特高压氧化锌避雷器是绝缘配合的基础,避雷器性能的好坏直接影响整个变电站运行的安全稳定。以1 000 kV变电站用氧化锌避雷器为例,采用Ansoft Maxwell有限元软件仿真计算其周围电场分布情况,尤其是距离地面2 m高度处,避雷器一侧水平方向上沿线场强大小;并分析避雷器发生损坏时,电场强度变化情况,以及考虑有无高压线、高压引线的长度、求解域大小...
起晕场强是阀厅金具电晕控制的重要依据,针对±800 kV特高压换流站阀厅金具防晕设计裕度过大问题,在海拔高度分别为50 m和4300 m的试验室开展了管母线和屏蔽球的起晕电压试验。利用起晕电压试验、Peek公式和Ansys三维电场仿真计算结果,给出了±800 kV阀厅不同类型金具的防晕最小设计尺寸,并在此基础上提出了阀厅金具表面场强控制建议。建议±800 kV...
直流分压器由于内部阻容单元与外绝缘结构电压分布不同,不可避免地使阻容单元与空心绝缘子之间形成径向电位差。为研究直流分压器径向电位与大气环境条件的关系,以具有复合外套的±800 kV直流分压器为例,采用有限元分析计算干燥、均匀湿污、非均匀湿污和大雨等条件下直流分压器内部的径向电位分布。计算结果表明,干燥条件下径向电位最高处位于分...
对于高压产品尤其是GIS/AIS开关,SF6一直被作为主要的灭弧和绝缘介质广泛使用。但因为其非常高的全球变暖潜能(GWP=23 900),在过去几十年人们从没停止过对其替代气体的研究和寻找工作。近年氟化腈(如:C4-PFN即C4F7N)和氟代酮(如:C5-PFK即C5F10O)气体及其混合气体作为潜在的SF6替代气体受到关注和初步应用;同时采用基于真空灭弧室灭弧配合洁净空...
为验证高频过电压抑制导线(以下简称抑制导线)对VFTO抑制效果,在某550 kV GIS试验平台上开展了VFTO抑制验证试验。为开展试验,依据IEC 62271?102-2013标准对试验平台的尺寸进行了优化设计。依据GIS的工作工况,设计了加交流、直流、隔离开关分闸、合闸等试验条件。从VFTO的幅值、持续时间、击穿次数和频率成分方面对安装抑制导线前后的试验结果进...
为深入研究聚酰亚胺(polyimide,PI)固体绝缘材料在电场作用下的破坏机理,采用ReaxFF(reactive force field)反应分子动力学方法,计算模拟Kapton型聚酰亚胺模型在电场作用下的破坏过程,从原子层面分析了其化学键的断裂/生成过程、特征产物的生成机理,并从原子内电荷结构的角度揭示了电场作用对化学键断裂的影响。对聚酰亚胺模拟体系外加强度分别...
在开放和互联通信模式的基础上,为检测智能断路器的性能指标及运行的可靠性,基于IEC 61850标准,采用面向对象技术,对智能断路器的物理结构和功能(服务)进行抽象。建立了智能断路器运行状态的内部逻辑节点,实现现场参量的测量数据信息、状态数据的监测数据信息和操作控制数据信息的可靠传输。结合IEC 62271标准,针对智能断路器状态参数的特征扩充...
采用GTEM小室标定局部放电特高频(UHF)检测系统的可测场强,已作为衡量检测系统性能的关键指标被纳入电力标准。目前在计量领域,国内外尚且没有对脉冲场强进行一致性测量的标准,研究局部放电特高频标定的场强溯源十分必要。为此,文中采用向GTEM小室注入扫频和脉冲信号的方式,利用单极探针的传递函数和电压响应,计算了标定场强的波形和幅值;在扫频...
考虑到旋弧负荷开关开断电弧的过程本质上是一个三维现象,文中基于磁流体动力学(MHD)理论,通过对商业计算流体力学软件包FLUENT进行二次开发,建立三维电弧仿真模型,进行三维电弧动态仿真。仿真分析了旋弧负荷开关在燃弧阶段电弧的运动特性以及电流产生的磁场对电弧运动的影响。结果表明:电弧在磁场产生的洛伦兹力的作用下高速旋转,静止的电弧导...
