1000 kV线路杆塔空气间隙距离选择

特高压(UHV)线路空气间隙距离研究是UHV线路工程设计的基本参数,而前苏联、日本的相关工程参数也与我国情况不同。为此介绍了中国晋南荆1000kV输电线路杆塔空气间隙距离选择的原则、方法和结果。由于塔宽和试验电压波前时间对特高压线路杆塔空气间隙的放电电压有明显的影响,故采用特高压真型杆塔进行空气间隙的放电电压试验,操作冲击试验电压的波前时间为1000μs,和特高压线路操作过电压的实际波前时间比较接近。工作电压下空气间隙距离的选择考虑了最大工作电压、100a一遇的最大风速、多间隙并联对放电电压的影响并取闪络概率为0.13%,得到海拔500、1000、1500m时工作电压下的最小空气间隙距离分别为2.7、2.9、3.1m。操作冲击下空气间隙距离的选择考虑了沿线最大的统计(2%)操作过电压水平为1.7p.u.、操作过电压波前时间取1000μs、多间隙并联对放电电压的影响、计算风速为0.5倍最大风速、闪络概率为0.13%,得到海拔500、1000、1500m时的最小空气间隙距离中相分别为6.7、7.2、7.7m,边相分别为5.9、6.2、6.4m。试验结果表明,边相导线对杆塔的空气间隙距离受工作电压控制,中相导线对杆塔的空气间隙距离受操作冲击电压控制。雷电冲击下的空气间隙距离对杆塔塔头尺寸不起控制作用,可以不规定雷电冲击下的空气间隙距离要求值。     

沙尘对电力系统外绝缘电气特性影响分析

为了解沙尘对电力系统运行造成的影响,在查阅有关文献的基础上分析了沙尘对空气间隙和绝缘子放电特性的影响,同时在沙尘模拟实验室进行了风沙对间隙击穿电压影响的实验研究。分析和研究表明:在雷电冲击和操作冲击电压作用下,沙尘对空气间隙的冲击放电特性有一定的影响,主要是由于阴极表面上的沙尘引起;沙尘对空气间隙及绝缘子放电特性的影响程度与风速、沙尘的带电量等因素有关。     

强降雨条件下空气间隙长波前操作冲击放电特性

超、特高压输电线路风偏设计中,空气间隙的操作冲击放电特性是操作过电压等值风速选取的重要依据,现有研究主要集中在标准操作冲击电压的放电特性,强降雨条件下长波前空气间隙操作放电特性研究涉及较少。为此,在实验室模拟强降雨环境,对3种间隙长度、4种降雨强度和4种雨水电导率下导线–杆塔和棒–板空气间隙的1 000μs长波前正极性操作冲击放电特性U50进行了试验研究,结果表明,在所试验的条件范围内,强降雨条件下棒–板空气间隙U50最大降低了11.2%,导线–杆塔空气间隙U50最大降低了7.45%;棒–板空气间隙U50因雨水电导率变化最大降低3.32%,导线–杆塔间隙最大降低1.94%。对棒–板和导线–板空气间隙存在悬浮雨滴的静电场仿真计算表明,降雨强度越大则雨滴尺寸越大,空气间隙电场畸变越严重,且雨滴使棒–板间隙的电场畸变程度大于导线–板间隙。     

盐雾对棒——板短空气间隙雷电冲击特性影响研究

目前国内雾霾天气对输电线路外绝缘的影响不容忽视,因此通过盐雾模拟雾霾天气,研究盐雾对短空气间隙雷电冲击击穿电压的影响具有重要实际意义。文中选择击穿电压最低的棒—板空气间隙为模型,分别对5、10、15 cm空气间隙,不同雾水电导率下进行雷电冲击电压击穿试验。结果表明,短空气间隙雷电冲击击穿电压受雾水电导率和空气间隙距离的共同影响,棒—板短空气间隙雷电冲击击穿电压随雾水电导率增大而减小,并且雾水电导率对击穿电压的影响程度随间隙距离增大而减小。通过粒子群算法(particleswarm optimization,PSO)对实验据进行拟合,得到了相应短空气间隙下雷电冲击击穿电压的计算公式。文中结论对如何加强雾霾环境下的输电线路外绝缘强度具有指导意义和重要参考价值。     

