气体绝缘组合电器GIS预防性维护措施研究

GIS作为现代电力系统中的关键部分,承担着高压电力传输和分配的重要任务。由于其在电网中的中心地位,GIS的性能和可靠性直接影响整个电力系统的稳定运行。面对日益增长的电力需求和电网复杂化的挑战,GIS的有效维护变得尤为重要。因此,研究气体绝缘组合电器GIS的维护措施,可以显著降低意外故障和长期运维成本,确保电力系统的连续性和可靠性。本文针对气体绝缘组合电器GIS预防性维护措施展开研究,旨在为电力行业提供关于GIS维护的科学指导。

气体绝缘组合电器多局部放电源的检测与识别

介绍了基于宽带检测的气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)多局放源检测与识别技术。该技术由脉冲群快速分类和基于最小二乘支持向量机(least square-support vector machine,LS-SVM)的基于相位分布的局部放电谱图(phase resolved partial discharge,PRPD)识别2个主要模块组成。其中脉冲群快速分类模块由基于脉冲波形的时频参数提取和竞争学习网络无监督聚类实现,它将脉冲群分为若干个由相同波形特征脉冲组成的子脉冲群。PRPD放电谱图识别模块对各子脉冲群对应的PRPD谱图进行放电指纹提取,并使用GIS绝缘缺陷特征数据库训练得到的LS-SVM判别函数对各子脉冲群进行识别。仿真和试验结果均验证了该技术的可行性和实用性。

气体绝缘组合电器触头电接触状态检测与评估方法

为准确判断气体绝缘组合电器(GIS)内触头的接触状态,避免传统诊断方法只能依据管理值判断GIS触头接触状态的局限性,选取3种典型GIS导电连接件为研究对象,研究了不同幅值电流对接触电阻测量的影响,以及不同接触状态对接触电阻测量的影响,提出了一种评估GIS触头电接触状态的新方法。研究结果表明:当触头在不同接触状态时,流过不同幅值的电流,接触电阻会发生不同程度的收缩变化。因此,提出利用接触电阻随着试验电流增长的变化率,来判断触头的接触状态。通过对某500 kV变电站内GIS设备的现场试验表明,该评估方法能够在未知设备管理值的情况下对GIS触头接触状态进行精确的评估。

气体绝缘组合电器尖端放电发展过程的试验研究

研究局部放电发展过程有助于对放电故障的严重程度做出准确的评估,给出合理的设备维修策略。尖端放电是发生在气体绝缘组合电器设备中的一种常见的典型局部放电故障,通过研究尖端放电发展过程中各个阶段的特高频局部放电检波信号的放电模式特征,给出了各放电发展阶段中放电特征参数随试验时间的发展变化规律,为该类型局部放电故障严重程度的诊断提供了依据。研究结果表明:对于尖端放电而言,放电幅值和放电次数随试验时间的延长表现出先增大后减小的趋势,正负半周上放电次数之比和正负半周上最大放电幅值之比随试验时间的延长表现出逐渐增大的趋势,放电次数的降低速度随放电相对幅值的增加越来越快。

气体绝缘组合电器中局部放电特高频信号S参数特性仿真与实验研究

为了研究局部放电特高频信号在GIS中的传播和衰减变化特性，首先采用有限积分法对GIS中的S参数进行仿真研究，分别分析了经过不同数量盆式绝缘子后S参数的变化。同时，在实验室内搭建了一套252kVGIS局部放电实验平台，利用多个内置传感器检测了不同位置处的局放特高频信号，求解S参数并将其与仿真结果进行比较，得出的实验结果与仿真的幅值和波形均相一致，从而验证了仿真结果的有效性。最后，使用矢量网络分析仪测量了不同结构下的S参数，并对仿真模型进行进一步地细化和改变，得到的矢量网络分析仪的实验结果和仿真结果较为一致，进一步证明了仿真结论的合理性。结果和结论表明了单个盆式绝缘子对于特高频信号的衰减程度可到-3dB，绝缘子数量与衰减程度成正比关系。

