高压输电线路参数对计及电晕放电的电场强度的影响

在传统模拟电荷法的基础上,建立了高压输电线路地面电场强度的计算方法,其中在计算中考虑了计及电晕放电的影响.以750 kV水平排列和紧凑型线路为例,计算了导线表面系数、线路的子导线半径、相间距、导线对地高度、分裂导线数目、分裂间距等对工频电场的影响.仿真结果表明,减小电晕放电对地面电场影响的几种方式中以适当增加导线的表面...     

特高压交流输电线路分裂导线表面电场计算分析

为研究特高压交流输电线路分裂导线表面电场强度,笔者基于偶极子法,计算了4种典型塔型特高压交流输电线路分裂导线表面电场强度,进而分析讨论了导线对地平均高度、导线布置方式、分裂间距、相间距、分裂数、子导线截面、相序、架设屏蔽线等因素对分裂导线表面电场强度影响的规律和特点。结果表明:分裂导线各子导线由于空间位置不同使得其表面最大电场也不同;分裂导线分裂数、截面对导线表面最大电场的影响最大,导线对地平均高度、分裂间距、相间距离及布置方式对其表面最大电场强度的影响相对较小;双回线路相序排列方式对上、下相分裂导线表面电场强度影响较大,对中相导线表面电场影响相对较小;架设屏蔽线会增大分裂导线表面电场强度。     

分裂导线表面场强的一种较准确计算方法

对于特高压输电线路的设计而言,分裂导线表面电场强度的计算是一个主要问题。基于模拟电荷法,提出了一种计算分裂导线表面电场强度的较准确方法。它采用自适应方法确定模拟电荷的位置,并给出了求取各相导线最大场强的计算公式,可直接计算任意导线表面和空间任意点的最大场强。该方法所用的模拟电荷数较少,计算简单,计算准确度较高。实例计算结果验证了该方法的正确性和准确性。     

单极直流输电线路分裂导线表面电场强度和地面标称电场强度的计算

利用马克特-门得尔法和模拟电荷法以及逐步镜像法计算了分裂导线表面最大电场强度,比较了三种算法的准确性。并对导线分裂数、导线截面、分裂间距和导线高度等因素对于分裂导线表面最大电场强度的影响进行了分析。计算了地面标称电场的强度,提出了关于分裂导线的三种处理方法,利用这三种方法分别计算了地面标称电场强度的大小。结果显示第一种方法计算结果足够准确,且步骤简单方便处理,可以应用于工程计算。     

UHVAC同塔双回输电线路表面场强分析

为了研究特高压同塔双回输电线路分裂导线表面电场分布,本文基于改进的模拟电荷法,通过多步寻优找到模拟电荷在对应子导线内的最佳位置并建模,然后编程计算出分裂导线表面场强。利用该方法计算了浙江-上海段特高压交流输电线路分裂导线的表面场强,并研究了分裂数、子导线半径等对其影响。计算结果表明,本文方法与传统模拟电荷法相比更为准确,可将电位误差控制在0.05%以内;计算得该线路表面最大场强为1 783.5 kV/m,小于晴天和云雾条件下的起晕场强,但大于雨天条件下的起晕场强;适当增加导线分裂数或增加分裂导线的子导线半径,可明显降低导线表面最大场强。     

基于表面电荷法的输电线路表面电场强度计算

三相输电线路导线表面电荷的分布是不均匀的,各点电场强度的大小也不同.文中采用表面电荷法计算导线表面的电荷密度,然后求出导线表面各点的最大电场强度值.计算方法能够反映出电荷密度及电场强度沿导线圆周分布的情况,根据计算结果优化高压输电线路的布置.     

±660kV直流输电线路无线电干扰计算方法

以国际无线电干扰特别委员会双极直流线路无线电干扰计算公式为基础,以宁东-山东±660kV直流输电线路为例,研究了导线分裂对无线电干扰计算结果的影响.计算了等效导线的直流线路无线电干扰水平.采用逐步镜像法,分别计算出每根子导线的最大表面电场强度,最终得到按实际分裂导线考虑后的无线电干扰水平.两种计算结果表明,按实际分裂导...     

邻近交流线路时直流输电线下混合电场的计算

为了准确计算交直流并行输电线路线下混合电场,针对交流输电线路对直流导线表面电场的影响进行了分析,采用寻优算法优化模拟电荷位置,分析了直流导线表面电场随交流导线电压变化的情况.在考虑交流线路对直流线路空间离子轨迹影响的情况下,基于Deutsch假设计算了直流输电线路线下合成电场的瞬时最大值,提出了一种合理的假设,从而准确地计算了并行输电线路线下混合电场.最后分析了线路邻近间距对线下混合电场的影响.结果表明,交流输电线路对直流导线的起晕以及直流线下空间离子流场有较大影响,在计算时应予以考虑,交直流线路间距对直流线路线下混合电场有很大影响,在设计线路时应予以考虑.     

