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交叉跨越区段下方穿越线路绕击特性研究

宁夏电力 2023年第6期 41-46,54页

作者：高磊邓冶强王羽文习山国网江苏省有限公司无锡供电分公司江苏无锡214000 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430000

随着特高压线路的兴建,由于输电走廊的空间限制,不可避免地会出现特高压线路与500 kV交流线路交叉跨越的情况,且在穿越处下方500 kV输电线路的绕击性能与一般非跨越区段情况输电线路具有较大差异。本文基于电气几何模型法,对上方鼓形双... 详细信息

随着特高压线路的兴建,由于输电走廊的空间限制,不可避免地会出现特高压线路与500 kV交流线路交叉跨越的情况,且在穿越处下方500 kV输电线路的绕击性能与一般非跨越区段情况输电线路具有较大差异。本文基于电气几何模型法,对上方鼓形双回1 000 kV交流线路输电通道对穿越下方500 kV干字型线路的情况进行了计算,并分析了下方钻越线路避雷线架设方式对各相绕击率的影响。研究结果表明上、下方线路穿越中心点200 m范围内具有雷电屏蔽作用,且距离中心点越近,屏蔽作用越强。避雷线架设方式对各相绕击率影响的计算结果表明,被穿越的下方线路穿越点附近1基以内杆塔线路可以不架设避雷线。研究结果对特高压线路跨越的500 kV交流线路防雷设计提供参考。

关键词：交叉跨越电气几何模型绕击雷电屏蔽特高压线路

交叉跨越处高压交直流输电线路离子流场仿真研究

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交叉跨越处高压交直流输电线路离子流场仿真研究

作者：晏昕童湖南大学

学位级别：硕士

高压直流输电工程的大量建设使得新建直流线路与原有交流、直流线路的交叉跨越情况变得频繁,为了确保附近人员活动的安全,限制周边环境受到的影响,有必要对高压直流输电线路交叉跨越区域的电场环境进行合理的预测与分析。为了研究高压... 详细信息

高压直流输电工程的大量建设使得新建直流线路与原有交流、直流线路的交叉跨越情况变得频繁,为了确保附近人员活动的安全,限制周边环境受到的影响,有必要对高压直流输电线路交叉跨越区域的电场环境进行合理的预测与分析。为了研究高压直流导线交叉跨越处的电场环境,本文比较了有限元计算软件COMSOL Multiphysics与有限体积法计算软件FLUENT ANSYS对于离子流场问题的仿真效果,提出了一种基于对数值模拟软件FLUENT进行二次开发的三维离子流场有限体积法仿真方法,避免了全部自写程序构建三维偏微分求解器的巨大工作量。该方法通过C语言程序自定义标量输运方程与边界条件,离散使用全结构化网格,采用循环计算迭代修正的方式来获得满足Kaptzov假设的表面电荷密度分布。其中分裂导线使用电晕程度等效法等效成单根导线,边界处定义离子输运方程的一阶迎风差分格式以保证收敛,离子流场计算所需的人工边界处标称电势由求解器只求解电势泊松方程给出而无需额外使用模拟电荷法。通过同轴圆柱离子流场解析解、实际运行的双极直流线路下地面离子流场测量值验证了方法的有效性。使用上文提出的仿真方法,本文对高压直流线路从上方以不同方式跨越交流线路的情况进行了模拟,根据计算结果分析了交流线路对直流线路离子流场的影响以及不同交叉角度、跨越距离下地面离子流场的分布规律。在计算混合电场时,采用平均电压代替交流线路的工频电压,表面电荷密度的修正停止条件被设定为整根导线的表面平均场强等于起晕场强而不再追求处处相等。同时,为了减小修正次数,使用更科学的表面电荷密度修正公式来推算下一次计算中表面电荷的取值。最后,本文将交直流线路交叉跨越处离子流场的模拟方法拓展至高压直流线路间相互跨越区域的离子流场计算中,根据计算结果分析了直流线路间相互影响的作用规律与不同交叉角度、跨越距离下地面离子流场分布的复杂变化情况。以上方法均通过了已发表的实验数据的验证,被证明可以用于实际高压线路交叉跨越情形区域的离子流场预测。

