±1100kV输电线路Y型绝缘子串电场分布特性研究
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摘要特高压直流穿墙套管作为换流站中连接阀厅和直流场的唯一通道,是承载系统全电压、全电流的核心设备。
作为换流站的核心设备,其安全稳定运行关系到整个系统的可靠性。
中国某1100kV直流穿墙套管采用V型结构,由户内和户外两个空心复合绝缘子通过穿墙而过的气体绝缘管道连接而成,气体绝缘管道内部垂直安装两个支柱绝缘子。
根据气固绝缘系统的非线性电导模型,考虑了气体内部载流子的产生、复合、迁移及扩散的物理过程,计算了1100kV穿墙套管内部气体绝缘管道的支柱绝缘子在直流电压下的电场分布,并比较了线性电导模型与非线性电导模型之间的差异。
同时,计算了电热耦合条件下的绝缘子暂态电场分布。
研究结果可为气固绝缘系统电场计算提供模型选用依据,对绝缘结构设计具有参考意义。
关键词:穿墙套管;气体绝缘;支柱绝缘子;电场分布;特高压0 引言特高压直流穿墙套管作为换流站中连接阀厅和直流场的唯一通道,是承载系统全电压、全电流的核心设备[1]。
与常见的电容式套管相比,特高压直流SF6气体绝缘穿墙套管以SF6气体为主绝缘,并采用内屏蔽电极调控内、外电场,在可靠性、安装、造价、国产化等方面都具有明显优势,近年来被逐步应用和推广[2]。
目前特高压直流SF6气体绝缘穿墙套管的外绝缘设计较为统一,均为FREP/HTV空心复合绝缘子[3],但不同厂家采用的内绝缘设计则存在一定的差异。
其中是否有必要在套管内部引入绝缘支撑是主要的争议之一:虽然支柱绝缘子能缓解中心导体发生挠度或冷热形变时对端部的压力,从而提升套管的机械性能;但同时长期运行在直流电压下的绝缘子由于表面电荷积聚等因素引发沿面闪络并导致设备损坏的风险也会有所增加[4]。
因此,合理分析支柱绝缘子在直流电压下的电场分布,对提高套管的绝缘性能具有重要意义。
图1为“V”形1100kV直流SF6气体绝缘穿墙套管型式试验现场。
图1 1100kV直流SF6气体绝缘穿墙套管型式试验现场Fig.1 Type test of 1100kV DC SF6 gas insulated wall bushing合理计算各种电压形式下的电场分布是设计绝缘结构的先决条件。
±1100kV换流站安全绝缘距离研究随着国家电网的不断发展,输电技术也得到了快速发展和更新。
±1100kV换流站作为重要的高压电力设备,在输电过程中发挥着至关重要的作用。
然而,大型高压设备的使用也带来了安全隐患,随着电压等级的提高,安全距离的确定也变得尤为重要。
本文就±1100kV换流站的安全绝缘距离进行研究探讨。
(一)安全绝缘距离的概念安全绝缘距离是指在一定的电压下,空气或其他介质中需要具备的接触距离,以保证人员和设备的安全,防止自然灾害或其他不可预见的因素造成危害。
1、电压等级高±1100kV换流站的电压等级较高,达到1.1MV,相对于低压设备来说,更容易引发电弧、击穿等事故。
2、电流密度大电流密度是电流经过单位面积的流动强度,高电压设备的电流密度一般很大,因此也容易引发事故。
3、体积较大由于电压等级的提高,±1100kV换流站的体积也随之增大,这就增加了设备维护和管理的难度。
综上所述,±1100kV换流站的电气安全特点对安全绝缘距离的研究和确定提出了更高的要求。
1、介质特性根据介质特性来确定安全绝缘距离,一般认为,空气的电介质强度为30kV/cm,一般情况下,如果电气设备在任意两点间的距离小于这个值,就应该进行相应的隔离。
