特高压输电若干技术研究

论文摘要

为促进西部煤炭、水力资源的集约开发,满足中东部地区不断增长的电力需求,同时缓解环境污染与土地紧缺的巨大压力,我国特高压交、直流输电工程均已迈入稳步的全面建设时期。但特高压输电仍将面临大量技术问题。本文对特高压交流系统的特快速暂态过电压及特高压直流输电山区线路的新型杆塔Z型塔的耐雷性能与电磁环境开展研究随着系统运行电压的提高,GIS中的特快速暂态过电压(VFTO, Very Fast Transient Overvoltage)对GIS及相邻变压器的危害将愈加严重,因此,特高压交流电网中的VFTO问题必须予以重视。本文结合绝缘的VFTO限制水平和VFTO幅值、陡度特性,同时辅以EMTP软件数值仿真计算,分类分析判断VFTO对特高压GIS绝缘、主变主绝缘、主变纵绝缘的危害性,从而制定针对性的、经济有效的VFTO抑制措施。并采用相同思路,对比特高压GIS系统,对500kV GIS系统的VFTO问题进行了研究。最后,分析了操作顺序与VFTO生成与否的关系。研究结果表明,VFTO会危害特高压GIS绝缘、主变纵绝缘,而对主变主绝缘无害,特别提出了主变经短架空线与GIS连接,这一便利经济可行的保护主变纵绝缘的方法,再安装隔离开关并联电阻或铁氧体磁环以保护GIS绝缘。对500kV GIS系统,VFTO只对主变纵绝缘有害,同样采用主变经短架空线与GIS连接的方法后,可消除VFTO对整个500kV GIS系统的威胁。我国特高压直流输电工程途经大量山地,雷电活动频繁,使得塔头水平布置的常规T型塔在山区绕击跳闸率较高,特高压直流输电山区线路的防雷成为了特高压直流输电工程中的一项关键技术。Z型塔是一种为提高山区线路的绕击耐雷性能而设计的新型杆塔,研究它的耐雷性能与电磁环境对合理进行线路设计、保证线路安全可靠运行、满足环境保护的要求具有重要意义。本文以溪洛波—浙西特高压直流输电山区线路为例,采用改进电气几何模型与EMTP软件,对比分析了Z型塔和T型塔的反击、绕击耐雷性能及其影响因素,同时采用CDEGS软件结合公式法对两型塔的电磁环境进行评估。结果表明：Z型塔的反击耐雷水平很高,绕击耐雷性能明显优于T型塔,因此Z型塔的整体防雷性能明显优于T型塔。在呼称高最小时Z型塔各项电磁环境参数均达标,且均优于T型塔。Z型塔更适合在山区使用。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 特快速暂态过电压研究现状
• 1.2.2 特高压直流输电线路耐雷性能研究现状
• 1.2.3 特高压直流输电线路电磁环境研究现状
• 1.3 研究内容
• 2 特高压GIS系统的VFTO研究
• 2.1 特快速暂态过电压简介
• 2.2 VFTO对特高压GIS绝缘的危害性
• 2.3 VFTO对特高压主变主绝缘的危害性
• 2.4 VFTO对特高压主变纵绝缘的危害性
• 2.5. 特高压GIS系统的VFTO抑制措施
• 2.5.1 主变经架空线和GIS管道连接
• 2.5.2 隔离开关安装并联电阻
• 2.5.3 安装铁氧体磁环
• 2.6 500KV与1000KV GIS系统的VFTO对比研究
• 2.6.1 VFTO对500kV GIS绝缘的危害性
• 2.6.2 VFTO对500kV主变主绝缘的危害性
• 2.6.3 VFTO对500kV主变纵绝缘的危害性
• 2.7 VFTO与操作顺序的关系研究
• 2.7.1 GIS变电站VFTO与操作顺序的关系
• 2.7.2 发电厂VFTO与操作顺序的关系
• 2.8 小结
• 3 特高压直流输电山区线路Z型塔与T型塔的耐雷性能对比研究
• 3.1 线路参数
• 3.2 计算方法
• 3.3 绕击耐雷性能的计算与分析
• 3.3.1 呼称高对绕击耐雷性能的影响
• 3.3.2 地面倾角对绕击耐雷性能的影响
• 3.4 反击耐雷性能的计算与分析
• 3.4.1 呼称高对反击耐雷性能的影响
• 3.4.2 接地电阻对反击耐雷性能的影响
• 3.5 小结
• 4 特高压直流输电山区线路Z型塔与T型塔的电磁环境对比研究
• 4.1 特高压直流输电线路的电磁环境参数特性简介
• 4.1.1 合成电场与离子流密度的特性
• 4.1.2 直流磁场的特性
• 4.1.3 无线电干扰的特性
• 4.1.4 可听噪声的特性
• 4.2 特高压直流线路电磁环境参数限值
• 4.3 溪洛渡～浙西±800KV直流输电山区线路Z型塔电磁环境评估
• 4.3.1 线路参数
• 4.3.2 计算方法
• 4.3.3 Z型塔型和T型塔型的电磁环境评估
• 4.3.4 地面倾角对电磁环境的影响
• 4.4 小结
• 5 结论
• 参考文献
• 本人在攻读硕士学位期间发表论文