电压变化对两回交叉跨越直流线路地面合成电场影响的试验研究

随着中国直流输电技术的发展,高压、特高压直流线路交叉跨越的情况已频繁出现,对电磁环境的预测和控制技术提出新的挑战.为获得两回交叉跨越直流线路地面合成电场的分布特性和影响因素,亟需开展交叉跨越直流线路地面合成电场的试验研究.该文搭建4分裂导线的户外交叉跨越直流试验线段,采用阵列式布置的地面合成电场测试方式,开展导线电压变...     

高压直流输电合成电场计算及仿真研究

为了保证高压直流输电的安全运行,研究高压直流输电下的合成电场的计算方法很有必要。针对高压直流输电合成场强,基于Deutsch假设的计算方法,利用Matlab设计了程序,仿真了超高直流输电线路下合成电场分布,并分析了高压直流输电线路参数对直流输电线路合成电场分布的影响。     

基于Deutsch假设法和有限元法的高压直流线路地面合成电场对比分析

高压直流线路在我国实际工程中得到广泛应用,基于Deutsch假设的方法和有限元法常用来计算其地面合成电场.为此,对比分析了2种计算方法的区别及可能造成计算误差的原因,讨论了采取不同的方法计算同一水平排列或垂直排列高压直流线路地面合成电场时带来的计算结果差异.结果表明:对于水平排列直流线路,采用基于Deutsch假设的方法得到的地面合成电场最大值与等效导线有限元法的相对差别不到4％,而与分裂导线有限元法的相对差别通常在10％以上;对于垂直排列直流线路,采用基于Deutsch假设的方法得到的地面合成电场最大值与等效导线有限元法的相对差别在5％～15％之间,而与分裂导线有限元法的相对差别通常在30％以上.     

±500kV直流架空线路地面合成场实测与计算

采用现场实测和仿真计算相结合的方法,研究±500 kV直流架空线路地面合成电场及离子流密度的分布规律,并讨论相关参数的设定问题,验证基于Deutsch假设的解析计算法的工程实用性,为特/超高压直流输电线路的初步设计、环境影响评价、竣工环保验收等环节提供技术支持。     

直流输电线下存在建筑物时合成电场计算的有限元方法

随着中国直流输电工程的快速建设,经济发达地区输电走廊日益紧张,直流输电线路附近存在建筑物时的合成电场问题日益受到关注.对上流有限元法进行改进,使导体表面电场强度计算精度比单元电场插值方法的计算精度提高了近2个数量级,对计算过程中导线表面场强满足起晕场强约束具有重要意义.同时,对迭代过程中的节点电荷更新策.略进行改进,使算法更易于实现.依托中国电力科学研究院的实验平台,对线下存在建筑物时的实际境况进行模拟实验,测量结果验证了计算方法的有效性.最后,对线下存在建筑物时的合成电场分布特点进行分析.     

并行双回特高压直流输电线路地面合成场强计算与试验研究

文中采用Deutsch假设和现场实测相结合的方法,分析了特高压、并行双回特高压直流输电线路下地面合成场强的分布特性。结果表明:基于Deutsch假设计算的结果与实测结果吻合,适用于实际工程合成场强的预测。双回特高压直流线路并行时,由于空间正负离子流的相互影响作用,其场强分布与导线排列方式有较大关系,两回路线路内侧极性相同时,并行线路之间区域合成场强较单回增加,内侧极性相反时,并行线路之间区域场强较单回减小。同时,随着两回线路之间距离的减小,或线路高度的增加,与单回路相比,线路中间区域合成场强增加或减小幅度增大,但两回路线路外侧合成场强与单回线路基本相同。     

同塔双回高压直流线路地面合成电场的计算方法

我国计划在实际工程中采用同塔双回高压直流线路,由于该类线路在世界上无工程应用先例,需要研究其地面合成电场的有效计算方法,以满足工程设计和环境保护需求。考虑极导线对地距离不同和极导线布置方案对每一极导线起晕电压的影响及正负极导线起晕场强的差别等因素,提出一种计算同塔双回高压直流线路地面合成电场的方法。利用同塔双回直流模拟试验线段,对极导线按不同方案布置时的地面合成电场进行测试,并采用该文方法对地面合成电场进行计算。结果表明,采用该文方法计算极导线按不同方案布置时同塔双回直流线路的地面合成电场,其分布规律与实测结果基本吻合;地面最大合成电场计算值与实测结果基本一致。     

雨滴对高压直流输电线路地面离子流场的影响

HVDC输电线路离子流场的计算对于输电线路的设计和电磁分析具有重要意义,其中降雨条件下输电线路的电磁环境问题尤为突出,然而目前关于雨滴对离子流场影响的研究较少。为此,在Deutsch假设的基础上,针对空间存在的雨滴对离子流场的影响因素,进一步假设雨滴为输电线路新的电荷背景,同时采用雨滴局部畸变电场值替代标称电场值,从而考量雨滴对离子流场的影响效果。实例计算表明,与Teshmont公司的计算结果相比,良好天气下该模型的计算结果与其一致;与良好天气相比,雨天下地面离子流密度与电场的值分别约增大至2倍和1.5倍。     