超声检测进行气体绝缘组合电器典型绝缘缺陷识别

介绍了基于超声检测的气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)典型绝缘缺陷识别技术。该技术由基于幅值模式(amplitude mode,AM)、飞行模式(flying mode,FM)、基于相位模式(phase mode,PM)的特征参数提取与判别3个主要模块组成。其中,针对AM提取的特征参数有频率成分50 Hz和100 Hz,用于区分缺陷信号与背景噪声,以及周期最大最小有效值比和周期最大最小峰值比用于区分自由金属微粒和其他超声信号。基于FM提取的特征参数有等效飞行时宽和等效飞行距离,用于判别超声信号是否来自于自由金属微粒。而基于PM提取的统计放电指纹则用于识别局部放电(partial discharge,PD)缺陷类型,包括母线和筒壁突起、绝缘子内部缺陷和悬浮电极。试验结果验证了该基于超声检测进行GIS典型绝缘缺陷识别技术的可行性和实用性。

采用分形和支持向量机的气体绝缘组合电器局部放电类型识别

局部放电可以反映气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)内部的绝缘缺陷,正确识别GIS的放电类型具有重要意义。放电信号特征量的提取和模式识别器的设计对最终判别结果影响较大,因此有必要将分形理论和支持向量机应用到局部放电类型识别中以提高识别效果。在简单介绍了分形理论和支持向量机后,采集了4种绝缘缺陷的放电数据,应用分形理论从φ-q-n灰度图中提取放电特征,并构造6个二分类支持向量机识别器,采取投票法识别放电类型。实验结果表明,该方法与反向传播网络方法相比具有识别率高、稳定性好的优点,能有效识别GIS放电类型。

利用气体绝缘组合电器盆式绝缘子内部均压屏蔽环诊断局部放电研究

为发展气体绝缘组合电器(GIS)局部放电的检测与诊断方法,提出利用盆式绝缘子的内部均压屏蔽环作为诊断GIS局部放电的一种新型超高频(UHF)传感器。采用时域有限差分(FDTD)法仿真研究了局放UHF信号传播的主要波导模式和内部均压屏蔽环作为UHF传感器的频率响应特性,进而开展了该新型传感器诊断3种典型绝缘缺陷的试验研究,并与商用UHF传感器的检测特性进行了比较。仿真结果表明:模型GIS的横电磁(TEM)模式分量最大、TE11其次,高次波导模式的截止频率主要分布在250 MHz^1 GHz附近;在3 GHz范围内,均压屏蔽环的共振频率点比较丰富,140 MHz左右存在1个最大谐振点。试验结果表明:该新型传感器的灵敏度明显高于外置式传感器,略低于内置式传感器;高压尖端和悬浮电位缺陷的主要频谱分布<1.5 GHz,与主要波导模式的截止频率仿真相符;均压屏蔽环UHF信号的最大共振频率约为115 MHz,与仿真值140 MHz相近。

特高压半封闭气体绝缘组合电器的暂态电压仿真分析

特高压系统的电压等级高、容量大,暂态电压现象严重。为了提高特高压系统暂态电压计算的准确率,结合我国某特高压开关站建立半封闭气体绝缘组合电器(HGIS)系统整体模型。根据多导体传输线理论和相模变换方法,建立了HGIS外壳传输特性模型。除此之外,采用π型等效电路表示接地体单元,并结合HGIS内部暂态模型,详细计算了隔离开关操作时产生的特快速瞬态过电压(VFTO)和暂态壳体电压(TEV),分析了HGIS内部关键设备处VFTO和相应壳体上TEV的最大值和频谱特性,进一步分析了不同壳体接地方式和接地网对VFTO和TEV的影响。研究结果表明:在考虑接地网的情况下,VFTO的最大值为1 296kV,TEV的最大值为83kV,都要比不考虑接地网时的最大值小,且良好的接地方式是降低特高压HGIS系统暂态电压的有效方法。研究结果可供HGIS设计和相关电气设备绝缘结构设计参考。

