基于可拓融合的±800 kV直流输电线路雷击干扰识别方法

±800 kV特高压直流(ultra high voltage direct current,UHVDC)输电线路在雷击故障或非雷击故障下,因有故障电流入地的集中参数通路,保护安装处观测到的电压波形在5 ms时窗内幅值骤降,出现过零点,且多次与零轴相交,其故障后的暂态分量与极电压值相关度较小,时窗内的电压均值也较小。在雷击未造成故障情况下,由于不存在故障电流入地集中参数通路,雷电引起的冲击响应相对于极电压值较小,电压波形在5 ms时窗内围绕各极直流电压轴线上下交替变化,并逐渐衰减至极电压轴线,其电压暂态分量与极电压轴线相关度较大,时窗内的电压均值接近于该极电压轴线值。将时窗前2 ms电压采样值直接进行相关度计算,后3 ms采样值直接进行电压均值归一化计算,将两特征进行可拓融合来实现雷击干扰识别,兼有故障选极功能。仿真结果表明该算法有效。     

±800kV直流特高压输电线路的设计

±800kV直流输电是国际上输电电压等级最高、技术最先进的直流输电方式。±800kV直流线路设计没有现成的经验可供参考。为满足工程建设需要,合理确定技术原则和建设标准,需要全面研究和分析与工程建设有关的主要设计原则。结合向家坝-上海直流输电工程,介绍了特高压直流线路设计的主要研究成果,包括气象条件、结构可靠度、导线选择、地线选择、绝缘子选型、绝缘子串及金具、绝缘配合、导线对地及交叉跨越距离、极导线排列方式和走廊宽度等。同时给出了大量±800kV特高压直流线路的基本设计条件、主要设计参数以及向家坝-上海直流线路的技术特点、单位km长度线路的杆塔质量、混凝土量等工程量指标。通过我国第1条输送功率达6400MW的特高压双极直流输电线路的设计实践,证明±800kV特高压直流线路技术上是可行的,经济上是合理的。     

±800kV云广特高压直流线路基础选型研究

本文根据±800kV云广特高压直流线路的地质地形,以及本工程的基础作用力情况探讨本工程的铁塔基础设计原则和选型研究。     

±800 kV特高压直流输电线路污秽绝缘设计及配置研究

对±800kV直流输电线路绝缘子串进行污秽绝缘设计时应该考虑现场污秽度(Sp)、现场等值附盐密度(Es)等因素校正,并提出采用污耐压方法进行污秽绝缘设计。根据瓷、玻璃绝缘子的污耐压曲线对±800kV直流输电线路"I"型绝缘子串进行了污秽外绝缘设计。结果表明,在轻污秽度等级下,采用210kN盘形悬式瓷绝缘子,按爬电距离等同原则换算需64片,按结构高度等同原则换算需67片。     

±800 kV直流输电线路导线选型

导线选型是±800kV特高压直流输电线路设计中的关键课题之一,对工程造价和安全运行有着十分重要的意义。从载流量、功率损耗、电磁环境等3个方面分析导线的电气特性;从过载能力、弧垂特性、荷载情况等方面比较导线的机械特性;运用全寿命周期计算法分析导线的经济性;推荐±800kV直流线路的导线型号,为今后工程提供借鉴。     

±800 kV特高压直流输电线路雷击暂态识别

特高压直流输电线路受到雷击未故障时,极线上电压行波围绕直流分量上下交替变化,与轴线电压相关度趋近于1。此特征可作为识别雷击干扰的判据。雷击故障时,雷电波中有大量高频分量,绝缘闪络后,迅速衰减;接地故障时,短路电压行波由附加电源产生,高频分量少。雷击故障最终呈现接地故障特征,经小波变换后,中低频分量与接地故障相近,故雷击故障高频能量与中低频能量比值较接地故障时大。据此特征可用来识别雷击故障和接地短路故障。利用云广±800 kV直流输电模型,采用5 ms时窗,进行了大量的EMTP暂态仿真,验证了该方法的有效性。     

高海拔±800kV直流输电工程无线电干扰测试分析

为了研究高海拔地区特高压直流输电工程的无线电干扰对环境影响情况,在楚雄换流站调试阶段直流不同功率情况下对楚雄换流站、直流输电线路和附近居民点的无线电干扰进行了测量。分析结果显示:随着直流功率的增加各测点的无线电干扰测试值随之增加,但测试值均低于55 dB(μV/m),满足行业标准DL/T 1088—2008和国家环保总局环境影响批复文件的要求。揭示选取的监测点在楚雄换流站调试阶段无线电干扰对环境的影响在国家规定范围内。     

