特高压交流输电线路的无线电干扰研究

电力行业是保障民生最基础最重要的行业,已经为我国经济发展做出了重大贡献。输电系统作为电力行业的重要组成部分,一直是电力行业研究的重要课题。特高压交流输电线路在输电的过程中会产生各种干扰,电晕放电引起的无线电干扰已经是交流输电设计优化需要考虑的重要内容,该文在此基础上就特高压交流输电线路的无线电干扰进行了研究,从而更地好促进我国电力企业的发展。     

UHVAC输电线路对无方向信标台有源干扰的分级

特高压交流输电线路对无方向信标台有源干扰的影响程度是工程中必须考虑的因素,目前这方面的研究还较为少见.在特高压交流输电线路有源干扰下,对无方向信标台所面临的干扰进行了分级.首先描述了特高压交流输电线路对无方向信标台有源干扰的产生机理,然后提出干扰分级方法,推导了接收机信噪比模型,给出了无方向信标台在输电线路有源干扰下的信噪比曲线,并对晴空和大雨条件下的信噪比进行了对比分析,根据仿真结果对无方向信标台受到的干扰进行了分级.研究表明,分级结果能细致地反映台站受输电线路有源干扰的程度,为线路、台站的架设提供理论依据.     

交直流特高压线路无线电干扰和可听噪声产生机理及本征特性研究2013年度报告

交、直流特高压输电线路导线电晕放电会产生较强的无线电干扰和可听噪声问题,这已成为交直流输电线路设计和运行中的决定因素之一。基于电磁场理论、气体放电理论、电声学理论,该研究电晕放电产生无线电干扰和可听噪声的机理,进而建立交、直流特高压输电线路电晕放电与无线电干扰和可听噪声的关联特性,最终获得交、直流特高压线路无线电干扰和可听噪声的特性及计算方法。目前已经取得了部分研究成果,初步完成了2013年度预期目标,主要成果包括:(1)基于单点放电、尖板放电、脉冲放电、导线放电等实验模型,初步获得了电晕电流的时域和频域统计特性,开展了电晕电流的传播模型研究,提出了电晕放电初始电流波形的确定方法和无线电干扰的时域建模方法;(2)基于电晕放电可听噪声的近距离测试方法及时域测试技术,获得了单点电晕放电产生的可听噪声的时域波形,分析了声场的传播特性,初步获得了单点放电可听噪声时域波形与电晕放电初始电流时间波形的关联特征;(3)基于电晕放电模型,提出了电晕放电空间电荷运动的数值模拟方法,建立了电晕电流微观分析模型;(4)基于直流特高压电晕笼的大量试验,获得了正、负极性直流导线的可听噪声频谱规律,提出了采用8 k Hz分量法预测可听噪声A声级的方法;(5)研究了特高压直流长试验线路与短试验线段无线电干扰和可听噪声的转换关系,提出了利用短试验线段测量数据估计输电线路无线电干扰和可听噪声的方法;(6)对交流特高压试验示范工程输电线路的无线电干扰进行了长期监测,获得了冬季和夏季无线电干扰的统计特性,通过统计分析,初步获得了特高压交流线路无线电干扰、可听噪声的经验公式。2013年度的研究成果,对后续可听噪声产生机理的研究及可听噪声的预测方法的研究奠定了较好的实验基础,为后续无线电干扰特性及产生机理研究奠定了理论和实验基础。     

考虑耐张串效应的特高压线路导线弧垂的理论解

在特高压架空输电线路工程中,导线弧垂的计算必须考虑耐张绝缘子串的影响。随着耐张绝缘子串的串长和串重的增大,传统的抛物线法和力矩平衡法计算导线弧垂的准确性将大大降低。为了得到考虑耐张绝缘子串的悬链线弧垂的计算方法,本文建立包含耐张绝缘子串导线弧垂的悬链线方程,该方程为精确理论方程,精确度高 ,并与传统的简支梁法对比分析,最后结合工程现场实测,理论计算结果与实测结果最大相差1.97%,验证了悬链线法的正确性。     

基于功率圆的特高压线路输电能力分析

基于精确分析特高压线路输电能力的系统模型,结合特高压输电系统运行时的热极限、功角极限和电压约束,给出了用功率圆分析有功功率、无功功率与给定输电系统参数三者之间关系的方法.对于给定的特高压输电系统,功率圆不仅能方便地量化其运行区域,且能快速确定其输电能力的限制因素.对晋东南-南阳-荆门特高压交流实验示范工程进行了仿真,结果验证了方法的有效性.     

