1000 kV特高压交流输电线路耐张串电位分布计算及均压环优化设计 Voltage Distribution Calculation of Tension Strands and Grading Ring Optimization Design for 1 000 kV UHVAC Transmission Line.pdfVIP

1000 kV特高压交流输电线路耐张串电位分布计算及 均压环优化设计 张方1．韩俊雅2 (1．西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049；2．陕西省电力公司，陕西西安710048) ●摘要：根据实际尺寸，建立了耐张串的三维有限元计算模型，将仿真结果和武汉高压研究所的试验测量结果进● 行了对比分析。为了改善绝缘子串的电压分布，应用人工神经网络优化方法，对一字形布置耐张串的均压环进行 了优化设计。另外，为了加快神经网络的训练速度，选择了Levenberg—Marquardt快速学习法对均压环优化神经网 络进行训练，优化结果证明神经网络优化法具有很好的优化效果。 关键词：耐张串；均压环；神经网络；优化 中图分类号：TM216 文献标志码：A 文章编号：1673—7598(2008)08--0027--04 有差别，绝缘子片数统一取50片121，绝缘子型号为盘形悬 O引言 式玻璃绝缘子FC300／195，公称直径为320mm,公称结 构高度为195mm．泄漏距离)白485mm,玻璃伞盘的相对 在特高压交流输电线路中，绝缘子作为架空输 介电常数为55。图1为一字形耐张串的几何建模图。 电线路的关键部件之一，已经得到了广泛的应用， 其性能优劣直接影响整条输电线路的安全运行。分 布电容的存在使绝缘子串的电压分布极不均匀．靠 近高压侧的绝缘子承受的电压远远高于其它绝缘 子．高压侧绝缘子所承受的电场强度也相对较高． 这使得绝缘子串的起晕、劣化往往从高压侧绝缘子 开始…。目前公认的最有效的方法是在高压侧绝缘 子串上加装均压环，增加绝缘子和导线间的分布电 容，有效地改善了绝缘子串的电压分布。 目前国内外对均压环的布置没有统一的标准。 图1 一字形耐张串的几何建模图 各电力单位根据实际经验与试验数据对均压环进 在保证计算可靠性的前提下，对模型做了如下 行配置。本文以绝缘子串电压承担率的标准差为优 简化： 化目标，以均压环的结构、位置参数为优化变量，应 (1)假设绝缘子清洁干燥，空气湿度低，沿面泄 用神经网络方法对一字形布置耐张串的均压环进 漏电流和空间电流可以忽略。 行了优化设计。 (2)仅考虑杆塔一侧(单相)绝缘子电场分布， ．。 忽略了相问影响。 7 1 计算模型 (3)绝缘子与杆塔的连接采用挂板与挂环，与 导线的连接采用两联挂板和线夹，其结构尺寸主要 在特高压丁程的初步设计中。耐张绝缘子串的布置 是用来确定导线和杆塔与绝缘子的相对位置。考虑 方式为一字形和正方形两种，两种绝缘子在布置形态上 到挂环与线夹金具结构对这个场域影响很小，无须 收稿日期：2008-06-10 作者简介：张方(197l一)。男，陕西西安人，在职研究生，从事电工理论与新技术方面的研究。 万方数据 27 进行实际描述。因此将这些金具简化为圆柱体。 (4)导线用光滑圆柱体模拟，直径30inin，8分 裂导线的长度约为绝缘子串长度的2倍。 2电压分布计算结果 2．1 正方形布置绝缘子串的电压分布 正方形布置绝缘子串分为上串和下串两组．图2 和图3分别为上串和下串50片绝缘子电压承担率有 限元计算值和武汉高压研究所试验测量值的比较。 图4内串计算结果与测量数据的比较 图2上串计算结果与测量数据的比较