污秽条件下±800kV直流输电线路电晕特性

±800 kV特高压直流输电线路起晕特性是影响其线路结构和建设费用的重要因素。起晕特性与导线表面状态相关,而直流电压下导线表面更容易积污,更严重影响输电线路的电晕特性。为了深入研究特高压直流输电线路污秽电晕问题,利用电晕笼研究了导线表面分别附有不同表面密度的模拟污秽和碳粉时的起晕特性并分析了污秽对±800 kV特高压直流输电线路电晕特性的影响。结果表明:当导线表面分别附有模拟污秽和碳粉时,在实际特高压直流输电线路表面场强附近,随污秽度的增加,电晕电流的增加趋势不同。起晕电压随污秽度的增加呈负指数下降,有饱和趋势,其中碳粉污秽对负极性电晕起始电压影响最大。根据实验结论和仿真研究,初步得出了±800 kV特高压直流输电线路导线电晕起始电压与表面污秽度之间的函数关系。     

±800kV特高压直流输电线路绝缘配合的差异化

在直流输电系统设计中,绝缘配合是直流线路设计的重要环节。为此对±800 kV输电线路的绝缘配合差异化进行了研究,给出了直流线路绝缘配合差异化技术的概念和方法,并分别就线路绝缘配置、导线对杆塔空气间隙距离和线路极间距离的差异化进行了研究。给出了不同污秽条件、不同海拔高度、不同绝缘子材质、不同绝缘子型号条件下,瓷绝缘子(I串、V串和耐张串)和复合绝缘子的差异化配置方案;确定了不同过电压倍数、不同海拔高度下导线对杆塔的空气间隙距离和最小极间距离;给出了不同污秽条件、不同海拔高度下的复合绝缘子串长和串长所需极间距离;确定了不同海拔高度、不同分裂间距、不同导线型号时,满足电磁环境限值要求所需的最小极间距离。研究结果可为±800 kV直流输电线路的差异化绝缘配合提供指导,对提高特高压直流输电线路的经济性和科学性具有重要意义。     

±800 kV特高压直流输电线路引流板发热带电处置方法

为了消除±800 kV宜宾—金华线0585号极I前侧4号子导线引流板温升异常缺陷,通过对线路带电作业进行安全性分析,制定了带电作业方案,采用软梯法进入强电场,圆满完成消缺作业,实现了我国特高压直流输电线路等电位带电作业零的突破。     

基于形态学的特高压直流输电线路雷击干扰识别

研究和识别输电线路雷击干扰的暂态特征对研制基于暂态量的保护及提高其可靠性具有十分重要的意义。数学形态学多尺度形态分解可以将复杂信号分解为具有物理意义的各部分,并且能凸显波形的局部特征。基于此,运用数学形态学对±800 kV特高压直流输电线路的雷击未故障、雷击故障和其他原因接地故障的暂态电流进行多尺度分解,提取高、低频段上的谱能量,并用这2个谱能量的比值构成主判据,实现雷击干扰与故障状态的识别。根据电流首波头的第2尺度和第6尺度分解波形的电流幅值最大值的比,进一步判别是雷击故障还是其他原因接地故障。通过大量的仿真验证了该方法是正确和有效的。     

基于小波分析的特高压直流输电线路双端电压暂态保护

分析云广直流输电线路和边界的频率特性,结果表明当故障发生点与保护安装点的距离大于一定值时,线路对某频率的高频信号衰减作用将大于本侧边界对该频率高频信号的衰减作用,据此提出用保护元件区分对端区内外故障的特高压直流线路暂态保护原理。分析和仿真试验表明该暂态保护原理能够保护线路的全长。通过比较两端检测到的故障暂态信号,判断故障位置更靠近整流侧还是逆变侧;对检测到的对端故障电压暂态信号进行多尺度小波变换,利用高频段小波能量与低频段小波能量不同构造区内外故障判据;根据故障后两极线上暂态电压之间的差异构造故障选极判据。仿真结果表明所提方法具有良好的反映过渡电阻的能力。     

对特高压直流线路绕击屏蔽的一种新观点

随着极线工作电压的提高,以单侧地线、极线及雷先导作为雷屏蔽研究模型已满足不了工程实际的需要。因此,以模拟电荷法为基础,将雷电先导、两侧地线、极线作为整体研究对象,考虑极线工作电压及极线分裂数,计算雷先导垂直下行过程中各导线表面场强变化,并运用Peek判据确定各导线对应的雷先导一级定位高度,合理解释特高压直流线路中存在的正极线绕击概率大的问题,提出了新的绕击屏蔽观点:特高压直流架空线路中仅负极线侧避雷线和正极线产生上行先导竞争拦截雷下行先导,正极线侧的避雷线屏蔽功能被削弱,未起到完全保护正极线的作用。     