云广±800 kV特高压直流线路通信干扰计算

为了分析直流输电线路对通信干扰的影响,提出了一种准确计算直流输电线路对电信回路电磁干扰影响的方法.首次将交直流基波和谐波潮流统一算法应用于通信线路干扰计算中,在考虑了直流输电线路分布参数的情况下,进行了各种运行方式下直流输电线路的谐波电流和电压的计算,发现交流母线基波电压相位差对谐波电流计算有着不可忽略的影响.同时,利用线路的具体结构进行了通信干扰计算所需的各种参数的计算.在此基础上,根据不同运行方式分别计算了直流线路谐波电流正序、零序分量通过感性耦合引起的通信干扰,给出了云广直流线路在不同接近距离时通信回路上的等效干扰电压.提出的方法对正确地计算通信干扰有现实的意义.     

输电导线空气动力特性研究进展

我国输电线路工程普遍具有线路长、跨度大的特点,传统的输电方式难以满足输电工程的要求,所以目前的研究集中在了特高压直流和特高压交流输电技术.这种特殊的输电方式实现了大跨度送电,但输电导线气动参数更为复杂,风荷载下的参与变量增多.而在风荷载激励下,输电导线易发生次档距振动和舞动两种振动现象,这直接影响着电网的运行安全.分析导线在风荷载作用下的空气动力特性是研究输电线路风致振动机理的基础.因此,为了能准确掌握提高输电线路可靠性与稳定性的关键技术,科研人员从多方面对输电导线的空气动力特性进行了严谨的研究.对此进行了归纳与梳理,这为扩展交、直流输电技术以及输电导线的风致振动防治提供了研究思路.     

特高压输电线路工频电场分布分析

通过现场测量和有限元计算方法,以向家坝—上海特高压输电线路上海段为基础建立并简化1 000kV特高压交流输电线路模型.对电场强度的分布规律作出论述,分析了影响输电线路下方电场强度的因素,并提出了跨越居民区时,达到国家相应安全标准的输电线路对地高度.     

云广±800kV特高压直流线路通信干扰计算

为了分析直流输电线路对通信干扰的影响,提出了一种准确计算直流输电线路对电信回路电磁干扰影响的方法．首次将交直流基波和谐波潮流统一算法应用于通信线路干扰计算中,在考虑了直流输电线路分布参数的情况下,进行了各种运行方式下直流输电线路的谐波电流和电压的计算,发现交流母线基波电压相位差对谐波电流计算有着不可忽略的影响．同时,利用线路的具体结构进行了通信干扰计算所需的各种参数的计算．在此基础上,根据不同运行方式分别计算了直流线路谐波电流正序、零序分量通过感性耦合引起的通信干扰．给出了云广直流线路在不同接近距离时通信回路上的等效干扰电压．提出的方法对正确地计算通信干扰有现实的意义．     

330kV同塔双回交流输电线路的电磁环境研究

随着公众环保意识的提升,高压输电线路周围的电磁环境问题受到越来越多地关注,关于电磁污染引起的一些纠纷及案件也日益增加。而确定线路下方电场效应、无线电干扰和可听噪声等电磁环境参数是输电线路设计的关键问题之一。文中针对电磁环境中的4个主要电磁参数进行了研究,并基于对这些参数的分析确定了线路的设计方案。文中以陕西某条设计中的330 k V同塔双回交流输电线路为研究对象,详细分析研究其电磁参数。计算了腰型和紧凑型2种塔型下的导线表面电场强度、无线电干扰、可听噪声等电磁参数,对同相序和异相序2种情况下的各参数进行对比分析后,给出了最佳设计方案,为实际线路设计提供了有效的参考依据。     

特高压交流同塔双回输电线路损耗特性研究

在对特高压交流同塔双回输电线路损耗特性进行研究时,需计算输电线路损耗值,传统方法需通过实测方式获取输电线路损耗值,而受到压等级和导线方式的影响,当前还没有有效的实测方法,实现困难。为此,提出一种新的特高压交流同塔双回输电线路损耗特性研究方法。对某地区双回1000kv和双回500kv特高压交流同塔双回输电线路进行研究。采用π型等效电路对输电线路进行描述,依据电路分析结果对输电线路电阻损耗进行计算。依据不同天气下电晕损耗计算原则,在采集大量实验数据的基础上,提出一定范围内输电线路单位长度电晕损耗计算公式。研究不同天气环境、输送量、输送距离、负载率对输电线路损耗的影响。得出以下结论：4分裂导线单位长度电晕损耗低于8分裂导线;下雨情况下电晕损耗显著高于干燥情况下的电晕损耗;输电线路损耗率随输送量无显著变化,随输送距离的增加而增加,随负载的增加而增加,1000kv输电线路损耗率随复杂率的涨幅比500kv输电线路低,优势高。     

特高压输电线路工频电磁场的影响因素分析

电磁环境是制约特高压建设和发展的一个关键问题。对1 000 kV特高压输电线路的相导线对地高度、相间距离、分裂导线数量、分裂间距、双回路导线相序布置方式和接地避雷线设置等因素对工频电场的影响进行了仿真和分析。并针对不同的影响因素,提出了降低特高压输电线路工频电场强度的应对策略。     

后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响研究

为分析负极性后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响,采用电磁暂态程序计算绕击耐雷水平、改进电气几何模型计算线路绕击跳闸率的方法,研究了首次雷击、与首次雷击相同以及不同回击通道的后续雷击下雷电流波形和幅值分布、杆塔高度和地线保护角对典型结构的110、220、500和1 000kV输电线路绕击耐雷性能的影响.结果表明:后续雷击的电流分布对线路绕击跳闸率影响极大,而后续雷电流波形影响很小;异回击通道后续雷击对500kV以下线路的绕击跳闸率影响很大,而对特高压线路影响较小;500kV线路有必要考虑后续雷击的影响;在线路首次雷击和异回击通道后续雷击绕击跳闸率为0的情况下,同回击通道后续雷击仍可能造成绕击跳闸.     