关键词：离子流场高压直流线路高压交流线路交叉跨越有限体积法

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交叉跨越输电导线三维工频电磁场计算

高电压技术 2011年第7期37卷 1752-1759页

作者：陈楠文习山蓝磊罗杰李晔武汉大学电气工程学院武汉430072 株洲电业局株洲412000 宁夏电力科学研究院银川750002

为了研究交叉跨越导线周围的工频电磁场分布,考虑导线弧垂和杆塔,根据悬链线方程建立了三相交叉跨越导线的三维电磁场计算模型。基于模拟电荷法,利用线性变化的有限长线电荷模拟输电导线轴向电荷分布,计算交叉导线下方产生的工频电场。... 详细信息

为了研究交叉跨越导线周围的工频电磁场分布,考虑导线弧垂和杆塔,根据悬链线方程建立了三相交叉跨越导线的三维电磁场计算模型。基于模拟电荷法,利用线性变化的有限长线电荷模拟输电导线轴向电荷分布,计算交叉导线下方产生的工频电场。基于毕奥—萨瓦定律,采用有限长载流细导线模型计算交叉导线下方产生的工频磁场。计算分析了交叉角度和导线相序对电磁场分布的影响规律,结果表明:随着交叉角增大,导线下方电磁场逐渐减小;改变导线相序电磁场最大值基本不变;电场强度最大值出现在同相导线投影交叉点位置附近,工频磁场最大值出现在跨越导线中相与被跨导线边相投影交叉处,实际工程中应予以注意;此外,交叉线路下方被跨越导线对交叉导线的电场有屏蔽作用,对磁场则与交叉角度有关。最后对银川地区两条典型交叉输电导线进行了现场测量,验证了算法的有效性。

关键词：输电导线交叉跨越工频电场工频磁场模拟电荷法毕奥-萨瓦定律测量

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基于双目测距的输电线交叉跨越测量

高电压技术 2018年第11期44卷 3657-3663页

作者：孙胜男吕玉祥王帅南永兵邵亦博太原理工大学物理与光电工程学院

高压输电线间距过小时容易出现相间闪络和短路等故障,为预防此类故障带来的危害,提出了基于双目测距的输电线交叉跨越测量方法。该方法基于改进的链码算法,设计了一种输电线自动检测算法,以提取输电线的像素坐标;依据双目测距原理,建立... 详细信息

高压输电线间距过小时容易出现相间闪络和短路等故障,为预防此类故障带来的危害,提出了基于双目测距的输电线交叉跨越测量方法。该方法基于改进的链码算法,设计了一种输电线自动检测算法,以提取输电线的像素坐标;依据双目测距原理,建立了输电线交叉跨越几何测量模型,计算了输电线间距。最后将该方法应用于对山西阳泉2条输电线的现场测量中。实际测量结果表明,该方法可以有效地对待测线路进行检测、拟合与合并,能够准确地获取待测线路的像素坐标;在几何测量模型中,待测的2条线路无论是平行,还是交叉跨越,均可被准确测量,实现了自动检测与无接触测量。与全站仪测量结果相比,新方法的最大测量误差〈2%,证明新方法准确有效,满足实际测量要求。

关键词：输电线路交叉跨越改进链码线路合并双目测距几何测量模型

交叉跨越和同塔多回输电线路复杂故障的故障分析方法与保护影响研究

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交叉跨越和同塔多回输电线路复杂故障的故障分析方法与保护影响研...

作者：唐旭华南理工大学

学位级别：硕士

受输电走廊资源的限制,输电线路在同一走廊内多条线路架设以及线路之间的交叉跨越现象越来越多。近年南方地区恶劣天气频发,同塔或交叉跨越多回线路发生碰线、断线后碰线等复杂故障的几率大增。这种复杂故障对系统的影响可能超过原设防... 详细信息

