交直流并行输电线路地面混合电场的计算及试验研究

针对交直流并行输电线路下方地面混合电场的特性,对交直流电场的相互影响作了分析,并对单根交流导线和单根直流导线形成的混合电场进行了试验研究。采用了基于Deutcsh假设的计算方法,对试验模型的地面混合电场进行了理论数值计算,试验结果与理论计算的结果相吻合,验证了该算法的有效性。最后,计算了实际的特高压交直流并行输电线路的地面混合电场,并与忽略交直流电场相互影响的计算结果进行对比,得出了交流线路的屏蔽效应将使地面直流离子流电场强度减小等结论。     

交流线路与+800 kV直流线路同走廊时的地面混合电场研究

交流线路与±800 kV直流线路共用走廊的情况将在我困出现,因此需要研究该种线路地面混合电场的计算方法,以满足工程设计和环境保护需要.在分析同走廊架设的交流线路与±800 kV直流线路相互影响的基础上,提出了一种计算该类线路地面混合电场的方法.通过对比使用该方法得到的计算结果与不考虑两种线路相互影响时的计算结果,得到如下结论:相对于忽略交直流线路的相互影响,当考虑其相互影响时,在同走廊交直流线路中心附近,地面混合电场的瞬时最大值横向分布有波动;两种计算方法得到的地面混合电场有效值分布曲线基本重合;在一个交流周期内,同走廊线路地面混合电场的最大值与单独±800 kV直流线路地面合成电场的最大值差别很小.     

同塔交直流输电线路混合电场研究

高压交流与高压直流输电线路同杆塔架设能够有效缓解输电走廊紧缺问题。同塔交直流线路产生的混合电场的复杂性及其预测的困难性,成为制约该种线路设计和发展的关键因素。考虑了交流导线电晕放电和直流导线电晕放电之间的相互影响,基于上流有限元法,提出了种交直流线路同塔架设时混合电场的时域计算方法,通过试验线段的实验验证了算法的有效性;对不同等级交流电压情况下地面电场和离子流密度进行了计算,计算结果表明,交流线路对直流合成电场有明显的"屏蔽作用",且交流电压越高,地面电场直流分量和离子流密度越小;同时对空间电荷的运动轨迹进行了模拟,得到了交流电场对直流离子流场的作用机制,交流导线对空间电荷的吸引是导致地面电场直流分量和离子流密度减小的重要原因。     

邻近交流线路时直流输电线路电晕损失的计算与分析

为了对与交流线路邻近的直流输电线路的电晕损失进行预测,提出了一种计算交直流混合输电线路走廊中直流输电线路电晕损失的数值计算方法。该方法采用有限元和有限体积法计算交直流输电线路产生的混合离子流场,通过在每一时间步上进行迭代求解导线表面的电荷密度,使其满足Kaptzov条件,进而获得导线电晕电流,实现电晕损失的计算。该方法采用隐式时间差分,可采用较大的时间步长,提高了计算速度。通过与多种结构交直流邻近线路模型的测量结果的对比,验证了算法的有效性。利用实验和仿真分析,获得了电晕损失随邻近距离、交流电压值的变化规律。最后,基于所提出的方法对与1 000 kV交流线路邻近的±800 kV直流线路的电晕损失进行了分析计算,得到了不同接近距离时的直流电晕损失值。     

输电线路分裂相导线表面最大场强的计算分析

输电线路导线表面最大场强是一个非常重要的参数,目前国内的计算几乎都是用近似公式。本文从保角变换的角度,使用比较精确的方法推导了分裂相导线表面最大场强的计算公式,在计算机上计算了线路参数对最大场强的影响,并给出了与现有近似公式比较的例子。     

特高压输电线路分裂导线表面电场特性分析

特高压输电线路能减小走廊面积,有效提高单位输电线路走廊宽度的输电容量,从而提高输电线路的经济效益。特高压输电线路常采用多分裂导线,导线表面电场强度的计算精确度直接影响导线的合理选型和布置。为此,以有限元法为理论基础,以COMSOL Multiphysics软件为仿真工具,以1000 kV特高压交流输电线路为研究对象,建立典型特高压交流输电线路的二维静电场仿真模型,研究分析分裂导线在水平排列、同塔双回、正三角对称、倒三角紧凑型对称布置方式下周围空间电场的分布,以及地面是否水平、是否有杆塔等因素对电场分布的影响。分析结果可以为特高压交流输电线路的设计提供一定的参考。     

特高压交直流并行输电线路混合电场分布

为了降低交直流并行线路混合电场在输电走廊附近民房及金属支架上产生的静电感应影响,在交直流线路并行区域民房平台上搭建平行于线路的屏蔽线,分别测量了平行线路方向的工频电场和直流合成场分布,分析了屏蔽线架设高度、根数等对线路混合电场的屏蔽效果。在并行区域地面搭建了葡萄架模型,测量了不同网架结构的感应电压分布。结果表明,架设屏蔽线能够有效改善导线下方空间混合电场且存在最佳屏蔽方式,葡萄架感应电压受架设方式和长度的影响较大,最大感应电压对人体无电击刺痛感。     