高层建筑钢筋结构体雷电暂态计算模型

本文介绍高层建筑钢筋结构体雷电暂态的计算模型，钢筋结构体的等值电路参数分别以电容和阻抗矩阵来表示。对于电容参数，采用平均电位法来确定；对于阻抗参数，采用Ｎｅｕｍａｎｎ公式来计算，大地集肤效应对阻抗参数的影响是通过引入复数深度加以考虑的。在求取钢筋结构体等值电路参数之后，对结构体中的分支导体进行分段，将每个相应的子导体系统等值地表示为耦合π型电路，通过求解由这些耦合π型电路所组成的等值网络，可以获得高层建筑钢筋结构体的雷电暂态响应。由本文给出的雷电暂态计算结果能够与试验结果较好地符合。     

高海拔500kV线路塔头空气间隙的选择

通过对不同海拔下超高压500 kV单、双回路线路塔头放电电压以及空气间隙的计算,得出在海拔2000m以下和2 000～3 000 m工频电压、操作过电压、雷电过电压和带电作业空气间隙值,该计算结果已在我院设计的多条西南地区高海拔500 kV线路应用.     

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。     

一起500 kV输电线路风偏故障的分析研究

介绍了一起500 kV输电线路故障的检查处理过程,分析出故障原因为大风天气导致悬垂绝缘子串发生风偏,空气间隙被击穿引发线路跳闸。结合设计气象条件对故障杆塔进行了防风偏校验分析,并计算出了故障杆塔在工频电压工况和雷电过电压工况下发生风偏故障的临界风速。指出了该基杆塔在边相导线发生风偏的同时遭受雷击是导致线路故障的主要原因,并针对以上问题提出了相应的改进措施和建议,为输电线路的风偏故障处理提供了很好的经验和参考。     

直驱式风电场并网动态等值研究

随着直驱式风力发电机在电网中的比例增加,研究其精确的动态等值模型越来越重要。根据直驱式风力发电机的输出特性,提出了基于风速分群的多机等值方法。在等值计算中,考虑了直驱式风电机组并网时变压器和集电线路对等值效果的影响,并计及了尾流效应对风机输入风速的影响。所提等值方法适合于直驱式风电场并网的分析计算,具有实际工程的应用价值。     

基于先导发展的特高压线路雷电屏蔽模型研究

基于长空气间隙的放电理论建立雷电屏蔽的先导发展模型,利用该模型进行特高压直流线路雷击过程仿真,并计算文献中给出的实际线路的雷电屏蔽性能。仿真计算结果表明：特高压线路存在明显的“回头雷击”现象;利用雷电屏蔽模型计算的结果较电气几何模型计算的结果更接近实际运行数据,可用于工程实际仿真计算。     

500kV同塔双回线路雷电反击同跳故障分析

雷害是造成输电线路跳闸的主要原因之一,湖北地区近5年雷害跳闸占比高达33％.对某500 kV同塔双回线路雷电反击同跳故障进行了分析,计算了各绝缘子串和空气间隙的雷电冲击放电电压和各相导地线间几何耦合系数,校核了两回线路各相不同间隙的反击耐雷水平,剖析了线路故障跳闸原因.通过对比考虑/不考虑线路运行电压的耐雷水平,超高压...     

三端柔性直流输电系统雷电侵入波过电压

雷电侵入波过电压是确定直流输电系统换流站设备绝缘水平的重要依据,利用PSCAD/EMTDC软件建立了±160 kV南澳三端柔性直流输电系统直流侧雷电侵入波仿真计算模型,利用电气几何模型法计算直流线路的最大绕击电流,采用相交法作为空气间隙闪络判据,计算直流线路遭受雷电绕击和反击后换流站内极母线设备以及连接电缆承受的电压应力,并校核各设备的雷电冲击绝缘水平,计算结果表明各设备的绝缘裕度满足要求.     

高海拔 500 kV 交流线路空气间隙及海拔修正试验研究

介绍了在海拔4300 m地区对500 kV直线塔模拟塔头导线-塔身空气间隙的操作冲击放电、雷电冲击放电和工频放电特性试验研究,实验得到了塔头空气间隙不同电压的放电特性曲线。根据海拔0 m和海拔4300 m地区的500 kV塔头间隙的试验结果,采用插值法,计算得到了不同海拔地区的塔头空气间隙的放电电压,同时得到了海拔4000~5500 m地区塔头间隙冲击放电电压的海拔校正系数,推荐了适用的海拔校正方法。最后,给出了海拔4000 m以上500 kV输电线路所需的最小空气间隙距离值。     

