直流输电系统接地极线路导线脱落事故原因分析及防范措施

500 k V伊穆直流输电系统接地极线路导线发生绝缘子炸裂、导线落地事故,由于接地极线路招弧角放电间隙过小,导致直流系统在操作过电压作用下产生燃弧现象。直流系统无法熄弧是造成事故的主要原因,对此提出了加大招弧角放电间隙、调整接地极线路绝缘配置等防范措施。     

特高压直流接地极线路绝缘配合研究

针对特高压直流接地极线路的绝缘配合问题,首先对目前接地极线路的绝缘配合原则进行了介绍,然后对接地极线路的操作过电压水平进行了计算,并通过对线路绝缘水平、操作过电压水平以及换流站保护水平的综合分析,提出了接地极线路绝缘水平的选取原则。通过试验得到了不同招弧角间隙的50%操作冲击击穿电压值,并对不同位置绝缘击穿时招弧角间隙的直流续流进行了计算,根据试验和计算结果,综合考虑绝缘水平和熄弧能力的要求,提出了接地极线路绝缘配置的选取方法。最后,给出了接地极线路差异化绝缘配置的思路。     

特高塔绝缘子串用招弧角的试验研究

招弧角保护性能验证性试验的结果表明,长度约为绝缘子串长75%的招弧角间隙能有效地保护绝缘子串。虽然招弧角的应用将降低线路的耐雷水平,但对特高塔而言,由于绝缘子串长的裕度很大,故对线路的跳闸率没有明显的影响。     

接地极线路导线脱落事故原因分析及相应措施

针对某接地极线路运行情况进行详细调查与分析,得出幅值较高的操作过电压及绝缘子串招弧角间隙被击穿且产生的招弧角持续燃烧,是导致线路导线脱落的主要因素。通过采取限制高幅值的操作过电压、根据系统具体情况适当增加招弧角放电间隙,有效避免了同类事故再次发生。     

伊敏、穆家换流站接地极操作过电压保护分析

对伊敏和穆家换流站接地极操作过电压保护进行了分析,并针对穆家换流站接地极线路招弧角放电间隙是否需要调整进行了计算,认为穆家换流站接地极线路招弧角放电间隙可以保持原设计值。     

阀区故障引起的接地极不平衡保护动作分析

介绍了一起直流工程阀区直流穿墙套管对地闪络故障引起的众多保护动作及直流控制保护系统响应过程，对该故障所引起的接地极电流不平衡保护动作进行了分析，找出了导致接地极电流不平衡的故障点及引起接地极故障的原因，即穿墙套管接地引起接地极区域过压，进而造成放电间隙不够的接地极线路招弧角被击穿放电，并提出了对损坏的招弧角进行放电间隙的调整或更换等优化建议。     

特高压直流接地极线路过电压研究

针对±800 kV宾金直流工程发生的"7.13"直流接地极线路烧毁故障,使用电力系统分析软件MATLAB Sim Power Systems建立电磁暂态仿真模型,对直流系统不同运行方式下高压侧接地引起的直流接地极线路内部过电压特征及分布进行了分析,量化了接地极线路内部过电压水平。分析表明特高压接地极线路内部过电压与接地极线路长度、直流系统运行方式、出线避雷器参数有关;宾金直流工程宜宾侧接地极线路最大内部过电压幅值为278 kV,金华侧接地线路最大内部过电压幅值为60 kV;宜宾侧接地极线路绝缘子并联间隙干弧距离设计为20 cm,在故障时刻绝缘配合失效是引起"7.13"故障的原因。     

云广直流输电工程接地极线路绝缘水平优化

针对在±800 k V云广直流输电工程的调试和运行过程中多次发生直流系统故障引起接地极线路闪络的问题,对不同故障情况下接地极线路上的过电压水平和分布进行了仿真。结果显示,云广直流接地极线路的绝缘水平与换流站中性母线的绝缘水平以及中性母线避雷器的保护水平确实存在不匹配。分析了降低避雷器保护水平和提高接地极线路绝缘水平两种解决方案。对于新建工程,推荐采用提高接地极线路的绝缘水平方案来解决不匹配问题。对于已投运工程,建议调小换流站接地极线路进线段杆塔的招弧角,将闪络控制在一定范围内。     