交直流同塔输电线路地面混合场强计算

给出了一种同塔的单回直流双回交流地面混合场强的计算方法,考虑了塔型、交流导线相序、直流导线正负极起晕差异对地面混合场强的影响因素,并分析了交、直流导线分别对地面场强的影响。结果表明:塔型对地面场强影响较大,交流导线采用倒三角型时计算结果最优;交流导线的相序会影响地面混合场强的大小,但不会影响其分布位置;交流导线和直流导线对地面混合场强大小均起重要作用,但作用范围不同;考虑正负极导线起晕场强差别时,负极性导线下方混合场强较正极性场强明显较大。     

同走廊高压交、直流输电线路混合电场分析

交、直流线路同走廊架设将会产生不同于单独交流或单独直流线路的电场效应问题。为有效预测这种线路的电场,基于上流有限元法和向后Euler方法,提出了一种交、直流混合电场的计算方法,可以在计算过程中考虑交流线路电压瞬时变化对直流导线电晕活动及空间电荷运动的影响。测量试验线段验证了该方法的有效性。对交、直流混合离子流场中离子的运动进行了模拟,并计算了不同交流电压等级、不同交、直流线路接近距离下的地面电场和离子流密度。结果表明:交、直流线路同走廊架设时,地面混合电场交流分量、直流分量和离子流密度均有所减小,并且接近距离越小、交流电压等级越高,混合电场直流分量和离子流密度越小;交流电场的扰动使直流线路下方空间电荷的分布向线路两侧更加分散,是导致直流分量和离子流密度减小的重要原因。     

高压交直流输电线路平行架设时的电场线轨迹

提出了一种电场线轨迹数值求解的一般方法,此方法可以有效地描述高压输电线路情况电场线的完整轨迹.采用该方法得到了极导线水平排列和垂直排列高压直流线路的电场线分布.分析了交流输电线路电压和交直流输电线路间距的变化对直流线路电场线轨迹影响,结果表明,交流线路工作电压越高,对直流线路电场线轨迹影响越大;交直流线路间距越小,对直流线路电场线轨迹影响越大.     

交直流导线平行架设时混合电场特性分析

高压交直流输电线路同走廊架设可以提高输电走廊利用率,但是线路电晕放电会产生混合电场问题。本文搭建平行架设的单极直流导线和单相交流导线实验平台,测量导线不同布置方式下的地面混合电场。在验证混合有限元-有限体积法的有效性基础上,对地面混合电场进行计算。通过实验和计算,获得交流导线电压、导线高度、邻近距离对地面混合电场特性的影响规律。本文的研究结果可为交直流同走廊架设的输电线路设计提供参考。     

架空输电线路下工频电场屏蔽优化研究

架空输电线路下方常常因为临近或跨越民房,导致局部区域电场较大而引起投诉。为解决此环保纠纷,在线下采用屏蔽措施不失为一种行之有效的解决办法。依据国家环保标准,通过研发的高压输电线工频电场屏蔽分析系统,对在高压架空输电线下架设的屏蔽线的架设高度、水平位置、屏蔽线根数、组合方式、间距大小等诸多因素进行分析研究,找到了屏蔽线的优化设置参数。其结果可在降低工程造价下实现有效的降低敏感点电场强度,保证电网的安全环保及促进电力企业与社会的和谐发展将起到一定的指导作用。     

同塔双回输电线下空间工频电场的理论计算

给出220kV同塔双回输电线下空间工额电场强度分布计算的理论模型和结果分析，为解决类似问题提供一个范例。     

特高压输电线分裂导线表面电场及起晕分析

输电导线起晕的重要判别条件是导线表面电场强度是否达到临界值。为研究分裂导线表面电晕分布情况,根据单相八分裂导线起晕电压试验值,先运用模拟电荷法计算了1 000 kV特高压八分裂子导线表面每个匹配点的电场强度值,然后与用经验公式计算出的临界场强对比,找出子导线表面的电晕分布区域,并计算出了该域内的起晕点个数、起晕角度、占导线表面比等数据以及子导线半径、导线高度对起晕分布的影响。分析计算表明:每根子导线在表面有限范围内起晕,且占整个导线表面积的30%～40%;对地高度越高子导线表面起晕范围越大,子导线半径对起晕范围也有一定影响。通过研究工作,期望对分析导线的电晕损耗等问题提供有力的帮助。     

相序排列对330 kV同塔双回线路工频电场抑制作用的研究

对330 kv禹渭线同塔双回异相序排列段线下工频电场分布进行了实测,利用实测结果对预测模型进行了校核,验证了预测模型的准确性;并预测了导线同相序、异相序和逆相序布置情况下的工频电场强度,计算了异相序、逆相序和同相序等情况下线下所有区域工频电场强度低于4 kV/m的最低线高,对采用异相序排列取得的电场抑制效果进行了分析.     

共走廊交直流输电线路的地面电场分布研究

提出了一种基于电晕理论来计算共走廊线路地面电场分布的方法,详细分析了±800kV直流输电线路与500kV交流线路共走廊时的地面电场分布规律,研究了线路接近距离、导线高度和杆塔结构等对混合电场最大值的影响,讨论了混合电场限值和线路间的最小接近距离.研究表明:线路接近距离和直流线路高度对混合电场分布影响较大,而杆塔结构和交流线路高度影响较小;地面电场最大值随着接近距离的增大,呈现先增大后减小的趋势;±800kV直流输电线路与500kV交流线路共走廊时的最小接近距离在70m～85m.     

高压交直流混合输电系统换相失败的研究

研究了高压交直流混合输电系统换相失败的机理及其对南方电网的影响,并提出一些避免换相失败的措施,为今后高压电网的安全稳定运行提供理论依据。