研究局部放电地电波幅值的分布特性有利于提高开关柜局放状态判断的准确性。文中以36 628组在运行高压开关柜局放实测数据为分析对象,建立了高压开关柜局部放电地电波法现场测试值的经验累计分布特性,其概率密度函数符合Gamma分布特征。并且,统计得出本地区数据库中分布概率超过5%、10%、25%地电波测试值样本分布所对应的经验阈值分别为32、23、...
在空气绝缘变电站(air insulated substations,AIS)中,为了研究隔离开关分合空载母线产生的空间电磁环境对站内一次侧电子设备的影响,需要在实际变电站现场进行大量重复实验以获得空间电磁环境变化规律,但这对正常电力运维是不现实的。文中设计了可以模拟实际隔离开关操作产生的瞬态电磁场的隔离开关模拟骚扰源,利用该源对110 kV AIS隔离开关分...
为了研究GW4-220 kV高压隔离开关热稳定性,在建立矩形和W形截面触指触点静态接触下接触系统稳、瞬态数学模型和有限元模型的基础上,从理论和仿真两方面研究了隔离开关在50 kA/3 s下的热稳定性。结果表明:导电回路发热主要出现在接触系统,而接触处发热又主要为接触电阻发热,最高温度出现在接触线处;在承受短路电流50 kA/3 s时,热稳定性较差;W形截...
针对现有高压开关在线监测IED配置种类多、故障率高、有效报警率低、工程实施成本高的现状,研制一种高度集成化、低成本的新型综合在线监测IED(以下简称综合IED)。综合IED采用成熟的电力系统嵌入式软硬件平台,采用网络化、模块化设计,将原有高压开关机械特性、SF6气体、局放功能监测IED整合为一台IED,降低工程实施成本,减少监测IED设备故障率,将...
矿用高压电气设备的绝缘部分在实际运行过程中,往往同时经受电、热、机械和环境等因子的联合作用。这些因子将引起绝缘老化,最终导致绝缘损坏。针对这一问题,首先选取矿用高压电气设备常用的3种绝缘材料电缆用乙丙橡胶、浇注式干式变压器用环氧树脂和电机槽绝缘用DMD(dacron mylar dacron)绝缘纸为研究对象,试验中测量了3种绝缘材料的击穿特性,...
为研究现场运行复合绝缘子伞裙在不同条件下的老化状态,利用傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和硬度测试方法,分析同一厂家生产的运行于不同位置不同运行年限的多支复合绝缘子的老化特性,同时对不同电压等级的复合绝缘子进行电场分布仿真。硬度测试结果表明:处于高压端部的伞裙其上下表面的硬度都随着电压等级...
330 kV玉树联网工程频繁发生跳闸故障,给玉树地区的供电可靠性带来了极大的风险,为增强线路外绝缘对复杂气候环境跳闸风险的抵御能力,指导线路外绝缘差异化改造,开展了该项研究。首先在海拔2 254 m和4 200 m地区对330 kV复合绝缘子上下端加装瓷双伞/磁复合绝缘子并安装和取消上下均压环进行工频、雷电、操作间隙击穿试验,研究各种加装方式下间隙...
由于绝缘子放电的复杂性和随机性,目前研究只将其定性的划分为微弱放电、中等强度放电和强放电,然后利用泄漏电流对其进行分类识别来实现绝缘子运行状态的判定和预警。文中运用图像处理技术将绝缘子放电试验所得图片中的电弧面积提取出来,以此量化放电强度,然后依据电弧面积将中等强度放电又细分为级别一、级别二和级别三,并分别在3个强度等级下...
针对冲击性负荷造成配电网电压波动的问题,提出了一种基于晶闸管开关控制技术的电压调节装置--晶闸管高压自动调压装置(thyristor voltage regulator,TVR)。首先分析了TVR工作原理、主回路和功能,然后介绍了装置中晶闸管的控制时序,最后给出了某变电站一条10 kV线路安装TVR后的仿真结果与现场运行效果。结果表明,提出的晶闸管高压自动调压装置可...
目前,直流电缆制造技术及工程空前发展,然而,国内外关于直流电压下XLPE电缆故障特征及劣化规律研究极少。局部放电和泄漏电流是电缆绝缘状态的两种重要表征手段。文中搭建了局部放电和泄漏电流联合检测试验平台,研究了绝缘内部气隙、主绝缘表面划伤以及金属毛刺电晕3种缺陷的局部放电和泄漏电流试验特征。结合理论分析及仿真,首先研究了放电量、...
