1000kV特高压电力变压器绝缘水平及试验研究

中国1000kV交流特高压系统绝缘配合不是对500kV系统的简单放大,也并未完全依照GB311.1-1997或IEC60071-1-1993标准,是在优化原则下研究确定的。变压器绝缘水平为:雷电冲击耐压2250kV、操作冲击耐压1800kV、工频耐压1100kV(5min)。由于特高压变压器各绕组绝缘水平及绝缘试验电压要求不同,而变压器各绕组是通过电磁耦合紧密联系的,工频和操作冲击试验电压在各绕组间按变比传递,因此势必造成有些线端绝缘设计不能按其技术规范所规定的试验电压来考核。此外,特高压电力变压器电压高、容量大、尺寸超大,试验回路尺寸也相应扩大,杂散电感、电容影响也更加突出。这将造成雷电冲击试验电压波形的波头时间拉长,而设计计算一般按照标准波头进行。因此,在特高压变压器绝缘设计中,应关注长波头试验电压的影响。文中详细介绍了中国1000kV交流特高压工程用电力变压器的结构特点、绝缘水平及绝缘试验中的特殊问题。

7200kV/480kJ冲击电压发生器的输出电压特性

介绍了国家电网公司特高压直流试验基地户外冲击试验场的7200kV/480kJ冲击电压发生器的结构特点,并对该冲击电压发生器的雷电冲击电压、标准操作冲击电压、500μs和1000μs长波头操作冲击电压的输出特性进行了试验研究。试验结果表明:雷电冲击输出电压幅值达到了6271kV,标准操作冲击电压的棒板间隙耐受电压和击穿电压分别达到了3844和4845kV。表明该冲击电压发生器可以满足±800kV特高压直流输电技术和更高电压等级输电技术的试验要求。

特高压变压器雷电冲击伏秒特性研究

随着750 kV、1000 kV输电技术的发展,相应的电力变压器和并联电抗器的容量、尺寸和入口电容随之增大,试验回路尺寸亦相应扩大,这使雷电冲击试验电压的波前时间拉长,无法达到国内外标准的要求。根据500 kV、750 kV和1000 kV变压器和电抗器的实际雷电冲击试验波形,结合油纸复合绝缘结构的雷电伏秒特性,分析了不同波前时间对特高压变压器和电抗器绝缘水平的影响。目前变压器的设计计算和试验电压的选取一般按照标准波头进行,而充油设备的雷电冲击伏秒特性表明,雷电冲击试验电压波前时间的长短与绝缘强度有密切关系,波前时间延长可能会对某些纵绝缘的考核偏松,同时对主绝缘的考核偏严。因此,应在特高压变压器、电抗器的设计研制和试验中,考虑和重视雷电冲击波形波前时间延长所带来的影响。

1000kV变压器绝缘水平的探讨

1000kV变压器是特高压交流输电工程最关键的设备之一。文章对1000kV变压器3个绕组(高压绕组1000kV,中压绕组500kV,低压绕组110kV)之间的过电压和绝缘配置进行了深入探讨,以期进一步完善特高压系统的绝缘配置、改善特高压变压器抵御过电压的能力和运行工况。推荐了1000kV变压器500kV绕组高性能避雷器的参数,可为降低变压器500kV绕组的绝缘水平、改进特高压变压器的结构设计及提升容量等提供参考。

1000kV交流试验示范工程的过电压实测

在1 000 kV长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程系统调试中,通过对3个变电站(开关站)主要电气设备及线路的暂态电压和暂态电流进行测量,可以确定工程设计是否安全可靠,为今后特高压工程的设计和运行提供参考。测试包括投切空载变压器、投切低压电抗器、投切空载线路、投切低压电容器和人工单相瞬时接地。测试中的暂态过电压、暂态电流最大值均未超过设计和规程允许值。

结构用FRP的研究和利用现状

纤维聚合物(FRP)复合材料因其强度重量比及刚度质量比高、热膨胀系数低、各向异性、轻质、耐腐、无磁、有良好的抗疲劳性能及高耐久性等特点,可广泛应用于桥梁、纤维混凝土、补强加固材料、连续纤维筋、岩土工程和建筑工程中.本文介绍了FRP材料在新建结构、结构加固、桥梁中以及预应力FRP在混凝土结构中的研究和应用状况,并提出了结构用FRP在使用方面的一些问题和开发研究前景.

