变电站内工频电磁场三维数值仿真研究

高压变电站内外工频电磁环境的评估日益重要。将三维建模软件Solidworks同电磁场分析软件Ansoft相结合,实现了大模型、复杂电磁问题的三维数值分析。根据某110 kV变电站设计图,建立电气设备三维仿真模型,对变电站户外区域离地1.5 m高度处工频电磁场进行了仿真和分析。仿真结果表明,该110 kV变电站内、外工频电磁场数值均在标准限值以内。在工作走廊上,计算值同实测结果变化趋势一致;在电气设备不太密集的区域,工频电场计算值与实测值之间误差低于10%。文中所用方法给变电站电磁环境评估问题提供了一个良好的解决方案。     

特高压变电站的电磁环境及电晕控制措施

1000 kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程已投入商业运行,3个特高压变电站集成了大量高压和二次设备,电磁环境复杂。如果变电站电磁环境影响严重,就可能会影响附近无线电台站的工作及周围居民和变电站工作人员的工作和生活。基于此,对特高压交流试验示范工程2个变电站及1个开关站电磁环境作了实测。结果表明:3个特高压变电站围墙外的无线电干扰水平满足环保要求、围墙外可听噪声与500 kV变电站水平相当、工频电磁场水平比500 kV变电站水平略大。通过数值计算及试验研究,提出了变电站可采用合适尺寸的管母或软母线型式,合适的金具型式等方法降低特高压站内电晕放电引起的无线电干扰水平及可听噪声。     

1 000kV特高压单回交流输电线路电磁环境影响计算及分析

分析了1 000 kV特高压单回交流输电线路电磁环境问题,包括工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声等。结合现有的电磁环境评价限值,总结现行的电磁环境计算方法,以浙北-福州特高压线路为例,计算不同导线结构对应的电磁环境指标,推荐适合该特高压单回路交流线路的导线型式及分裂根数。对影响电磁环境的因素进行分析,得出不同影响因素对电磁环境影响的比较结果,其结果对今后的特高压单回路线路的设计具有指导作用。     

特高压交流变电站设备附近工频电场计算

为了系统研究特高压交流变电站电磁环境建模方法和预测计算,针对特高压交流变电站设备附近电场的复杂性,提出了基于边界元原理的线模型和面模型相结合的3维工频电场计算方法,建立了基于边界元法的导线仿真模型,并推导了线模型的计算公式。将线模型引入边界元法与面模型结合共同模拟结构复杂的电气设备,通过计算设备的表面电荷和导线的等效电荷得出设备周围的空间电场分布;分析计算了国内晋东南1000 kV特高压交流变电站高压并联电抗器附近离地1.5 m平面上的工频电场分布。计算结果表明,线模型大大提高了计算的效率。通过与现场测量数据的比较,证实了该算法的有效性。     

1000 kV级交流输电线路电磁环境的研究

基于总结国内外特高压输电线路电磁环境研究的结果,结合我国特高压输电线路初步设计的主要塔型和导线型号的电磁环境参数的计算分析,提出了1000kV级交流输电线路工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声等参数控制指标的建议,如工频电场限值为公众易接近地区或线路跨越公路处7kV/m、跨越农田10kV/m、邻近民房4kV/m,无线电干扰设计值55~58dB,可听噪声设计值控制<55dB。     

1000 kV交流输电线路电磁环境的研究

在总结了国内外特高压输电线路电磁环境研究结果的基础上，文章结合我国特高压输电线路初步设计的主要塔型和导线型号的电磁环境参数的计算分析，提出了1000kV级交流输变电工程电磁环境对于工频电场、工频磁场、无线电干扰、可听噪声等参数控制指标的建议，如公众容易接近地区、线路跨越公路处的场强限值为7kV／m，跨越农田的线路的场强限定为10kV／m，无线电干扰设计值为55-58dB，可听噪声设计标准控制在55dB以内等。     

典型110kV变电站站界电磁环境现状分析

通过分析对比4种不同布置方式典型110 kV变电站站界电磁环境检测数据,得出目前110 kV变电站周围的工频电场强度和磁感应强度均远小于国家推荐的标准限值,即工频电场强度4 kV/m和工频磁感应强度0.1 mT.此外,变电站的构筑物对变电站工频电场的屏蔽效果显著,这给未来城市变电站的规划设计提供了有益参考.     

云数据中心与变电站共站时的工频磁场防护策略

云数据中心(IDC)与高压变电站共站建设时,变电站的工频磁场会对共站址建设云数据中心的信息存储设备产生不良影响。为了确定云数据中心合理的工频磁场限值、确保云数据中心信息设备的电磁安全,比较分析了云数据中心工频磁场的测量结果、计算结果及公众全天工频磁场限值;并对根据工频磁场抗扰度严酷要求研制的用于云数据中心信息存储的服务器进行了工频磁场抗扰度测试。结果表明,当控制云数据中心与变电站强工频磁场源的距离10 m时,通信云数据中心的稳定持续工频磁场抗扰度和短时工频磁场抗扰度的磁场强度分别取100A/m和1 000 A/m;此外,通过改善信息存储设备耐受工频磁场的特性,可以取消云数据中心建筑物的工频磁场屏蔽措施,节省巨额屏蔽费用。所研制的服务器能够耐受与变电站共站的云数据中心可能出现的最为严酷的工频磁场环境。     