输电线路导线分裂对工频电场分布的影响

国家标准对输电线路的电场求解算法进行了规定,但是没有考虑实际导线分裂的情况,仅仅用等效导线来代替实际分裂情况。采用国际大电网会议的推荐算法模拟电荷法,提出了考虑导线分裂情况下的电场强度求解算法。以实际输电线路中采用的典型铁塔数学模型作为算例进行计算,分析了实际分裂情况和等效导线情况下两种计算结果,提出考虑实际分裂情况下的计算结果比等效导线情况下的计算结果更接近实际电场值,适合我国在进行特高压输电线路设计和电场环境研究时使用。以实际分裂情况和等效导线情况计算500k V输电线路,按实际分裂情况计算得到的电场强度要高于等效导线情况下的电场强度,两者的差值最大可以达到2.8k V/m。     

1000 kV特高压双回输电线路工频电场计算分析

为研究特高压双回交流输电线路下方的工频电场,首先介绍了模拟电荷法的基本理论,并利用模拟电荷法建立输电线路模型,对1 000 kV皖电东送特高压双回输电线路工频电场进行计算分析。然后,研究了导线高度、相导线的相序排列、导线分裂间距和分裂数目变化时对工频电场的影响。最后,与1 000 kV特高压双回输电线路下方工频电场实验测量值对比验证了计算方法的正确性。分析结果可为特高压交流输电线路的工程设计提供参考。     

模拟电荷法在UHVDC输电线路中的优化及应用

模拟电荷法是计算特高压直流(UHVDC)输电线路电场最主要的方法之一。文中首次选用导线表面电场强度相对误差作为判断依据,并与传统的电压相对误差方法进行对比,优化分析了模拟电荷法中模拟电荷的位置和个数。分析结果表明模拟电荷均匀分布在子导线半径0.61处的同心圆周上,个数为12时,可以使模拟电荷法最优。同时与自适应模拟电荷法比较,优化后的模拟电荷法计算的电场强度精度较高。因此,文中为模拟电荷法中模拟电荷位置和个数的选取研究,提供了重要的理论依据。     

基于有限元法的±800kV特高压直流输电线路离子流场计算

提出一种基于有限元法分析特高压直流输电线路双极分裂导线周围空间离子流场的方法。在计及分裂导线中各子导线相互影响的基础上,将每根子导线单独考虑,详细说明了子导线表面电荷密度初值的估计方法。在验证所提方法的有效性之后,将其应用于±800kV HVDC输电线路的离子流场分析。计算了起晕导线周围空间的离子流,导线下方地面离子流密度以及地面电场强度。分析了分裂导线的分裂数、分裂半径以及空间电场单极部分对离子流的影响。研究表明,随着导线分裂数的增加,离子流减小;分裂半径越小,离子流越小。如果不考虑导线周围电场的单极分量,计算所得的离子流将偏高。分析表明,线路的地面离子流密度和场强都满足我国特高压直流输电线路的电磁环境限值要求。     

超特高压交流输电线路电晕对地面电场的影响

为研究超特高压交流输电线路电晕放电对地面电场的影响,改进了基于模拟电荷法的交流线路下离子流场计算方法,并将其应用在交流线路下地面电场的计算中。所提出的改进方法考虑了导线表面电场不均匀性对电晕放电的影响,从而可对多相多分裂导线离子流场进行仿真计算。对三相8分裂1000kV交流线路的地面电场的计算结果表明,对典型1000kV三相交流输电线路参数,考虑电晕时的地面电场比不考虑电晕时增加约5%。子导线半径、分裂间距、分裂根数、相间距、线路高度等线路参数变化时电晕对地面电场有不同程度的影响。     

750kV变电站内导线表面电场分布数值分析

为了从线路结构上改善750 k V酒泉变电站工程中由于串内导线电晕放电导致噪声增大的情况,通过有限元软件,建立了输电线路三相线路的计算模型,同时考虑了无限远场,分析了避雷线对输电线路的电场分布的影响,计算了采用不同布置形式的750 k V线路表面的电场分布情况。结果表明,避雷线对输电线路表面的影响不大,同时,导线分裂数目和分裂间距越大,导线表面的最大电场强度值越小;计算内容中,当导线的分裂数目为四分裂、分裂间距为450 mm时,线路表面的场强值达到最小;最后将导线表面场强与全面电晕场强比值进行了计算,验证是否符合技术要求。计算结果为750 k V变电所导线选型提供了一定的理论依据和数据支持。     