根据电压等级来确定安全绝缘距离,一般情况下,根据安全距离公式,可以计算出在给定电压下的安全距离。
3、电气设备的形式和大小电气设备形式和大小的不同,也会影响安全距离的选择,一般来说,设备越大,对外界环境的影响也越大,需要的安全距离也越大。
4、周围环境因素周围的环境因素也需要考虑,如温度、湿度、气压等都会影响设备的电气特性,因此也会影响安全距离的选择。
基于以上因素,可以对±1100kV换流站的安全绝缘距离进行确定,以确保设备的安全运行。
除了以上的安全绝缘距离的研究内容外,还需要制定相关的控制措施,以增强设备的安全保障,主要包括以下几方面:1、引入可靠的组件和部件为设备引入可靠的组件和部件,以提高设备的绝缘性能和耐受能力,以保证设备正常运转。
±1100kV特高压直流输电的可行性及关键技术摘要:本文介绍了特高压直流输电的技术特点,并在现有±800kV特高压直流输电工程项目的基础上,结合近几年我国相关领域的技术研发成果,论述了发展±1100kV特高压直流输电工程的可行性,并针对发展±1100kV特高压直流输电工程提出了需要重点解决的技术问题和关键思路。
关键词:±1100kV 特高压直流输电换流站晶闸管电磁环境1、前言我国虽然地大物博,电力资源的分布却极不平衡,中部和东部发达地区的电力需求约占全国的69%,而水能和煤炭资源却不足全国的25%,电力供应紧张。
为了缓解这一形势,实现能源的优化配置,远距离、大容量的输电工程成为了必然的解决途径。
当前我国特高压直流输电工程的最高等级为±800kV,如云广特高压直流输电工程、向家坝至上海直流输电工程、锦屏至苏南直流输电工程等,为我国特高压直流输电的发展积累了工程实践经验。
随着输电距离和送电容量加大,考虑到设备的制造和运输难度、线路的损耗等,必须提高直流输电电压等级。
国家十二五特高压电网的重点工程——准东至重庆±1100kV特高压直流输电工程,是“疆电外送”的重要能源通道,全线总长度约2687千米,总投资370亿元,预计2014年投运,届时这一工程将打破世界输电工程电压等级、输送容量、输电距离三项纪录。
2、特高压直流输电的技术特点(1)特高压直流输电的输送容量更大、送电距离更远,且输电线路的走廊宽度为交流输电线路的一半;(2)直流输送的功率大小和方向可以实现快速控制和调节;(3)直流输电工程运行时,单极发生故障时,另一极还能够继续运行,并可以发挥过负荷能力,最大限度的减少输送功率的损失;(4)直流系统具有调制功能,可根据系统要求作出快速响应,提高电力系统暂态稳定水平;(5)采用直流输电线路使大电网之间互联,每个电网之间不会产生相互干扰和影响,并可在必要时迅速进行功率交换。
±1100kV特高压直流输电线路带电作业实用化技术研究发布时间:2021-11-18T02:38:44.337Z 来源:《福光技术》2021年18期作者:王霄飞[导读] 为实现±1100kV特高压直流输电线路的带电作业提供参考,具有一定的工程实用价值。
国网山西省电力公司输电检修分公司摘要:该文从昌吉至古泉首条±1100kV特高压直流输电线路的工程出发,分析此条直流线路的架设特点,并结合特高压直流带电作业的相关技术,对满足1100kV特高压直流输电线路要求的带电作业安全防护用具、进出等电位作业方法、工器具及其技术标准进行全面总结。
为实现±1100kV特高压直流输电线路的带电作业提供参考,具有一定的工程实用价值。
关键词:±1000kV特高压直流输电线路;带电作业;实用化技术1.±1100kV昌吉至古泉特高压直流输电线路概况与设备特点1.1塔窗尺寸与工作难度本线路直线塔采用“V”型绝缘子,工作电压及雷电过电压对塔头空气间隙不起控制作用,而操作过电压及带电作业工况直接影响塔头规划设计,合理选取操作过电压及带电作业工况下的空气间隙,对保证线路安全运行、有效控制工程投资十分重要。