自适应短数据窗抗电流互感器饱和线路差动保护算法

深入分析了超高压线路差动保护中电流互感器(TA)饱和时的2个重要特征:一是区外故障时TA的工作磁链需要一定的时间累积才能达到饱和点,故障发生初始时刻并不会马上饱和;二是TA在每个周期内由于工频交流分量的负向去磁作用,TA总是一段时间内工作在线性区,一段时间内工作在饱和区.在此基础上,提出了综合利用附加制动区判别法和短数据窗自适应差动保护算法,利用附加制动区来判别区内、区外故障,当区外故障时一旦工作点进入附加制动区,则自适应增大出口判别次数,利用短数据窗差动保护算法本身的线性区范围性能保证保护可靠不误动;当区内故障时,出口判别次数自适应减少,保证差动保护快速动作.动模数据验证结果表明所提出的方法是可行、有效的.     

云广特高压直流输电线路雷电屏蔽性能研究

为评估、计算输电线路雷电屏蔽性能即绕击性能,基于长空气间隙放电理论建立了特高压直流输电线路雷电屏蔽的先导发展模型,并用该模型计算了拟建立的云广±800 kV直流特高压输电线路雷电屏蔽性能。计算结果表明:随着地面倾角、保护角的增加,线路屏蔽失效率明显增加,特高压直流输电线路最好采用负保护角运行。     

特高压直流输电线路雷击上行先导竞机制(英文)

Research on the lightning shielding failure characteristics of UHVDC transmission lines is important for adequate transmission line protection and safe operation of a power grid.Focusing the competition characteristics of upward leaders in the lightning attachment process,this work provides technical reference for efficient evaluations of lightning shielding failures and reliable lightning protection designs of UHVDC transmission lines.The charge simulation method is employed to calculate electric field distributions.Based on the calculation and some data obtained by recent long-gap discharge and lightning observations,the effect of several upward leaders starting from UHVDC transmission lines on lightning attachment processes is studied by numerical simulation.The results show that the upward leader inception is delayed,the propagation velocity is smaller,and the propagation direction of the upward leader is changed with interaction among all upward leaders,which influences the selection of lightning striking point.Therefore,in order to improve the accuracy of calculating the lightning shielding failure rate of UHVDC transmission lines,the interaction characteristics of upward leaders should be taken into account.In addition,an analysis of the influence of operating voltage and the protection angle of UHVDC transmission lines based on competition mechanism of upward leaders is made.It is found that the existence of operating voltage mainly affects the ability of the conductor and the overhead ground wire at the same side to incept upward leaders,while the protection angle mainly affects the position of the "starting points" of upward leaders.The results indicate that positive polar conductors should be installed closer to hillsides and the negative protection angle of towers is suggested.     

考虑互感器传变特性的输电线路暂态保护雷击干扰与线路故障识别方法

当雷击线路或杆塔未导致故障时,线路上的行波响应仅包含雷电等效激励源造成的响应,不包含故障激励源引起的响应,而接地故障引起的行波响应包含故障等效电源接入传输系统的过程。本文以实测CVT与CT宽频传输特性为基础,建立CVT与CT传递模型,分析CVT二次侧输出包含的附加振荡对行波识别与标定的影响。以CVT与CT二次侧输出波形作为样本数据,利用瞬时功率对故障行波进行刻画,通过主成分分析聚类的方法,将故障与雷击干扰的瞬时功率曲线簇投影至主成分分析坐标系上。故障与雷击干扰的行波数据会在坐标系上形成各自的聚类点簇中心,利用支持向量机划分分类面,对故障与雷击干扰进行判别。大量数据测试表明,该雷击干扰识别方法对故障与雷击干扰的分类可行、有效。     

基于雷电定位数据的架空线路雷电参数统计新方法

为研究线路沿线雷击分布规律,查找线路雷击故障原因,确定线路易击段,采用一种雷电定位数据统计和分析的新方法--线路单档距分析法,将线路按照各档距划分为相应受雷范围的统计段.文章阐述了线路单档距法防雷评估的可行性,描述雷电参数统计模型,以广东惠州地区某典型线路为例,探讨应用各分段受雷范围内的雷电参数修正雷击跳闸率计算模型,分析结果表明本文方法可为比较、分析、评判线路沿线的雷击风险提供依据.     

超高压输电线路的雷击识别

提出一种利用三次B样条函数为小波基函数,对雷击后的线路三相暂态电流进行小波变换,求出初始波头的极性,根据初始波头的极性来识别绕击、反击的方法。通过大量的暂态仿真验证了该方法的可靠性。