受输电走廊资源的限制,输电线路在同一走廊内多条线路架设以及线路之间的交叉跨越现象越来越多。近年南方地区恶劣天气频发,同塔或交叉跨越多回线路发生碰线、断线后碰线等复杂故障的几率大增。这种复杂故障对系统的影响可能超过原设防标准,或导致继电保护拒误动问题,扩大停电范围。现有分析计算方法与软件工具均缺乏此类复杂故障的通用描述方法与数学模型,不利于电网交叉跨越点复杂故障的扫描分析与计算。为此,本文围绕交叉跨越和同塔多回输电线路复杂故障通用模型的构建,基于该故障通用模型的短路电流计算与保护灵敏度分析,以及机电暂态仿真应用开展学位论文工作。主要研究内容如下:(1)针对多回线路跨线短路、断线后跨线短路或同一位置多跨接点短路等复杂故障类型,本文定义多故障总线、断线和非断线型故障端口,采用故障状态开关连接各故障端口各相线,构建可描述多回线路任意复杂故障的故障通用拓扑,提出适用于多回线路任意复杂故障类型的通用描述方法;(2)根据故障通用拓扑的开关状态,按相构建电压、电流初始边界方程矩阵,消去无关变量并利用对称分量变换得到序分量下的故障端口边界特性矩阵,从而构建适用于多回线路任意复杂故障类型的故障端口边界特性模型;(3)根据故障线路各端节点阻抗矩阵和故障线路线间互感,计算多回线路耦合或非耦合时任意多个故障端口的节点阻抗矩阵,以此构建故障端口序网特性模型;联合故障端口边界特性模型实现多回线路任意复杂故障的短路电流计算方法;(4)定义适用于多回线路任意复杂故障的故障卡片格式,以此作为本文短路电流计算程序的输入,通过构建相同电压等级、含同塔输电线路的不同电压等级算例模仿真型验证本文所提短路电流计算方法的正确性;利用此短路电流计算程序进行复杂故障类型遍历,对实际电网交叉跨越线路的主保护和后备保护进行复杂故障灵敏度校验;(5)利用故障端口边界特性模型和故障端口序网特性模型构建故障端口正序附加特性模型,以此获取故障线路各端节点的正序附加等值电路卡,实现交叉跨越和同塔多回输电线路复杂故障的暂态数据等值描述,并利用BPA完成机电暂态仿真输出。通过与BPA双回线异名相短路故障卡的机电暂态仿真输出结果比对,验证故障正序附加等值电路模型的正确性。

关键词：交叉跨越同塔多回复杂故障短路电流计算线路保护机电暂态仿真

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多回交叉跨越架空输电线下工频磁场计算方法

中国电机工程学报 2016年第15期36卷 4127-4133页

作者：肖冬萍刘淮通姜克儒李松浓侯兴哲输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 国家电网重庆市电力公司电力科学研究院重庆市渝北区401123

随着我国电网快速发展,多回不同电压等级、不同结构的架空输电线路交叉跨越的情况增多,线下工频磁场是否满足国家电磁环境限值标准以及如何合理设计线路结构抑制线下磁场强度,都是亟待解决的新问题。对此,建立了架空输电线路三维磁场计... 详细信息

随着我国电网快速发展,多回不同电压等级、不同结构的架空输电线路交叉跨越的情况增多,线下工频磁场是否满足国家电磁环境限值标准以及如何合理设计线路结构抑制线下磁场强度,都是亟待解决的新问题。对此,建立了架空输电线路三维磁场计算模型,考虑尽可能多的线路结构影响因素。将非平行架设的多回输电线分别置于不同的笛卡尔坐标系中,根据推导出的坐标变换关系,将多回线路产生的三维磁场统一在xyz坐标系中叠加形成合成磁场,以此解决计算复杂的问题。两个典型算例分析表明,所提出的方法,能够快速、准确地计算出交叉跨越输电线下的工频磁场,可在较大空间范围内反映磁场分布特征,具有良好的计算效率。分析得到线路结构、多回线路空间交叉位置关系、电流相序排列等因素对合成磁场的影响规律,可为受限于电磁环保标准要求的交叉跨越输电线结构设计和布局提供参考。

关键词：架空输电线交叉跨越工频磁场三维坐标变换影响因素

交流输电线路可听噪声计算分析(Ⅱ)—交叉跨越架设

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高电压技术 2019年第12期45卷 4070-4078页

作者：付万璋何旺龄谢龚浩梁倩旖蓝磊陈豫朝武汉大学电气与自动化学院武汉430072 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074 国家电网有限公司北京100031

输电线路交叉跨越架设时,其可听噪声分布特性是线路设计时的关键因素。因此,采用中国电科院提出的声功率级预测公式,搭建了考虑弧垂影响的输电线路交叉跨越可听噪声计算模型,该模型考虑了2线路之间表面场强的耦合作用。首先采用此模型... 详细信息

