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交流输电系统电磁环境控制技术及应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TM867
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属多学科综合技术,涉及高电压工程、电磁环境与电磁兼容等领域。 交流输电系统规模巨大、覆盖面广,其电磁环境影响广受社会关注,曾引发多起社会群体性事件。控制电磁环境影响,保证工程的环保性和经济性,是输电系统建设、运行必须解决的重大问题。 电磁环境主要包括导体电晕放电多物理效应(可听噪声、无线电干扰和电晕损失)、地面工频电场与磁场、变电设备噪声和开关操作瞬态电磁骚扰。近年来输电线路同塔多回架设以节约走廊占地成为趋势,变电站厂界噪声达标成为强制约束,这些重要变化极大地增加了电磁环境控制的复杂性和难度,因此亟需攻克四方面难题:线路电晕放电影响因素复杂,电晕效应难以准确预测。复杂多回线路与地面构筑物交互影响下,工频电场准确预测和测量难。 变电设备电磁噪声与多导体电晕噪声交汇,厂界噪声有效控制难。GIS变电站开关操作产生纳秒级波前、多脉冲瞬态电磁骚扰,测量与抑制难。 项目历时13年,在35项国家和企业课题支持下,产学研用联合攻关,取得自主创新成果如下:揭示了气候环境、线路参数等对电晕效应的影响规律,建立了可听噪声、无线电干扰和电晕损失预测模型,与国际通用的美国BPA噪声、电晕损失及CISPR无线电干扰模型相比,计算偏差分别减少了33%、12%和32%;提出500kV及以上同塔多回并架导线优化布置方案,减小了导线截面和杆塔尺寸,全部应用于工程。仅8个特高压同塔双回工程节支33.02亿元,节省占地超过19.66平方公里。提出了考虑构筑物邻近效应的工频畸变电场测量方法,将电场测量的最小空间分辨率由0.5m提升到0.1m;提出了同塔多回线路相序排列方式、对地高度以及局部电场屏蔽措施,实现了居民区电场、磁场分别控制在4kV/m、0.1mT以内,优于国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)推荐的5kV/m、0.2mT限值。获得了一万余座110kV及以上等级变电站噪声源幅频统计特性,建立了变压器、电抗器多点声源噪声计算模型,优于国际通用SoundPLAN软件;研发出低频吸声材料和隔声结构,在100-500Hz频段噪声平均吸声系数大于0.9;研制出全系列环保型金具,降低了电晕噪声10~15dB;实现了变电站厂界噪声达标。获取了GIS变电站开关操作瞬态电磁骚扰统计特性;建立了传导、感应和辐射耦合骚扰计算模型,实现了电磁骚扰的全面预测评估;提出了电磁兼容抗扰度试验要求,制定了GB/Z17799.6-2017国家标准,应用于190座数字化、智能化变电站的二次设备考核,保证了变电站二次系统可靠运行。 项目获授权专利55项,其中发明专利24项;软件著作权7项;编制标准27项;发表SCI/EI收录论文191篇,出版专著7部;创建了电网环境保护国家重点实验室。项目成果全面应用于交流输电系统的设计和建设,近三年新增销售额10.81亿元,利润2.07亿元,促进了绿色电网与和谐社会建设,经济和社会效益特别显著。鉴定意见认为项目“推动了交流输电系统电磁环境预测与控制技术的进步,具有良好的实用价值和广阔的应用前景,项目成果总体达到国际领先水平”。
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