特高压自耦变压器绕组间主绝缘间隙上的工频/雷电冲击叠加过电压

为研究冲击电压与工频电压的叠加在变压器串联绕组与并联绕组之间的主绝缘间隙上产生的叠加过电压,通过1000 kV自耦变压器的70%缩比模型进行试验,得到单独施加标准波、长尾波以及两者叠加时的曲线。通过比较,可以发现叠加的工频电压与冲击电压极性相反且为负峰值相位时绕组间主绝缘间隙上产生的电压最高。

压实花岗土的Yasufuku模型研究

利用花岗土实施多种应力路径试验,并用实测结果比较研究了Yasufuku本构模型的适用性。结果表明,用Yasufuku本构关系预测的应变与实测值较为一致,只是在提高围压的同时增大偏应力显现出较为明显的差异。

壳式变压器事故分析及反事故措施

近2～3年,我国电力系统500kV 变压嚣、互感器事故明显增多,其中壳式变压器占较大比例。文章介绍了壳式变压器的特点、典型运行障碍案例、障碍特点及原因分析、制造商改进情况及反事故措施等。

海口灵山红粘土改进Duncun-Chang模型研究

以海口灵山红粘土为研究对象,通过对红粘土进行σ3定值CU与CD试验,利用获得的试验数据进行传统Duncun-Chang模型及改进Duncun-Chang模型参数的标定,并分别对两模型进行实测值与预测值的对比,结果证明,改进Duncun-Chang模型能更好地反映海口灵山红粘土的应力应变关系。

压实花岗土的试验研究

对压实花岗土进行了三轴固结排水试验、复合应力路径试验、p 定值试验和h 定值试验。并利用Yasufuku模型对试验结果进行了预测比较。试验及预测结果表明,利用Yasufuku模型预测的结果与实测结果基本一致,但在h 定值试验中显现出了一定的出入。

浮海风力发电平台锚索设计与分析

目前,伴随海上能源的利用,浮海风力发电已成为国际研究的热点。浮海风电虽有巨大优势,但是浮海风电支撑体系处在比较复杂的环境中,如何保证支撑体系的安全、可靠至关重要。针对目前一般采用的锚索固定结构,根据浮海风电平台承受的风机运转载荷和海洋环境载荷的特点,对悬链线状锚泊系统进行分析、论述和计算,研究结果可为我国浮海风电平台的建设提供理论依据和设计基础。

关于竖直打入花岗土和粘土地基中的高强度混凝土桩的水平支撑力的研究

就竖直打入花岗土和粘土地基中的高强度混凝土桩的水平承载力进行了试验研究,并基于ASTM标准对每个工况的预测值与实测值进行了比较.文中选用Matlock＆Reese,Davisson＆Gill,Broms和Chang理论预测了高强度混凝土桩的水平承载力.在花岗土和粘土地基中用Matlock＆Reese(Davisson＆Gill),ChangandBroms方法的预测结果都比实测结果小.利用Davisson＆Gill和Chang、Broms理论计算桩基础的水平承载力在工程实际中有一定的实用性.

钢板桩地基基础的计算分析

研究了土体-构造物共同作用的非线性问题.为研究土体-构造物的共同作用性能,利用钢板桩加强的地基基础进行了有限元分析.为模拟土体-构造物间的相互作用引用了界面元.计算分析结果为:(1)对沉降量与水平位移,利用界面元计算时,其结果稍大;(2)对极限承载力,利用界面元计算的结果约小12%;(3)竖状基础的水平位移和竖向位移,将受界面元的影响.

