硅橡胶复合绝缘子在运行环境因素作用下的老化失效问题给电网的安全运行带来重大隐患,也是当前复合绝缘子运维管理中的重点和难点问题。文中系统分析了运行复合绝缘子老化的影响因素和作用机理,综述了当前复合绝缘子硅橡胶材料物理老化、化学老化和电老化的研究现状与进展,进而对其服役寿命的各种预测模型的适用性和有效性进行了分析,最后对复合...
局部放电检测是确保电容器出厂质量的关键手段,电容器试品由于电容量的限制及电磁干扰等原因使得传统检测方法具有一定局限性。文中针对电容器出厂局放检测的特点和要求,研究开发了一种基于多种抗干扰手段的新型高频电流局部放电测量方法;通过视在放电量校准器注入的方式研究了该方法检测局部放电的灵敏度及受电容量的影响程度,并通过与常规脉冲...
为有效评判交叉互联箱内同轴电缆断裂、三相换位失败、进水三种故障,文中以实际运行线路为参考建立电缆线路模型。通过计算首端接地电流,提出了评判交叉互联箱内典型故障的诊断参数,分别为电流系数K和不平衡系数J。结果表明,箱内同轴电缆断裂时,故障相K值为0,非故障相K值小于1;三相换位失败时,两个K值大小几乎相等且接近正常工况标准值1,一个K值...
为了提高采用三电极法的相对介电常数测量准确性,文中根据真实电极系统的材料和尺寸,在基于有限元法的多物理场仿真软件Comsol中建立并求解了针对相对介电常数测量的3D模型。为了减少计算量同时考虑到测量系统近似轴对称,对模型进行了2D简化,3D与2D模型计算结果的比较验证了2D模型的可靠性。通过计算给出了电场、电位和表面电荷密度的分布,计算...
为研究接地极回填土中砾石和空隙等杂质对高压直流共用接地极接地特性的影响,文中基于COMSOL有限元分析软件,建立了接地极的电流场分析模型。仿真分析了某±500 kV直流输电工程中杂质半径、埋深和位置对接地极周围电场的分布影响,结果表明回填土中砾石和空隙半径接近接地极半径时焦炭表面最大场强最小,接地极相对埋深为30%和处于焦炭上方截面1/4...
传统的直流高压发生器采用开放型结构,其体积和重量非常庞大,需要拆装分级运输,现场试验需要进行组装,耗时费力。而采用高频方式的高稳定度直流高压发生器虽然极大的减小了体积和重量,但目前尚难以实现1 200 kV的电压等级。文中采用了封闭式气体绝缘结构完成1 200 kV紧凑型直流高压发生器的设计和研制,包括电阻、均压硅堆等内部器件的优化设计、...
气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)在运行中因电磁力导致的异常机械振动时有发生。为研究三相共体水平GIS母线外壳的受力与振动特性,使用有限元分析软件,建立三相工频电流源激励下的水平GIS母线模型,进行稳态电磁场分析,得到外壳所受电磁力,再建立金属外壳的结构动力学模型,求解电磁力激励下的外壳振动加速度响应。结果表明,金属外壳受到周期性变化...
潜供电弧是发展特高压半波长输电技术面临解决的关键问题之一。文中首先采用分段法建立了基于分布参数的潜供电弧数学模型,分析快速接地开关(high speed grounding switch,HSGS)对半波长输电线路潜供电弧的抑制作用;其次,建立半波长输电线路电磁暂态模型,分析快速接地开关限制因素对抑制效果的影响;最后,给出了快速接地开关沿线非均匀配置方法,...
对高压断路器动作过程中状态特征参量的提取与分析是状态识别与故障诊断的关键。高压断路器分合闸过程中的触头行程曲线蕴含着反映其内部机构机械状态的丰富信息。然而,仅依靠常规的时间和速度等参量无法对高压断路器的机械状态进行准确识别。文中提出了一种基于最优特征向量分类的高压断路器机械状态识别方法,通过计算各个特征与状态分类之间的...
高压断路器是电力系统中重要的保护和控制设备,其状态正常与否直接影响电力系统的安全运行。详细分析了高压断路器工作原理及能量分配原理,建立高压断路器合分闸能量分配数学模型;建立高压断路器弹簧机构动力学模型,并依据高压断路器实际工况对其进行动力学仿真;全面分析了高压断路器弹簧机构合闸弹簧故障、分闸弹簧故障、缓冲器故障、连接件松...