设计中要求带电作业间隙还应考虑人体活动范围0.5m。
通过带电作业方式调整,带电作业间隙不作为塔头设计的控制条件。
±1100kV线路河南段建成投运前,对现场杆塔的间隙距离进行了现场测试。
根据国家电网公司企业标准《±1100kV直流输电线路带电作业技术导则》(报批稿),在1.5pu下,其带电作业要求的间隙距离9m,最小组合间隙距离为9.6m。
现场实测结果表明,杆塔塔身到均压环的最小距离约为9.6m,横担下表面到均压环上沿的距离约为10.1~13m,河南段直线杆塔的间隙距离基本均满足带电作业的要求。
根据±1100kV昌吉至古泉特高压直流输电线路设计施工总说明书可知,线路的耐张绝缘子片数是按照污区等级进行绝缘配置。
±1100kV特高压直流输电的可行性及关键技术摘要:本文介绍了特高压直流输电的技术特点,并在现有±800kV特高压直流输电工程项目的基础上,结合近几年我国相关领域的技术研发成果,论述了发展±1100kV特高压直流输电工程的可行性,并针对发展±1100kV特高压直流输电工程提出了需要重点解决的技术问题和关键思路。
关键词:±1100kV 特高压直流输电换流站晶闸管电磁环境1、前言我国虽然地大物博,电力资源的分布却极不平衡,中部和东部发达地区的电力需求约占全国的69%,而水能和煤炭资源却不足全国的25%,电力供应紧张。
为了缓解这一形势,实现能源的优化配置,远距离、大容量的输电工程成为了必然的解决途径。
当前我国特高压直流输电工程的最高等级为±800kV,如云广特高压直流输电工程、向家坝至上海直流输电工程、锦屏至苏南直流输电工程等,为我国特高压直流输电的发展积累了工程实践经验。
随着输电距离和送电容量加大,考虑到设备的制造和运输难度、线路的损耗等,必须提高直流输电电压等级。
国家十二五特高压电网的重点工程——准东至重庆±1100kV特高压直流输电工程,是“疆电外送”的重要能源通道,全线总长度约2687千米,总投资370亿元,预计2014年投运,届时这一工程将打破世界输电工程电压等级、输送容量、输电距离三项纪录。
2、特高压直流输电的技术特点(1)特高压直流输电的输送容量更大、送电距离更远,且输电线路的走廊宽度为交流输电线路的一半;(2)直流输送的功率大小和方向可以实现快速控制和调节;(3)直流输电工程运行时,单极发生故障时,另一极还能够继续运行,并可以发挥过负荷能力,最大限度的减少输送功率的损失;(4)直流系统具有调制功能,可根据系统要求作出快速响应,提高电力系统暂态稳定水平;(5)采用直流输电线路使大电网之间互联,每个电网之间不会产生相互干扰和影响,并可在必要时迅速进行功率交换。
±1100kV特高压直流输电线路电磁环境研究摘要:就我国目前电力企业领域发展现状而言,研究特高压直流输电线路电磁环境问题具有深远现实意义的,是对我国特高压输电线路工程发展的有效促进。
本文基于±1100kV直流输电线路无线电干扰原理及直流输电线路无线电干扰限值建议分析,实证研究了该输电线路所处的具体电磁环境。
关键词:±1100kV特高压直流输电线路;电磁环境;导线;无线电干扰对特高压直流输变线路工程而言,它其中的电磁环境决定了整体工程输电线路的基本最终成型结构与工程建设费用。
因此,应该深入研究该线路的电磁环境,本文主要从无线电干扰方面切入研究话题。
一、±1100kV特高压直流输电线路无线电干扰研究在特高压直流输电线路中,无线电干扰是比较常见的电磁环境影响因素。