空气间隙放电对于直流输电线路耐雷性能的影响

同塔双回直流输电线路具有节约输电走廊的优点,其空气间隙通常较小,会先于绝缘子闪络,因此同塔双回直流输电线路的耐雷性能较易受到空气间隙放电的影响。通过仿真计算,比较各种线路形式下空气间隙闪络前后输电线路雷电反击、绕击的耐雷性能,结果表明:考虑空气间隙闪络后,线路的绕击/反击耐雷水平均出现一定程度下降,雷击闪络率也随之增加。因此在对直流输电线路耐雷性能进行评估时,必须要考虑空气间隙闪络影响。     

考虑风速的风电场等值方法

基于对风电场输出功率与输入风速关系的分析,提出了考虑风速的风电场等值方法。该方法考虑了风电机组在不同风速情况下风能利用系数不同的特点,将风能利用系数描述为风速的分段函数并将其作为权值对风速加权等值。对所提等值方法与传统的不考虑风能利用系数差异的等值方法进行了仿真比较,结果表明所提等值方法较传统等值方法等值误差更小。     

风速波动下双馈机组风电场动态等值

由于风电场动态行为的复杂性,对每台风机进行仿真计算难以满足系统动态安全分析要求。如何建立合适的风电场动态等值模型,正确评价风力发电对电力系统可靠运行的影响,是非常重要而迫切的。分析了风速变化时风机控制系统作用下风电场动态特性,提出双馈风电机组的动态分群方法以及同群机组的风速等值模型。并对分群后双馈机组及其电气接线系统进行等值聚合,提出了多机表征的风电场动态等值模型。算例在不同工况、故障和风速变化下进行等值效果比较,验证了该方法的有效性和可行性。     

沙尘环境下棒–板间隙的雷电冲击击穿特性

沙尘天气会威胁高压输变电外绝缘的安全运行,因此有必要加强相关的研究。为此通过建立人工沙尘放电试验平台,开展了沙尘环境下棒–板间隙雷电冲击击穿特性试验,选用石英砂来模拟现实中的沙尘环境,对比分析了不同间隙距离下,沙尘间隙和空气间隙的雷电击穿电压。结果表明:沙尘环境下,间隙的雷电冲击击穿电压会降低,降低幅度最多可达15%。但试验研究发现,存在例外的一小段间隙距离区段,沙尘条件下的负雷电冲击击穿电压反而会升高,升高幅度最多可达20%。对于大间隙,沙尘对放电的影响将随着间隙距离的增大而减弱。对试验结果与现象,应用流注理论、表面光致电离等机理进行了分析。相关结论为沙漠地区输电线路运维提供了参考。     

山区敞开式变电所雷电波入侵过电压分析

对110 kV单进线山区敞开式变电所雷电波入侵过电压进行了分析。利用贝杰隆等值网络法和ATP-EMTP,M atlab程序,对雷电波入侵过电压进行仿真,并对110 kV敞开式变电所雷电波入侵过电压进行了仿真计算。分析了产生过电压的因素,并提出了提高110 kV单进线山区敞开式变电所防雷保护的措施。     

风电场稳态等值建模研究

为适应含风电场的电力系统稳态分析的需要,建立了风电场的稳态等值模型。主要就等值过程中的等效风速的求取,集电系统的等值以及潮流计算中风电节点的处理这三个方面的内容进行了研究分析。通过算例分析,证实所建的稳态等值模型精确可靠,能准确描述风电场的运行特性。     

特高压交流单回线路操作过电压等值风速系数的计算分析

运行经验表明超/特高压输电线路在大风下还未出现过由操作过电压所导致的风偏闪络。由于操作过电压的持续时间较短,所以高幅值的操作过电压和大风恰好一起发生的概率很小。为此,分析了典型地区的气象数据,结合特高压交流单回线路操作过电压的沿线分布和幅值分布,研究了特高压交流单回线路部分地区的操作过电压等值风速系数取值。结果表明:不同地区的操作过电压等值风速系数取值不同,由最大平均风速大小和风速分布概率这2者共同决定;若将特高压交流单回线路在操作过电压下的风偏闪络率控制值设为0.005次/(100 km·a),则可将多数地区的操作过电压等值风速系数取为0.4,根据设计风速的不同,可将操作过电压所决定的塔头间隙值降低1.3~1.7 m。