输电线路交叉跨越架设时,其可听噪声分布特性是线路设计时的关键因素。因此,采用中国电科院提出的声功率级预测公式,搭建了考虑弧垂影响的输电线路交叉跨越可听噪声计算模型,该模型考虑了2线路之间表面场强的耦合作用。首先采用此模型计算了实际某条特高压1000 kV线路跨越超高压500 kV线路时,好天气情况下交叉跨越区域内可听噪声分布特性,并对比分析了3条典型路径上可听噪声分布与实际测量结果的误差,结果表明,3条路径上的平均相对误差为3.09%,验证了所提计算模型的准确性。而后研究了1000 kV单回线路与500 kV双回线路交叉跨越架设时,交叉角度、500 kV导线相序排列以及2线路间空气间隙距离对于交叉跨越区域可听噪声分布的影响。研究结果表明:当交叉角度在0°~90°间变化时,随着交叉角度的增大,边相外20 m处可听噪声逐渐降低,可听噪声幅值呈现一个先增大后缓慢减小的趋势;交叉角度为45°时,可听噪声幅值最大;500 kV双回线路采用顺相序排列(ABC-ABC)可以优化交叉跨越区域可听噪声分布;随着空气间隙距离的增大,1000 kV线路可听噪声水平整体增大。

关键词：交叉跨越交流输电线路可听噪声交叉角度相序排列

两回高压直流输电线路交叉跨越时地面合成电场计算

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电工技术学报 2017年第2期32卷 77-84页

作者：王东来卢铁兵崔翔李学宝马文祚新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

高压直流输电线路交叉跨越是我国特高压技术发展中可能出现的新问题。为了建设满足电磁环境要求的直流输电工程,应当研究相应的合成电场预测方法。由于两回直流线路相互影响,交叉跨越区域内合成电场呈复杂的三维分布。本文提出一种两回... 详细信息

高压直流输电线路交叉跨越是我国特高压技术发展中可能出现的新问题。为了建设满足电磁环境要求的直流输电工程,应当研究相应的合成电场预测方法。由于两回直流线路相互影响,交叉跨越区域内合成电场呈复杂的三维分布。本文提出一种两回直流线路交叉跨越时地面合成电场的计算方法,该方法基于三维通量线法,采用模拟电荷法计算标称电场,利用Deutsch假设计算合成电场。通过在实验室内搭建直流导线交叉跨越试验平台,对计算方法进行验证。基于该方法,对±800k V线路跨越±500k V线路时地面合成电场的分布进行研究。与一回±500k V线路单独存在相比,±800k V线路以90°跨越±500k V线路时,地面合成电场峰值基本不变,但分布规律更为复杂。

关键词：高压直流输电电晕放电合成电场交叉跨越 Deutsch假设

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交流输电线路交叉跨越区空中电场计算分析

电机与控制学报 2017年第8期21卷 72-77,87页

作者：宋福根林韩福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108 国网福建省电力公司福建福州350003

为了实现利用输电线路空间电场分布特征的无人机巡检智能导航避障,研究交叉跨越区域空间电场强度分布规律,利用三维电场估算法和Ansys有限元分析软件,对交流500 k V垂直跨越220 k V线路进行三维建模计算。结果表明,在与交叉区域水平距... 详细信息

为了实现利用输电线路空间电场分布特征的无人机巡检智能导航避障,研究交叉跨越区域空间电场强度分布规律,利用三维电场估算法和Ansys有限元分析软件,对交流500 k V垂直跨越220 k V线路进行三维建模计算。结果表明,在与交叉区域水平距离保持不变的情况下,随着测试点高度的变化,电场强度呈现先增大后减少的变化规律;此外,高电压等级线路对交叉区域电场强度分布起主导作用。此外,在保持测试点高度不变的情况下,随着测试点与交叉区域距离的增大,其电场强度值呈现明显的单调递减变化趋势。利用小型无人机搭载电场测试仪对交叉区域电场实测,实测值和理论值误差均在允许范围内,证明了分析结果的有效性,所研究对输电工程的空间电磁分析提供参考意义。

关键词：空中电场强度交叉跨越有限元法无人机