特高压变电站工频电场模拟计算及其分布规律

特高压变电站内设备种类繁多,且电磁环境较为复杂,因此在设计阶段需对站内工频电场强度进行合理评估。为此,运用有限元分析软件Ansys建立了3维变电站计算模型,并采用谐波分析方法实现了电准静态场的模拟计算。以淮南至上海特高压交流输电示范工程变电站带高抗出线回路新型4柱设计方案为例,研究了母线、设备及构架对回路对地1.5m处电场分布的影响,并对母线高度进行了优化。研究结果表明：带高抗出线回路（简称高抗回路）的大部分区域对地1.5m处的电场强度由母线高度决定,设备结构仅对自身附近区域的电场强度影响较大;构架位置会影响站内电场强度峰值的出现区域;设计方案的母线高度为17.15m,最大电场强度为9.34kV/m,经过优化的母线的最优高度为16.65m。对特高压交流示范工程长治站和荆门站分别进行工频电场模拟计算,计算结果表明：2座变电站的工频电场均满足电场强度设计要求;站内主要区域电场分布的计算结果和测量结果之间的误差约为10%。     

计及工频电压的特高压变电站雷电侵入波过电压分析

线路的工频电压越高对雷电侵入波过电压的影响就越大,我国现行的计算雷电侵入波过电压的规程都没有考虑线路的工频电压。为了研究计及工频电压的特高压变电站侵入波过电压,基于淮南1000kV特高压GIS变电站,采用电磁暂态计算程序PSCAD/EMTDC建模并研究了不同的工频电压对变电站雷电侵入波过电压的影响。结果显示,工频电压对雷电侵入波过电压的影响显著。因此,提出了3种考虑工频电压的计算方法:均匀分布法、正态分布法和比例法,由3种计算方法得到的统计过电压的值分别为2364、2459、2271kV。通过比较可知,比例法是一种较为合理的方法,推荐电力系统采用比例法设计特高压变电站的绝缘水平。     

基于电网协调发展的特高压变电站电气主接线设计原则

随着特高压电网建设的进行,特高压变电站电气主接线对电网可靠性的影响变得越来越重要,因此,如何充分考虑其与电网的协调发展成为特高压变电站设计的一个关键问题.文章从不同的电网结构(单链式、单环网、网格状),变电站在电网中的不同位置(源端、受端、枢纽),以及特高压变电站接入区域500 kV电网的方式(点对网、网对网),综合分...     

高压变电站工频电磁场屏蔽效能测试及分析

随着中国特高压电网的建设,对于特高压变电站内电磁环境的评估已经引起了相关部门的重视。为了保障工作人员的健康与安全,国内变电站工作人员在工作期间都穿有屏蔽服,减弱这种危害。为了评估高压变电站现有屏蔽措施的效能,根据国家的相关规范与标准,对500 kV变电站的电磁环境和目前的屏蔽措施进行了测试,分析了目前屏蔽措施的屏蔽效果,结果表明,目前变电站内的屏蔽服对工频电场的屏蔽效果较好,在测试模型的头部和胸部的屏蔽效能分别为39.4 dB和12 dB,但是对工频磁场的屏蔽效能较差,在相同的位置的屏蔽效能分别为0.09 dB和0.15 dB。建议在将来的特高压变电站屏蔽设计中,应改进对工频磁场的屏蔽。     

220kV变电站电磁环境实测分析

对佛山市区21座220 kV变电站的电磁环境进行了普查,归纳分析了典型结构的220 kV变电站工频电磁场水平。测量结果表明,220 kV变电站工频电磁场强度完全符合相关环保标准要求,站界电磁场强度距标准限值还有相当大裕度,不会对周边居民及站内长期工作人员的健康造成影响。     

重庆地区500kV变电站内工频电磁场分析

研究了重庆地区500 kV变电站内的工频电磁场分布及特点。针对重庆地区日益增多的500 kV高压变电站,研究了该类型变电站内工频电磁环境对职业暴露的影响,对重庆地区500 kV高压变电站内各区域和设备周围的工频电、磁场进行了细致测量并归纳总结了测量结果,对电磁场较强的重点区域进行了分析。根据测量得到的电磁场分布情况,从职业安全角度出发,提出了500 kV高压变电站内的安全生产应注意事项。在500 kV高压变电站的安全管理、新变电站的合理布局和设计、新设备的选型等方面提出了合理化建议,为电力企业实施绿色环保工程提供了科学依据。     

特高压电网无功电压控制策略迭代求解方法研究

传统的特高压电网无功电压调节多从抑制电压越限角度出发,缺乏对多方面信息综合考虑。文中提出了一种基于改进层次分析法的特高压电网无功电压优化控制方法,构建了特高压变电站电压安全、无功交换、电网损耗等三维度量化评价指标,综合考虑3个方面的优化目标,应用层次分析法计算得到特高压变电站无功电压调节需求综合权重,确定优化方向,通过迭代求解,得到电网全局优化策略。基于华北电网实际数据,仿真验证了该方法的有效性和合理性。     

国外特高压电网建设实践的启示

结合国外特高压电网的现状,分析了我国尽快建设特高压电网的必要性,介绍了国外解决过电压控制、二次潜供电流、工频电磁干扰和无功平衡等特高压技术问题的经验,可供我国正在开展的特高压工程的研究和建设参考。     

500kV变电站站内工频电磁场检测分析

结合目前电力行业工频电磁场的检测判定标准,对广东省2座500 kV变电站站内工频电磁场进行检测分析,得出站内存在工频电场和工频磁场的结论。从保护变电站运行人员和公众免受低频电磁场影响的角度出发,提出相应的防护建议及措施。     

特高压输电线路工频电场的仿真研究

针对特高压输电线路分裂导线等效半径较大的特点,在建立特高压输电线路分裂导线模型的基础之上,基于边界元法对单回平行排列、同塔双回、紧凑型及单回酒杯塔型4种不同的输电线路分裂导线表面及线下距地1 m处的工频电场进行了计算。结果表明,针对我国复杂的地理条件可以采用不同的导线分布模式,其中紧凑型输电方式不仅可以改善线路下电磁环境,而且还可大幅减少输电走廊的宽度。