海口红土动孔隙水压力特性分析

地震是群灾之首,而海口市是全国省会城市中设防烈度最高的城市。通过室内动三轴试验数据,分析海南区域性特殊土——红土的动力特性;选取规范法为破坏准则,分析了海口红土在各种影响因素下动孔压的特性。对超固结土孔压增长机理进行分析。描述了海口红土动孔压硬化型曲线增长的三个过程。根据张建民提出的动孔压模型,对海口红土进行分析,获得模型参数。

特高压直流技术研究

±800kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高的直流输电工程,其中的一些技术问题不仅是中国电网前所未有的,而且是世界电网发展史中前所未有的,开展特高压直流输电关键技术试验研究是保证工程成功的关键。中国电力科学研究院依托特高压直流试验基地,将开展一系列的特高压直流输电技术研究,包括电磁环境研究、空气间隙绝缘特性研究、带电作业研究、污秽外绝缘特性研究、特高压设备运行特性和设备长期带电考核等。该文对特高压直流试验基地主要设备,以及与此相关的研究工作作了详细介绍。

制订《电气设备状态维修导则》的原则框架

状态维修的核心是如何基于对设备状态的评估来制定科学的维修计划。文中提出了通过对设备各类状态信息进行评分并加权处理的方法,实现对设备状态的评分,并建立了可操作的设备状态量化评估体系。还论述了有关制订电力行业《电气设备状态维修导则》的一些基本原则,主要强调了三个原则:设备状态的分析应基于试验(包括在线监测)、家族缺陷和自身质量事件;引入设备状态和试验项目的百分制评价方法;导则制订之初必须考虑数值化管理的需要。

基于有限元法的大型电力变压器抗短路能力分析

为验证基于有限元法的变压器抗短路能力计算方法的有效性,通过开展变压器基于磁场有限元方法的计算分析,并进行了突发短路试验的220 kV变压器的试验结果和计算结果对比,以及因输电线路短路导致故障的500 kV变压器实际受损部位与计算分析结果对比.由通过了突发短路试验的新变压器与在运变压器的数据对比,分析了变压器低压线圈辐向宽度、所用电磁线尺寸、撑条以及电磁线Rp0 2对变压器抗短路能力的影响.结果表明：通过变压器短路试验的产品在低压线圈辐向宽度增加了10％～22％,其电磁线的子导线尺寸增加了35％～50％.通过此项研究,验证了该分析方法关于绕组机械强度分析的有效性,为新采购变压器的抗短路能力分析评估提供了手段.

±800kV直流输电线路的导线选型研究

分裂导线选择是发展特高压直流输电工程的关键技术之一,对±800kV直流输电线路的设计、保护环境和控制工程投资至关重要。采用国际公认的、经过实际工程验证且广泛使用的计算分析方法,研究了±800kV直流输电线路的结构参数(导线分裂数、子导线截面、导线分裂间距、极导线对地高度和极导线间距)对合成电场、离子流密度、可听噪声和无线电干扰场强的影响;对±800kV直流输电线路的电磁环境进行了预测分析。根据电磁环境限值、电磁环境预测分析结果等,确定了±800kV直流输电线路的导线结构。

油纸绝缘介质的空间电荷积聚与消散特性

油纸材料的绝缘问题在换流变压器、直流套管、直流电缆等高压大型直流设备大量应用的情况下显得十分突出。为探讨高压直流设备绝缘的最主要问题—空间电荷效应,应用电声脉冲法(PEA)对油纸绝缘材料的空间电荷特性进行了研究。有关外加场强对油纸材料中空间电荷积聚情况的影响和在较高场强下油纸材料的击穿破坏与空间电荷关系的研究结果表明:①低场强下油纸材料中空间电荷以电离产生为主;而在较高场强下,先后在阴极和阳极产生了同极性载流子注入。②相对于聚乙烯而言,由于油纸材料的电导率较大,材料内的空间电荷在外加电场撤去后很快消散。③空间电荷的注入和运动会导致油纸材料的劣化和破坏。油纸材料中的空间电荷快速消散现象有利于直流设备在极性反转条件下的运行,为阐释油纸绝缘良好的长期性能提供了有重要意义的试验依据。