分布式电源输出的间歇性、非线性特点给配电网的继电保护配置与整定带来很大困难,考虑配电网结构的复杂性以及通信设备覆盖全网的高成本问题,需要研究仅利用保护本地信息进行保护自适应整定的方法。分析并建立了逆变型分布式电源的输出特性方程,通过求解故障前分布式电源运行点获取分布式电源的实时输出特性,针对下游保护研究并提出基于本地信息...
电树枝化是交联聚乙烯绝缘电缆运行过程中的常见现象,是限制交联聚乙烯电缆长期安全运行的瓶颈,随着电缆投运时间的增加,由电树枝引起的电缆故障问题日益突出。为探究10kV交联聚乙烯电缆绝缘中电树枝的引发和生长规律,文中首先通过仿真分析,验证了用针-板电极下电树枝试验代替在实际电缆进行电树枝试验的可行性;然后搭建了电树枝培养试验系统,试...
变压器空载合闸过程中由于电磁振荡产生过电压,若系统中存在高压电缆,电缆内部过电压耦合到电缆护层造成护层上电压较高,护层过电压与电缆布置方式和护层接地方式有关。文中针对白莲河抽水蓄能电站主变空载合闸时,电缆端部有异常放电声,并可见放电火花的现象,对主变空载合闸时系统产生的过电压进行测量,并对放电现象进行观测;同时采用ATP/EMTP软...
针对并联多模块电流型双向直流-直流变换器,为了实现功率组合的灵活性及模块化设计,提出了一种改进模式的分布式控制策略。该策略通过采样高压侧电压和低压侧电流,实现下垂控制,同时采用电压补偿技术,改善了高压侧电压调整率。搭建了二台功率各为1.5 kW的样机进行了实验验证。实验结果表明:该方法无论在静态还是动态下,可以实现模块之间良好的功...
文中针对牡丹江110 kV桦林变10 kV数字化计量试点中发现的电子式电流互感器运行状态下误差异常故障,开展罗氏线圈原理电子式电流互感器电屏蔽结构缺陷产生的误差机理研究;通过理论分析建立电子式互感器的屏蔽结构在电场中所形成的耦合电容网络,提出附加误差电压计算公式,并利用有限元仿真软件计算无屏蔽、屏蔽破损、屏蔽接地失效等状态下外部电...
变压器绕组变形与等效电参数变化的对应关系对变压器绕组变形诊断精度有重要影响。通过建立变压器绕组等效电路模型,得到了绕组结构与等效电参数之间的对应关系。在此基础上,以某变压器为例,运用电磁-结构耦合有限元方法,根据弹塑性力学原理,计算了变压器绕组在短路电磁力作用下发生的塑性变形状态、应力分布及绕组的轴向和辐向位移;然后,运用能...
以圆形引线最小绝缘距离表中的10 kV引线结构为研究对象,采用COMSOL软件进行三维有限元电场仿真,并使用实物模型进行不同结构的绝缘距离试验验证,最终得到10 kV引线的最小绝缘距离,引线绝缘距离均比原有的标准有至少60%以上的降低,提出了适合当代变压器的新的圆形引线最小绝缘距离,为制定新的制造标准提供了参考依据。
针对干式空心电抗器匝间绝缘故障,采用磁矢位法对故障状态下空心电抗器电感量进行了分析。在分析过程中,考虑到故障线圈中环流所形成的磁场对干式空心电抗器电感量影响下,得出故障状态下干式空心电抗器电感量计算的精确解析表达式。在此基础上,利用电磁仿真软件MAGNET对干式空心电抗器磁场及故障线圈环流进行仿真分析,并对相同故障状态的电抗器...
绝缘子是电网主要电气设备之一。绝缘子污秽闪络严重威胁电力系统的安全稳定运行,及时掌握污秽绝缘子的绝缘状态意义重大。文中从绝缘子放电紫外视频中进行帧提取,对提取的图像进行紫外光斑分割,计算得到光斑面积及其时间序列,并分析其与不同放电阶段泄漏电流之间的关联关系,给出绝缘子的绝缘状态并进行闪络预警。构建了湿度连续可调的人工雾室,...
为了准确评估油纸绝缘中的水分含量,研究小分子酸对油纸绝缘水分评估的影响,文中制备了多组不同水分和甲酸含量的油浸纸试样并利用频域介电谱法对其进行FDS测试,基于此提出表征不同酸性环境下油纸绝缘水分含量的特征参量。研究结果表明:水分会影响小分子酸在油纸间的分布,且随着绝缘纸水分含量和油中甲酸含量的增加,油浸纸试样tanδ频域谱在10^-3...
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