同走廊双回直流线路地面合成电场计算

我国部分地区输电走廊非常紧张,为了提高单位走廊的电能输送能力,可以采用更有效率的输电线路方式,同走廊双回直流线路是一种备选方案,然而双回直流线路同走廊架设在世界上尚无工程应用先例。文中给出了一种同走廊双回直流线路地面合成电场的计算方法,考虑了影响此种线路地面合成电场的多种重要因素,并使用该方法分析了同走廊双回直流线路地面合成电场的分布特点。结果表明:不同的极导线布置方案不会显著影响地面最大合成电场的大小,但会影响其分布位置;同走廊双回直流线路地面最大合成电场的绝对值与单回直流线路的差别不大;同走廊双回直流线路能在一定程度上提高单位走廊的电能输送能力。     

HVDC输电线路合成场强解析计算方法研究

为研究和确定高压直流输电线路的电磁环境影响及电晕损耗,分析了高压直流线路周围的合成场强,根据Deutseh假设,认为空间电荷不影响场强的方向,只影响其大小,从而把合成场强的二维计算变为以电位为变量的函数一维计算。利用欧拉法求解描述电力线的微分方程,并对微分方程边界条件做了修改,使得电力线更为完整。给出了解析方法的地面合成场强计算的详细步骤,研究了次导线半径、次导线分裂间距,正、负极导线间距和导线高度对地面合成场强大小及分布的影响。通过与实验模型的测试结果对比,验证了算法在工程上的有效性和实用性。     

直流输电线路下地面合成电场的无线同步测量系统研究

受电晕放电及环境气候的影响,直流输电线路下的地面合成电场大小会在一定范围内随机变化,研制方便、有效的地面合成电场同步测量系统对直流线路电磁环境研究和评价具有重要意义。研制了基于ZigBee的地面合成电场分布式无线测量系统。分析了无线测量网络的节点构成和组网过程,重点分析了基于同步广播报文的节点时间同步方法和基于改进时分多址接入(time division multiple access,TDMA)机制的数据传输协议,其以很小的算法开销和能量开销实现了电场数据的同步采集与可靠传输。现场测量试验证明:该电场测量系统操作方便,测量结果能准确反映地面合成电场的实际分布情况。     

计及地电位升高的HVDC输电线路离子流场的计算

超高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电线路离子流场的计算对于输电线路的设计具有重要意义。然而考虑地电位升高的地面离子流场的计算却很少,为此,在Deutsch假设的基础上,为了研究计及地电位升高时HVDC输电线路产生的离子流场,将地电位升高作为第1类边界条件,应用模拟电荷法,建立了考虑地电位升高影响的HVDC输电线路下方离子流场计算模型。计算结果表明,在不计及地电位下,与可查询的文献相比,计算结果与其基本一致。计及地电位下,地面离子流密度与电场的值分别有所增大,同时分析了不同地电位升高值、导线高度及极间距下,地电位的变化对超高压输电线路地面合成电场以及离子流场的影响。     

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。     

极导线垂直排列直流线路地面合成电场的一种计算方法

极导线垂直排列直流线路在我国已用于实际工程，有必要研究有效方法计算该类线路的合成电场，以满足工程设计和环境保护需求。根据极导线垂直排列直流线路几何结构的特点，在Deutsch假设的基础上，提出了一种计算极导线垂直排列直流线路地面合成电场的方法。该方法还适用于极导线水平排列直流线路。通过试验和计算结果对比，对该方法进行了验证。使用该法对极导线垂直和水平排列±500kV直流线路的地面合成电场进行了计算分析。结果表明：在极导线高度和极间距分别相同的情况下，极导线垂直排列直流线路下的最大地面合成电场比极导线水平排列直流线路的略大，但极导线垂直排列直流线路的地面合成电场横向衰减较快；极导线垂直排列直流线路的走廊宽度约为极导线水平排列线路的50%。     

架空地线对同塔双回高压直流输电线路离子流场的影响

直流输电线路离子流场的计算中,针对外加电压、导线半径、线路高度等线路结构参数对地表电磁环境影响的讨论已很成熟,但针对架空地线半径、位置等因素影响作用的理论分析却并不多见。为此,基于Deutsch假设,编制程序计算了双极导线垂直排列试验线路地表合成场强,并与试验数据进行了比对,结果表明一致性很好。基于三沪二回典型输电线路结构,计算了极导线4种不同布置方式下的地表合成场强以及离子流密度,选出电磁环境较优的＂＋-/＋-＂布置方式用于讨论架空地线对地表电磁环境的影响。结果表明,对于不同的输电线路高度,地表电磁环境随架空地线位置变化趋势一致,且受位置变化影响极小。因此,在线路杆塔设计中,考虑防雷要求对地线位置进行调整时,无需考虑地线位置变化对线路下方电磁环境的影响。     

直流输电线路三维合成电场计算的有限元方法

详细计算直流输电线路下方人员活动及线下存在建筑物的合成电场分布时,迫切需要进行三维离子流场计算.提出一种可计算双极三维离子流场的数值计算方法--三维上流有限元法.该方法首先应用于同轴圆柱、同心球壳的离子流场算例,计算结果与解析解吻合得很好.然后将其应用于直流输电线下存在建筑物情况下的合成电场计算,模拟实验结果证明了算法...