超/特高压交流输电线路电晕损失的数值仿真研究

电晕决定输电线路的电磁环境特性。采用模拟电荷法计算交流输电线路的电晕损失,交流导线用多根线电荷表示,导线表面场强超过起晕场强时令一定量电荷由导线表面发射到空间中。将交流周期分为若干时段,在每一时刻都考虑了导线表面电荷发射、空间电荷运动、空间电荷复合等效应,重复计算若干周期直至离子流场稳定。在已有方法的基础上改进了起晕条件和电荷发射的计算方法,考虑了导线表面电场不均匀性对电晕放电的影响,从而可以对多相多分裂导线离子流场进行仿真计算,进而计算得到线路电晕损失。对三相8分裂特高压交流线路电晕损失计算结果与试验结果有较好的一致性。     

高压直流输电线路标称电场强度计算模型

针对高压直流输电线路的标称电场强度计算问题,以宜昌龙泉至常州政平的±500 kV高压直流输电线路为例,依据常用的简化计算方法,使用有限元分析软件COMSOL Multiphysics建立了四分裂导线–架空地线模型、单纯的四分裂导线模型和等效导线–架空地线模型。对3种模型进行仿真,并以四分裂导线–架空地线模型为参照,对比不同模型的标称电场强度分布。得出结论:架空地线对直流输电线路周围标称电场强度的影响很小,在工程应用中采用忽略架空地线的简化模型是可行;等效导线简化模型不适于分析线路附近的电场强度,但适于分析距离线路较远的区域且计算量大幅减少。     

高压直流输电线下空间电荷与电场的关系研究

为了分析高压直流输电线下空间电荷与电场两个电磁环境指标之间的联系,采用Sarma法对单极直流线路下的空间电荷密度和标称场强分布进行数值计算。利用空间电荷密度测量设备,在高压直流输电线路下方进行实际测试,分析一些线路参数对空间电荷密度与标称场强分布规律的影响。结果表明:高压直流输电线路周围的空间电荷密度和标称电场具有相似的变化规律,提高导线高度能明显减小空间电荷密度和电场强度,导线极间距和分裂数的小范围变化对空间电荷密度与地面电场影响不大,大气质量是影响空间电荷密度和电场强度大小的重要因素。     

交流电晕笼电晕特性数值计算分析(Ⅰ)——3维离子流场与电场分布

电晕笼被广泛采用于特高压交流输电线路的电磁环境试验研究。基于模拟电荷法建立了特高压交流电晕笼3维电场计算模型,计算中考虑了有限长导线的端部效应和分裂子导线表面场强的不均匀性,以及笼内3维空间电荷对导线起晕、电荷发射和迁移等物理过程的影响,比2维模型更符合实际情况。按此模型计算了500 kV交流电压下特高压电晕笼试验导线表面附近的3维电场分布,得到了交流周期内子导线表面场强的沿线分布,结果表明端部效应主要影响5 m防护笼内导线表面场强。此外通过电场强度云图分析了空间电荷影响下测量笼截面上的场强分布规律,结果表明场强10 kV/cm的区域为子导线表面外侧半径0.1 m范围内,空间电荷则分布于分裂导线外半径1 m的环状区域内,对此区间内电场强度的影响范围在-5~7 kV/cm间。     

高海拔条件下钢芯铝绞线的正直流电晕起始电压分析

电晕放电是输电线路设计和运行中面临的突出问题.电晕放电产生的能量损耗和无线电干扰、可听噪声干扰是线路设计和运行中需要考虑的重要因素.为此,研究了气压湿度等对正直流输电线路电晕起始电压产生的影响.输电导线大多采用单根导线或分裂的钢芯铝绞线,要计算导线电晕起始电压,绞线的表面电场需要得到准确计算.采用一种新的模拟电荷布置方...     

超特高压同塔4回输电线路工频电场强度的计算

通过对输电线路适当等效建模,应用模拟电荷法在输电线内部设置模拟线电荷,计算了超特高压同塔4回线路的导线表面电场强度和距地面1.5m处的工频电场强度,并与目前的特高压双回鼓型塔、单回猫头塔、单回酒杯塔和单回紧凑塔进行比较。结果表明,同塔4回线路的导线表面电场强度不高于其他塔型,同时地面工频电场强度要明显小于其他塔型。其理论依据为同塔的500kV导线屏蔽了1 000kV导线在地面方向的大部分电场。