气体绝缘组合电器内绝缘缺陷超高频局部放电信号特性

为了分析各种不同缺陷在不同条件下的放电特点,根据气体绝缘组合电器(gasinsulated switchgear,GIS)设备绝缘缺陷放电形式和特点,采用超高频法对模拟装置内所设计的4种GIS局部放电物理模型进行了大量的局部放电(partial discharge,PD)实验,获得了真实可靠的超高频(ultra-high-frequency,UHF)局部放电(partial discharge,PD)波形样本;深入研究了4种典型GIS缺陷的物理模型分别在不同尺寸规格下、置于不同位置处、在不同电压等级下的UHFPD波形特征,实验的结果表明,不管是那种缺陷类型引起的PD激发的超高频电磁波,在不太高的实验电压下,放电脉冲波形发生突变之前,放电脉冲的形状变化不大且比较稳定,放电脉冲的持续时间通常是ns级。

一种加载短路针的小型化气体绝缘组合电器内置特高频传感器

基于安全考虑及内置特高频传感器小型化、回波损耗小、灵敏度高的要求,设计了一种带短路针的气体绝缘组合电器(GIS),内置特高频传感器。通过仿真计算研究短路针数量、短路针位置对传感器的影响,结合GIS法兰尺寸确定最优设计。通过仿真及试验研究,对影响传感器的各项性能参数进行了探讨,结果表明:对于110k V GIS短路针数量为4、且短路针距离圆心距离为40mm时,回波损耗和灵敏度达到最优。在实验室对传感器高低温耐受、气密性检测及局部放电检测效果进行了验证,结果表明:本文研制的传感器高低温耐受循环、气密性检测效果好,对GIS内部典型局部放电具有良好的响应特性和较高的检测灵敏度,能够检测到清晰的特高频局部放电波形,且检测信噪比均大于10。

振荡雷电冲击电压下气体绝缘组合电器中极不均匀场击穿特性研究

气体绝缘组合电器(GIS)是电力系统中的关键设备,冲击耐压试验是其安全可靠运行的重要保证。其中,振荡雷电冲击(OLI)和双指数雷电冲击(ALI)均适用于现场,但目前对两类波形异同的认识还不清晰,因此应首先研究OLI和ALI下绝缘缺陷的放电特性。该文针对GIS中极不均匀电场,构建高压导杆尖端缺陷,对比研究其在OLI和ALI下击穿特性。首先搭建冲击电压发生器,产生四种OLI和两种ALI;然后在363kV GIS中构建高压导杆尖端缺陷,尖端长12mm,端部曲率半径0.4mm,进而通过试验研究其50%击穿电压和伏秒特性。结果表明OLI和ALI下50%击穿电压差异极小,从检测尖端缺陷的角度而言,它们是等效的;随着波前时间的增大,50%击穿电压先降低后升高,3μs时最低,比1.2μs低1.5%,13μs时则升高约10%;OLI下击穿点集中在各波峰附近,伏秒特性呈分散状,ALI下则连续分布在波峰附近,当波前时间大于3μs时,两类波形下伏秒特性趋于重合。研究成果加深了对振荡雷电冲击下SF6中极不均匀场放电现象的认识,也为GIS现场冲击耐压试验波形参数的科学选择提供了支撑。

关于SF_6气体绝缘组合电器中微水问题的研究

结合现场实际 ,针对SF6气体绝缘组合电器 (GIS)的具体特点 ,对GIS装置中SF6气体所含微少水分的危害、来源、影响因素及其控制方法作了分析 ,考虑了温度、压力的影响 ,并对现行标准规定中的不严密地方给出了解决方案 ,这将有助于工程技术人员在实际中正确把握。

超声衍射时差技术在气体绝缘组合电器焊缝检测中的应用

针对气体绝缘组合电器(GIS)焊缝安全评价问题,论述了使用超声衍射时差技术(TOFD)对GIS焊缝进行评估的适用性。介绍了TOFD检测仪器的调校方法,实际检测中主要工艺参数设置,并举例说明了TOFD检测技术在GIS焊缝质量评价中的应用。