它是指在正常电压运行环境下,特高压直流输变电线路导线表面所存在的电晕放电效应,这种电晕放电会对周围线路产生影响,特别是对无线电正常接收影响最大,这就造成了无线电干扰。
(一)无线电干扰产生的基本原理分析上文所说的电晕电流会形成脉冲注入导线效果,并沿着导线向特高压直流输变电线路两边顺向流动,最终促成范围磁场,它又被称之为“无线电干扰场”。
考虑到干扰场中电晕放电点及电流注入点都是均匀分布的,所以可以将导线视为是脉冲重复率高但基本稳态的电流场,且这一电流稳态场也具有一定的脉冲效果。
基于国内无线电干扰限值,同时考虑到直流、交流线路无线电干扰特征的不同,我国±1100kV特高压输电线路在经过经过高海拔地区特殊性影响下,它的正极导线对地投影20m以外的线路走廊边沿无线电干扰限值应该为0.5Hz,通常情况下一般地区取值为56dB(μV/m),如果是海拔高度高于1000m以上,取值应该调整至60dB(μV/m)[1]。
(三)对电磁环境中无线电干扰的计算分析对于电磁环境中无线干扰的计算,人类已经积累了大量的测量数据与总结经验,目前国际上对电磁环境中无线电干扰因素的影响计算主要包括两种推荐计算公式。
±1100kV特高压直流输电线路工程架线施工技术研究摘要:通过大量研究表明,在目前城市化和工业化快速发展的环境中,特高压直流电凭借输送容量大、电压高、输送距离长等优势取代了传统电流,并为电力企业建设电网指明了方向。
但无法忽略的是,在实际施工中,由于缺少规范的施工方式,不仅出现了各种问题,还威胁了人们的生产安全。
故而,需要利用合理的架线施工方式确保施工质量。
本文基于±1100kV特高压直流输电线路工程架线施工技术研究展开论述。
关键词:±1100kV特高压;直流输电线路工程;架线施工技术研究引言±1100kV特高压直流输电工程,是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输电距离最远、技术水平最高的特高压输电工程。
1±1100kv特高压直流输电特点及架线施工难点±1100kv特高压直流输电具有下列特点:①电压达到±1100kv,对电压设备提出较高的研发要求;②增加了送电距离,±1100kv特高压直流输电能送电达1500km;③扩大了送电容量,±1100kv特高压直流输电工程的输电容量5GW与6.4GW和直流额定电流3125A与4000A有效对应。
基于特高压直流输电的电压特点,加大了制造特高压直流输电设备的难度,增强了设备的绝缘性能,提高了对±1100kv特高压直流输电线路的架线施工标准:①交叉跨越施工。
其在架设高压输电线路中时常出现,为保证施工人员的安全,需要综合思考承力索的截面承载力;②由于导线质量偏大,施工人员要结合工程特点对每个直线塔的垂直荷载分别计算;③施工中紧密结合牵引力挑选牵引绳和导引绳。
由于目前施工环保思想的兴起,施工中采取不落地展放对导引绳和牵引绳科学处置;④由于耐张串产生较大重量,空中作业时要采取适合的方法进行起吊。
但紧线过程会产生较大的张力,要求施工人员采取合理的方法实施紧线操作。
作业中利用高空对接的方式进行挂线,并根据前后顺序处理众多导线,防止它们彼此干扰。
特高压直流输电线路绝缘配置与性能分析摘要:本文在±800kV和±1100kV直流输电技术的基础上,进一步研究直流输电技术中主接线设计、过电压与绝缘配合、外绝缘等关键技术在电压等级进一步提升后面临的问题,为未来更高电压等级的选择提供技术支撑。
与±1100kV直流输电技术相比,更高电压等级特高压直流可实现更大范围内的能源资源优化配置。