基于ANSYS的输电导线找形方法研究

输电导线的初始找形是进行后续各种塔线体系结构动力分析的基础和前提.针对输电导线找形在ANSYS上的实现,本文提出了一种节点滑移法,并将该方法用于实例找形分析中,得到的导线的弧垂值和应力值与它们各自的理论值之间的误差很小,在工程允许范围内,证明了用该方法进行导线找形计算的准确性和可行性.本文提出的节点滑移法与实际架线过程近似,克服了常规方法的一些不足,拓展了导线找形这个课题的研究.     

1000kV交流特高压输电线路电场仿真分析

高压输电线路的电磁环境越来越受到人们的关注,特高压输电线路的电磁场强度要求直接影响线路建设成本.在改进超高压输电线路工频电场分布的数学模型的基础上,采用逐次镜像法对1000 kV交流特高压输电线路工频电场进行计算,采用MATLAB编制计算机仿真程序,对不同条件下的电场进行仿真,得出电场分布与各种因素之间的关系.     

高压交直流同塔输电线路无线电干扰与可听噪声的计算

为了寻求一种适合交直流同塔架设线路的无线电干扰与可听噪声计算方法,从理论上分析了混合线路表面场强的特点,利用线性叠加原理求出混合线路表面场强,并结合晴天和雨天对交流和直流线路电晕程度的不同影响,提出在同一种天气状况下计算交直流线路无线电干扰与可听噪声。用3种计算无线电干扰与可听噪声的方法,分晴天和雨天情况进行计算比较,结果表明3种方法中 BPA 修正公式计算值最大,该方法可视为目前计算交直流同塔线路无线电干扰与可听噪声的有效方法。     

1000kV输电线路中分布电容对分相电流差动保护影响的仿真分析

介绍了MATLAB软件中电力系统工具箱的功能和仿真任务,通过MATLAB对1000kV输电线路进行了仿真,分析了特高压线路中分布电容对分相电流差动保护的影响,验证了并联电抗器补偿可以有效地减小特高压线路中的电容电流。     

特高压格构式输电塔线体系振动台试验设计

特高压输电塔线体系具有跨越档距大、塔体高的特点,进行地震模拟振动台试验测试时,现有结构试验方法难以完成.本文以特高压交流单回路输电线路工程为背景,设计制作了三塔两线体系缩尺模型,文中详细阐述了振动台试验的模型设计工作,其中包括试验材料的选取、动力相似关系的确定、模型的制作以及试验方案设计等方面.针对由强几何非线性的导、地线与弹性输电铁塔这两种不同形式的结构所组成的耦联体系提出了动力参数分离式模型设计方法,解决了塔线体系按统一比例无法满足振动台台面尺寸要求的问题.理论分析和实测对比验证了该模型较好地满足了振动台试验要求,该方法使得通过振动台试验研究特高压输电塔线体系的地震反应得以实现.     

特高压输电塔气弹模型风洞试验研究

为进一步了解特高压输电塔风振响应的特点,以正在建设的淮南-上海1000kV特高压线路中的一基双回路直线塔为原型,采用离散刚度法制作了输电塔气弹模型,进行了输电塔在紊流场中不同风速、不同风攻角下的气弹模型风洞试验.试验结果表明:输电塔模型的响应随风速的增大而增大;位移响应受风攻角的影响比较明显,在15°风时位移响应最大;各试验工况下,输电塔模型横风向的振动比较显著,X向和Y向的加速度响应处于同一量级且数值比较接近;Y向的加速度响应在0°风时最大,X向的加速度响应在90°风时最大,但任何工况下,输电塔X向的加速度响应均大于Y向的加速度响应.     

特高压长线路电容电流对距离保护的影响

特高压输电线路是全国统一电网的骨干网架．为保证其安全可靠运行,分析指出了特高压长线路的分布参数特性使传统距离保护的测量阻抗不与故障距离成正比．研究表明,线路空载运行条件下发生经高阻故障时短路电流相对偏小,而特高压输电线路电容电流大,因此线路电容电流可能影响阻抗元件出现超越或拒动问题．同时提出了特高压长线路距离保护的改进措施,理论分析与仿真测试验证了传统距离保护应用于特高压长线路时存在的缺陷,并证明了距离保护改进措施的有效性与可行性．