机械故障是高压断路器最常见的故障,研究高压断路器机械故障诊断方法对于提高电力系统可靠性具有重要意义。为提高高压断路器机械故障诊断的效率,文中提出一种基于S变换和极限学习机(ELM)的高压断路器机械故障诊断新方法。首先,对高压断路器动作期间产生的振动信号进行S变换处理,获得相应的时-频矩阵;然后,对S变换模值矩阵进行时域和频域划分,计...
文中目标旨在研究纳秒级连续脉冲电压对老练后真空灭弧室触头表面击穿位置分布的影响。采用屏蔽罩留有观察窗的玻璃外壳12 kV商用真空灭弧室与高速摄影仪(CCD),研究不同触头开距条件下纳秒级连续脉冲电压幅值、频率对触头表面击穿位置的影响。研究结果显示,在纳秒级脉冲电压作用下,真空灭弧室触头间隙击穿后,其击穿位置在触头表面的分布服从高斯...
为了校核±1 100 kV换流站阀厅金具的起晕状态,以某±800 kV换流站阀厅工程图和某±1 100 kV换流站阀厅初始设计方案为基础,建立阀厅3D全模型;通过瞬时电位加载法求得阀厅模型的整体电场分布,并采用子模型法对局部电场进行精确求解;根据计算结果,结合Peek公式及现有的试验数据,对管形和球形金具进行起晕校核,并对最容易起晕的金具进行优化设计。计...
为研究瓷三伞绝缘子表面的积污特性及荷电量的影响,以XSP-160型瓷三伞绝缘子为研究对象,利用COMSOL建立了其风洞条件下的积污模型并进行了数值模拟,与其风洞试验结果进行了对比,结果验证了此方法的可行性。藉此,对该绝缘子自然积污特性进行数值模拟研究,分析了电压类型、颗粒荷电量对其自然积污特性的影响。结果表明:绝缘子表面积污量及其增长率...
张北±500 kV柔性直流示范工程首次构建了四端柔性直流电网,±500 kV是世界上现有的柔性直流输电的最高电压等级,±500 kV柔性直流换流阀是柔性直流输电的核心设备,由于张北地处高海拔区域,确定柔直换流阀外绝缘在高海拔地区所需要的室内最小空气间隙距离,对本工程和未来换流阀阀厅建设及阀厅内电力装置的布置方式有重要意义。在中国北京某特高压直...
为研究油浸式高压并联电抗器匝间绝缘局部放电特性及其产气规律,构建了油浸式高压并联电抗器匝间绝缘局部放电模型,采用逐步升压法及恒压法,进行了多次试验,采集放电过程中局部放电信号并进行统计特征分析,同时取油样进行油中溶解气体分析。研究结果表明,根据局部放电统计特征量,可把油浸式高压并联电抗器匝间绝缘在局部放电加速劣化下绝缘缺陷...
随着高压直流输电技术的发展和国产化饱和电抗器的大量投用,饱和电抗器的安全问题和寿命特性日益引起关注。在换流阀开通瞬间饱和电抗器绕组内电流会发生突变,并在绕组上感生出微秒级脉冲高压,饱和电抗器匝间绝缘长期承受脉冲电压应力的作用。目前,仍无法对该脉冲电应力进行实际测量,因此微秒级脉冲电压对饱和电抗器绝缘的作用机理仍无定论。故...
换流变压器是高压直流输电系统中的重要设备之一,运行过程中不仅要承受交流电压、直流电压和交直流电压叠加,还要承受极性反转电压的作用。为了考量换流变压器油纸等绝缘媒质的绝缘特性,首先,建立了瞬态电场的理论计算模型;其次,利用Ansys软件建立了换流变压器的三维瞬态电场计算模型;然后,考察了换流变压器油纸等绝缘结构在极性反转电压下的瞬...
为实现电气设备局部放电模式的准确识别,提出了一种基于时频特征核熵成分分析的局部放电模式识别方法。首先采用S变换理论对局部放电脉冲信号进行时频特征分析,针对S变换分析结果维数庞大但冗余信息较多而不便于模式识别的缺点,基于核熵成分分析方法对S变换结果进行压缩降维处理,得到了局部放电模式识别时频特征向量,同时结合随机森林分类器实现...