接地极线路招弧角安装方式研究

当安装有招弧角的架空输电线路遭受雷击时,招弧角保护间隙将会发生击穿闪络。闪络形成的电弧由于电磁力的影响而运动,合理安装招弧角可以使电弧远离绝缘串,从而保护输电线路。本文以某±800 kV特高压直流工程的接地极线路数据为基础,进行电弧电磁力建模,并计算故障位置、安装方式及杆塔接地电阻对电弧产生的影响,为招弧角的安装方式提供了参考。     

并联间隙配置方式对220kV同塔双回输电线路防雷效果的研究

并联间隙又称招弧角间隙或引弧角间隙,目前已被广泛地应用于输电线路防雷中。采用ATP软件对典型的220kV同塔双回杆塔建立了线路模型以及绝缘子先导闪络模型,在2~4个并联间隙的不同配置方案下,分别计算线路的单回及双回闪络耐雷水平,得到了最优配置方案。计算结果可作为同塔双回输电线路的防雷设计和运维的参考依据。     

特高压直流接地极线路招弧角绝缘配合试验研究

为了研究招弧角在电压等级为±800 kV、输送功率为5 000 MW的某特高压直流输电系统接地极线路上的绝缘配合情况,开展了燃弧试验,并采用U-I特性配合法进行了绝缘配合分析,研究了接地极线路参数和电弧拉伸效应对招弧角保护性能的影响。试验中,招弧角间隙距离为400 mm至1 500 mm,采用最大脉冲宽度为70 ms、最大电流幅值为2 500 A的脉冲电流源作为输出电源。研究结果表明:招弧角对长距离、大容量接地极线路的保护效果有限,间隙距离为1 500 mm的招弧角仅能保护31%长度的接地极线路;招弧角保护范围随着线路电阻的降低和杆塔接地电阻的增大而增加,但在线路电阻较大时,随杆塔接地电阻的变化趋势不明显,例如杆塔接地电阻由5?提高到15?,保护范围仅增加线路全长的9%;在电磁力和热浮力的作用下,电弧长度会大于间隙距离,应考虑电弧拉伸效应采用拉伸后的电弧长度作为等效间隙距离,如间隙距离为1 000 mm时最大电弧长度超过1 600 mm,若按拉伸后的电弧长度考虑,则其保护范围将由12%提高为33%。在实际情况中,因电源供能充足,电弧将会持续燃烧,拉伸更为充分,故招弧角的保护效果更为乐观。     

500kV输电线路招弧角绝缘配合试验研究

针对500kV输电线路盘式绝缘子串所用招弧角保护失效的问题,进行了招弧角与绝缘子串不同配合比下的雷电冲击放电试验,根据招弧角对绝缘子串的保护效果,得出推荐配合比。对推荐配合比下的绝缘子串和招弧角开展操作冲击试验,验证了推荐配合比下装设招弧角的绝缘子串绝缘强度满足系统运行要求。     

哈郑±800 kV直流接地极架空线路带电作业安全距离研究

开展特高压直流接地极线路带电作业安全距离研究,是支撑我国特高压直流线路运维的现实需求。为此以哈郑线郑州站接地极线路为例,计算了双极大地(BP)、单极大地(GR)两种运行方式下郑州站接地极线路的接地故障过电压。带电作业时的最大操作过电压为郑州站作为整流站运行发生高端YY换流变阀侧接地故障所确定,计算出的最大过电压为288 kV。针对郑州站接地极线路模拟塔头的带电作业间隙进行了操作冲击放电试验。试验结果表明等电位人员手指对侧面塔身的放电电压最低,以及招弧角的放电电压明显高于等电位人员身体对杆塔的放电电压。通过惯用法计算得到了安全裕度为1.2时的带电作业最小安全距离为0.65 m。当作业点位于接地极址附近时,由于最大运行电压和过电压均接近0,因此在极址处进行带电作业时,可按低压带电作业方式进行。研究结果可供其他±800 k V直流接地极线路带电作业参考。     

