方法;提出了三相对称参数的单回交流线路电报方程解耦成零序和正序分量的方法。此外,双回三相线路之间的耦合参数可以通过两相系统的序分解进行解耦。基于上述分析,通过同塔双回线路在3种组合方式(单回线路三相正序电路、双回线路组成的两相正序电路、双回线路组成的零序电路)下的开路阻抗和短路阻抗测量结果,应用本文的理论模型可以精确地求解出各分布参数。该文构建了单回线路和同塔双回交流输电线路分布参数的理论基础。     

同塔四回交流输电线路零序参数的解耦测量

提出了一种简易、准确地测量同塔四回交流输电线路零序参数的方法。将四回线路以两两组合的方式,组成四组两相系统;通过对两相系统的正序和零序开路阻抗和短路阻抗进行测量,分别计算各组合下的分布阻抗和分布导纳,进而精确地计算出各回线路之间的零序耦合电感和耦合电容,以及线路电阻、零序自电感和自电容。     

直流运行方式改变导致热备用状态线路跳闸原因分析

葛南直流与林枫直流输电工程为世界上首个同塔共用接地极的双回直流输电工程。同塔架设的直流线路间存在电磁耦合,各极导线间的耦合关系不会给直流系统稳态运行带来严重影响,但实际的运行经验证明,在一些特殊工况下,两者确实存在一定的影响。分析林枫直流输电线路解锁导致处于热备用状态的葛南直流输电线路跳闸的原因,南桥站极线路电流的产生和枫泾站运行方式转换相关,南桥站内一次设备均正常,葛南直流南桥换流站相关保护正确动作是由于受到枫泾换流站感应电流的影响。建议在葛南直流、林枫直流站内直流系统运行方式发生直流解锁、直流闭锁、直流线路再启动、金属/大地转换、单极/双极互转等方式时,提前告知彼此,准备好预案,避免事故发生;国内存在同样同塔双回线路的直流输电工程在今后的运行管理时要注意到该现象。     

同塔双回直流输电工程同址换流站交流滤波器设计关键问题研究

同塔双回、换流站同址的直流输电工程具有同塔双回直流独立运行、换流站同址合建、共用交流场的特点,其灵活、多样的运行方式对滤波器设计提出更高的要求。本文按照滤波器设计的流程详细分析了同塔双回、换流站同址时影响滤波器设计的关键问题,分别针对直流运行方式、双回直流谐波电流计算、谐波阻抗分区、滤波器选型和参数选择、滤波器策略进行分析并提出相应的解决方案。算例计算结果表明,本文提出的解决方案,可以用于同塔双回、换流站同址的直流输电工程交流滤波器设计。     

同塔架设直流线路的相互影响研究

林枫直流与葛南直流是世界上首个同塔双回直流输电工程,同塔架设的直流线路间存在电磁耦合,但各极导线间的耦合关系不会给直流系统稳态运行带来严重影响,只有当直流线路发生接地故障等情况下,故障产生的暂态分量会因电磁耦合的关系及线路参数不平衡等原因影响到其他正常运行的极导线。为此,首先对林枫直流系统调试时直流线路故障和丢失脉冲试验对同塔架设直流的影响进行了分析;其次,利用EMTDC建立同塔双回直流输电研究模型,在重现直流线路故障和丢失脉冲试验的基础上,深入分析了林枫直流一极线路故障导致健全极发生换相失败和林枫直流丢失脉冲故障导致葛南直流发生换相失败的原因。     

基于电位系数矩阵的同塔双回直流输电线路故障选线方法

围绕同塔双回直流输电线路的故障分析与故障选线方法,基于麦克斯韦静电耦合理论,根据线路与杆塔的详细参数,考虑架空地线分段接地的特点及近端故障时滤波电容的影响,推算同塔双回直流输电线路的电位系统矩阵,并通过相模变换将线间静电不平衡耦合转换为线路各模量的电压变化量。进一步考虑地模与线模电压行波的传播特性差异,通过定义模电压变化比率以消除过渡电阻的影响,从而提出一种同塔双回直流输电线路的定量故障分析方法。基于所述故障分析方法,根据不同故障的边界条件进行特征分析,提出故障选线判据和定值整定方法。利用PSCAD/EMTDC构建同塔双回直流输电系统模型,通过全面的故障仿真分析,验证了所述方法的正确性,结果表明该故障选线方法不受过渡电阻的影响,能准确、灵敏地判定各种复杂故障类型。     

基于单回线路信息的同塔双回高压直流线路故障选线方法

同塔双回高压直流线路间存在复杂的故障电磁耦合关系,大大增加了各回高压直流线路故障选线的难度。为此,基于同塔双回高压直流线路故障行波的相模变换,分析了基于现有单回线路模量行波计算方法所得到的同塔双回高压直流线路故障回和非故障回的模量行波特点;利用故障回和非故障回地模波和线模波的积分比值以及地模波的极性的差异,提出了1种基于单回线路信息的同塔双回高压直流线路故障选线方法。基于PSCAD/EMTDC的溪洛渡—广东±500 k V同塔双回高压直流输电系统的仿真结果表明,该方法能在行波到达后1 ms时间内快速、可靠地识别出故障极线,且所需采样频率为与实际工程相符的10 k Hz,具有工程实用性。     

同塔双回直流输电线路的感应电压仿真研究

随着对输电能力需求的扩大,同塔双回输电技术不仅在交流输电领域应用广泛,而且在直流输电领域也逐渐得到了应用。针对同塔双回直流输电线路之间电磁耦合带来的感应电压问题,采用雷电流仿真模型、杆塔多波阻抗模型和绝缘子先导闪络模型。并建立雷电绕击故障计算模型和接地故障计算模型,对不同运行电压、导线排列方式、土壤电阻率以及排列间距等对同塔双回直流输电线路感应电压的影响进行分析,以溪洛渡直流工程为参考．研究在不同运行方式、输送功率以及加装线路避雷器情况下,同塔双回线路间的电磁耦合特性。在对溪洛渡工程实例采用ATP—EMTP进行仿真的基础上,分别对雷电绕击和接地故障2种情形下的感应电压进行计算。比较并得出了影响线路间感应电压的主要因素。     

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。