为了更准确地进行油纸绝缘水分含量的测量,探寻老化产物中最为主要的酸对于水分测量的影响,从而为变压器绝缘状态评估提供可靠指导,文中在实验室条件下制备含有不同水分含量以及含有不同类型不同酸值的油纸绝缘试样,采用极化/去极化电流法(PDC)对有机酸对于水分测量的影响开展了研究。试验结果表明:乙酸在油纸间的分布会受到水分含量变化的影响,...
为解决由配电变压器不对称运行所引起的低压侧电压偏移的问题,提出了一种基于晶闸管的配电变压器有载分相调压系统设计方案。该系统应用无触点开关晶闸管作为有载分接开关,根据监测到的低压侧各相电压的波动,控制高压侧分接头的切换,在有载的情况下自动调节配电变压器各相输出电压。应用MATLAB搭建仿真模型,针对三相负荷不平衡的情况进行分相调...
为了分析直流偏磁对特高压自耦变压器结构件的损耗分布的影响,文中考虑拉板、夹件、铜屏蔽等结构件,并利用结构的对称性,建立特高压自耦变压器的1/8涡流场计算模型。以负载运行时不同直流偏磁下的线圈电流作为激励源进行瞬态仿真,分析了不同直流偏磁下变压器各结构件上的涡流损耗的分布规律。由结果可见,随着直流量的增大,各结构件上的损耗显著...
变压器油色谱在线监测数据质量是影响状态评估准确性的重要因素,为评估在线监测数据的有效性,根据变压器油色谱特点,分别以H2、总烃和CO作为特征气体,采用Fast-MCD稳健分析方法进行异常值检测;定义了在线监测单一特征气体数据有效性评估指标和加权油色谱在线监测系统数据有效性评估指标。通过对某电网500 kV变压器在线监测数据样本统计分析,对常...
直流电压互感器是测量直流输电系统电压的重要设备,实现对高压直流电压的可靠监测,其绝缘性能关系到直流输电系统的安全稳定运行。文中对±1 100 kV直流电子式电压互感器的工作原理、产品结构和绝缘参数进行介绍,并通过理论分析及有限元仿真对直流电子式电压互感器绝缘性能进行研究。首先通过理论分析得出互感器的外绝缘和径向绝缘性能,再结合有...
电力系统中的非线性负荷会引起交流正弦波畸变产生各次谐波,对电能计量的准确性及继电保护的可靠性产生严重影响。针对新一代站对电子式电流互感器谐波计量及继电保护的更高要求,研究了罗氏线圈的传感原理和传变特性,并根据其数学模型,分析了影响罗氏线圈频率响应特性的两个主要因素为线圈内阻和分布电容,再结合外积分电路的结构参数模型,分析了...
网内电位差是与接地网均压性能紧密联系的大型接地网重要的安全性指标,针对以往接地网设计和运行实践中,对该指标对二次系统运行的影响关注不足的问题,文中探讨了工频条件下基于安全性的大型接地网均压要求,指出网内电位差控制值应以二次设备的工频耐受为校核原则,并基于二次设备工频耐受特性试验给出网内电位差控制推荐值(1 000 V),提出均压优...
文中针对1 000 kV交流特高压电流互感器误差试验中试验电流达到7 200 A,传统试验方法不满需要的问题,以1 000 kV北京西站特高压电流互感器现场试验为基础,研究了大变比下的升流测试方法,包括:一次大电流回路阻抗特性、无功补偿策略、试验过程设备参数,对试验回路的相关数据进行了计算分析,试验研究发现进行特高压电流互感器误差测试时,必须对一...
为大型风电场配置适当容量的储能系统,可以有效提高电网对风电的接纳能力。文中提出了一种由压缩空气储能和蓄电池组成的新型混合储能系统,并将其用于平衡风功率和风电场预测功率之间的偏差。基于低通滤波方法将功率偏差进行分解,得到两类储能系统的控制输出功率,以采取相应的控制机制补偿预测误差。在计及蓄电池损耗特性的基础上,建立了蓄电池...
进行了区域综合能源系统潮流分析。根据电力网络、天然气网络的特点进行了综合能源系统网络潮流建模,并构造了能源集线器模型。研究了不同运行模式下,综合能源潮流模型的求解问题,实现了综合能源系统多能流的统一求解。并结合某开发区综合能源系统算例,根据约束条件分析不同运行模式下系统的运行状态,对不满足约束条件的运行状态提出了调整策略,...
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