关键词:特高压;直流输电线路;绝缘配置1.前言特高压直流输电具有距离远、容量大、损耗低的优势,是实现我国能源资源优化配置的有效途径。
多项特高压工程的建设和陆续投运,标志着我国在超远距离、超大规模输电技术上取得全面突破,全面进入特高压交直流电网时代,推动电网格局向全国范围统筹平衡转变,同时也显著提升了我国电气设备制造业的自主创新能力和核心竞争力,具有良好的经济和社会效益。
2.特高压直流输电线路绝缘配置2.1绝缘子选型直流线路绝缘体具有高污染率和低污染闪光电压。
因此,直流线路绝缘子的串长主要取决于工作电压下绝缘子的污闪特性。
目前国内外已有数十条直流高压线路使用瓷绝缘子和玻璃绝缘子,复合绝缘子和长杆瓷绝缘子。
其中应用最广泛的是玻璃绝缘子,约占直流线路绝缘子总数的80%,其次是瓷绝缘子,复合绝缘子呈快速增长的趋势,长棒形瓷绝缘子的使用量最少。
后两种绝缘子主要用于重度污染地区和不方便的清洁区域。
表1列出了不同绝缘子的性能,并参考已有类似直流工程的经验,线路绝缘子的选型建议如下:轻污区悬式绝缘子可采用盘式绝缘子或复合绝缘子。
中污区和重污区悬垂绝缘子采用复合绝缘子。
耐张绝缘子采用盘式绝缘子,部分可以试用复合绝缘子和长棒形瓷绝缘子。
表1不同类型线路绝缘子的性能比较2.2绝缘配置绝缘配置应同时满足工作电压,工作过电压和雷电过电压的要求。
直流输电线上的绝缘子数量主要取决于工作电压的污染电压特性。
因此,通常基于污染性能来选择绝缘体的数量,然后检查计算操作和雷电冲击特性。
±1100kV特高压直流复合绝缘子的设计与分析作者:张克胜薛利军来源:《中国科技纵横》2018年第06期摘要:±1100kV直流棒形悬式复合绝缘子对绝缘距离、结构高度和爬电距离有较高要求,因其需要承受较大的机械和电气负荷,本文从结构入手,重新对绝缘子的均压环、伞裙和金具结构进行了设计,综合分析后选择合适的芯棒的外套材料,满足特高压直流复合绝缘子的实际需要。
关键词:特高压直流;机械强度;棒形悬式复合绝缘子;均压环中图分类号:TM216 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)06-0146-02国家经济总量持续高速发展,对能源和电力的需要越来越大,能源供应不足时国民经济发展的短板。
根据预测,电力装机容量达到10-12亿千瓦方能满足经济发展需求,同时对电力输送提出更高要求。
在今后的电网发展中,直流高压输电将会成为输电发展方向。
在高压输电线路中,绝缘子污秽问题比较严重,玻璃材料和瓷是目前耐高压悬式绝缘子的主要组成成分。
使用这种材料的绝缘子重量大、长度长,造成塔窗尺寸大、存在安全隐患等问题,需要研究新型适合±1100kV特高压直流输电线使用的复合绝缘子。
1 概述±1100kV直流复合绝缘子属于“新材料”技术领域的输电设备,它的组成结构由伞裙、芯棒、外护套、金属端头等部件组成。
内绝缘和机械负荷主要由芯棒承担,外绝缘由护套和伞裙提供,并且避免空气对芯棒的腐蚀[1]。
复合绝缘子整体结构如图1所示。
2 产品尺寸及参数±1100kV直流复合绝缘子需要更高的电气及机械性能,产品结构形式在技术上与800kV 复合绝缘子有诸多相同和不同,首先其组成结构大体相同,均由芯棒、金具、均压环、伞裙等组成,根据±1100kV直流高压线路大多负责西电东送,使用环境差别大,要求其雷电冲击耐受电压不小于4950kV、直流湿耐受电压不小于1250kV/min、湿操作冲击耐受电压不小于2500kV、机械负荷在850kN到1250kN之间,可见电晕电压不小于+1290kV[2]。