GIS气体绝缘组合电器在大连市供水项目中的选用

GIS系统是一种HIS系统,不仅适用于户内和户外空气绝缘变电站的更新和扩展,更适用于正在投运的变电站的改造,GIS方案中断路器、隔离器开关、接地开关和互感器在一个全封闭气体绝缘金属外壳内,因此,使得整个变电站相当紧凑,可以在现有的场地范围内满足对GIS组合电器的需求。

气体绝缘组合电器主接线形式存在的问题及优化分析

针对气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)主接线形式的特殊性,以GIS双母线主接线形式为例,提出GIS对变电站运行存在的问题,分析在变电站扩建、故障检修期间进行耐压试验时,GIS主接线问题发生的原因,提出GIS主接线形式的优化建议。

220kV SF_6气体绝缘组合电器设备故障处理

介绍了一起因220 kV SF6气体绝缘组合电器设备内部闪络引起的220 kV变电站220 kVⅠ段母线全停事故,分析造成此次事故的原因,研究了暴露的问题,并针对新型设备缺陷采取了相应的措施。

气体绝缘组合电器漏气缺陷专题分析

简单介绍了气体绝缘组合电器设备的特点及应用情况。结合现场案例,深入研究了220 kV GIS设备存在的典型漏气缺陷,描述了GIS漏气缺陷的具体情况,分析了故障的产生原因,并提出合理的缺陷处理方法。

HF和H_2S作为气体绝缘组合电器绝缘缺陷诊断特征气体的有效性

局部放电特征气体监测是实现气体绝缘组合电器(GIS)缺陷预警的重要依据和手段。为探索潜在特征气体HF和H_2S与放电类型和程度的关联,在模拟试验平台上设置金属尖端放电、自由金属颗粒放电、气隙放电和沿面放电等四种典型放电模型。首次重点关注不同放电缺陷下HF和H_2S的变化规律,并在此基础上研究5A、F-03、KDHF-03等三种典型分子筛吸附剂对两种分解产物变化规律的影响。试验结果表明,HF和H_2S是GIS内两种重要的放电特征气体,其中HF可有效反映强局部放电,H_2S可用于表征较严重的涉及盆式绝缘子等环氧树脂固体介质放电;HF和H_2S活泼的化学性质和吸附剂对二者较强的吸附作用,决定了HF和H_2S特征气体难以在GIS气室内长期稳定存在。因此,开展HF和H_2S在线检测技术研究及应用对利用化学诊断法准确评估GIS的绝缘状态具有重要意义。

气体绝缘组合电器中微米量级金属粉尘运动和放电特征

金属微粒是气体绝缘组合电器(GIS)绝缘安全的主要威胁之一,对金属微粒的研究集中在毫米量级尺寸,而动静触头摩擦掉落污染物在微米量级,因此需要针对微粒量级金属粉尘的运动行为和放电特性展开研究。该文搭建了126kV GIS 2∶1缩比试验平台,记录了粉尘运动影像、绝缘子表面和腔体底面的附着图像,测试了粉尘跳动和吸附阶段脉冲电流信号。研究结果表明:金属粉尘在径向跳动外,轴向和切向也有扩散运动,数分钟后,粉尘停止运动,在腔体内形成吸附。在绝缘子表面吸附统计中,纵向分布比较均匀,径向分布中,绝缘子表面外侧区域粉尘分布略高于内侧,总体上均匀分布。腔壁底面的金属粉尘分布量与电场强度呈负相关,弱电场区更容易吸附和聚集粉尘。粉尘跳动阶段可以测到放电图谱,而停止运动吸附后,1.83U0下72h内测试不到放电信号。分析了库仑力Fq与气体阻力Fv是粉尘运动的主导因素,范德瓦尔斯力是粉尘吸附腔壁的原因,而绝缘子表面的吸附则是镜像力和范德瓦尔斯力的共同作用。