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。     

±800kV直流输电线路外绝缘设计探讨

±800kV直流输电线路是目前世界上尚未有的直流输电系统,国内外有关它的研究不多。外绝缘是特高压线路设计中的主要问题,它关系到线路的安全运行和工程投资。本文根据国内外现有的资料,分析和计算了±800kV直流输电线路外绝缘子所需的空气间隙和绝缘子片数,并建议耐张串和悬垂串可采用相同的绝缘子片数。     

基于贝杰龙算法的±500kV直流输电线路耐雷性能研究

为保证电力系统稳定运行,研究了输电线路反击耐雷性能,提出采用贝杰龙算法等值模型对线路杆塔进行等值,利用VB编程计算求解杆塔的雷电过电压,判断绝缘子串是否发生闪络,评估其耐雷水平.以内蒙古东部地区±500 kV伊穆直流线路为例,对比了VB编程计算结果与EMTP电磁暂态仿真结果,误差在允许值范围内,验证了该方法的准确性.     

±800kV特高压直流耐张串应用复合绝缘子的可行性

复合绝缘子因其优异的耐污性能和良好的技术经济性而在特高压直流输电线路中有良好的应用前景。对特高压直流线路耐张串上使用复合绝缘子的机械性能进行研究,通过建立输电导线有限元模型和耐张串多串绝缘子并联模型,仿真计算得到不同并联串型布置下,耐张串在各种动态运行工况下承受的最大动态机械载荷;对比仿真计算结果,考虑复合绝缘子长期运行的机械可靠性,给出特高压直流线路上应用复合绝缘子耐张串的推荐选型方案;综合仿真理论分析和已有的复合绝缘子试验结果可知,特高压直流线路耐张串上应用复合绝缘子是可行的。     

基于连续先导的线路绝缘闪络判据的研究

在输电线路防雷性能的研究中,绝缘子闪络判据直接决定了计算线路耐雷水平的准确性。为此根据长空气间隙的物理放电机理,并综合绝缘子串的结构特点,建立了基于连续先导发展的绝缘子串闪络模型。利用该模型计算得到绝缘子串的伏秒特性曲线,并与实际测量数据相比较,验证模型的准确性。以500 kV线路为例,计算了不同闪络判据方法下的反击耐雷水平,结合国内外高压输电线路运行经验,分析了各方法的准确性和适用范围。并根据该模型进一步研究了杆塔冲击接地电阻与绝缘子串型号对线路耐雷水平的影响。研究结果表明,与传统的仅考虑绝缘子串长而对其具体结构影响考虑不充分的先导闪络判据相比,文中所建立的基于连续先导的绝缘子闪络判据模型准确性更高。     

复合绝缘子在特高压直流工程中应用探讨

综述复合绝缘子在国内外高压、超高压交直流线路应用情况,实践显示已有的复合绝缘子运行效果良好,提高了耐污闪能力,减少了运行维护的工作量。以云广±800kV直流工程为例,计算表明在耐张串上采用复合绝缘子可以满足相关规程规定,与盘型绝缘子相比具有显著的经济优势。由于在特高压直流线路耐张串应用复合绝缘子尚属首次,因此,云广直流线路中采用复合绝缘子的实践及其运行经验尤其值得关注。     

低气压下空气间隙电弧对覆冰绝缘子串直流闪络的影响

覆冰绝缘子串在直流闪络过程特别是低气压条件下中易产生空气间隙电弧形成"飘弧"现象,飘弧易桥接覆冰绝缘子串,且空气间隙电弧和冰面电弧具有不同的伏安特性,而传统的覆冰绝缘子串直流闪络模型由冰面电弧和剩余冰层电阻构成,没有考虑空气间隙电弧,在低气压下计算结果与实际情况相差较大。为了解此一现象,首先从理论上分析了飘弧对低气压下覆冰绝缘子串直流闪络电压的影响,建立了考虑和忽略空气间隙电弧的覆冰绝缘子串直流闪络模型,根据理论模型计算了相应的闪络电压,并与试验结果进行了比较分析。试验与理论计算结果表明,飘弧现象随着气压的降低和绝缘子串覆冰及污秽的程度增加而增加,低气压下进行绝缘子串直流闪络建模、预测和特性试验时应考虑空气间隙电弧及其飘弧的影响。