220-1000kV电力变压器用取向硅钢质量评估

对2020-2023年期间国家电网公司新建和扩建的220~1000kV变电站工程中电力变压器/电抗器用取向硅钢进行了质量监督与评价,共涉及175项变电站工程、24家变压器制造企业、3家取向硅钢生产企业。基于取向硅钢产品技术条件与测试方法标准,抽检了包括20QH070、23QH075、27QH085、30QH100等23个牌号在内的累计超20000片取向硅钢样品。结果表明,性能不合格率呈逐年下降趋势。并指出了批次供货取向硅钢产品在磁性能、涂层性能、外观质量上存在的问题。通过持续开展新入网取向硅钢质量评估,为加强电力变压器质量源头管控,助力打造本质安全电网提供了有力支撑。

特高压直流换流变压器的研制

结合向-上特高压直流工程换流变压器的技术参数和试验要求,重点分析所需研究的交流和直流电场分布、绝缘结构与散热、阀侧引线及出线装置等关键问题。在运输限界基本不变的前提下,换流变压器的阀侧试验耐受电压、直流偏磁耐受能力等要求均有较大提高。特高压换流变压器研制中应优化主、纵绝缘结构,合理控制场强分布,要充分考虑温度对直流电场分布的影响,提高绝缘强度,以保证换流变压器的绝缘可靠性;在运输条件允许的情况下,阀侧引线应尽量放置在油箱内部,减小现场安装的难度和风险,同时,阀侧套管和阀侧出线装置仍是设备制造瓶颈。

大型换流变压器油流带电问题的分析

油流带电可能破坏换流变压器的油道绝缘性能,成为威胁超高压变压器甚至影响电网安全、稳定运行的重要因素之一,在特殊的绝缘结构和油冷却方式下,换流变压器中可能存在较多的油流带电问题。通过分析油流带电的产生机理、影响因素、抑制措施和换流变压器的结构特点,研究了换流变压器的油流带电问题。研究表明,降低油速和改善绝缘(特别是油道)设计是减少油流带电问题的最重要措施。开展全电压空载试验等可检验、监测换流变压器的油流带电问题是否严重,此外,向绝缘油中添加电导率调节剂或电荷抑制剂也可降低油流带电的倾向。

±800kV干式平波电抗器的户内、外布置

为了研究±800 kV干式平波电抗器户内、外布置的可行性,基于该电抗器电感值的线性度较好不易饱和、运行维护简单等优点和现有运行经验,根据±800kV直流输电工程的初步方案和对相关制造厂调研,对换流站直流场中干式平波电抗器的户内、外布置方式技术、经济性比较。研究表明干式平波电抗器的户内、外布置方案均具有可行性。

特高压阀厅金具表面电场计算及起晕校核

为了对阀厅内部金具的起晕情况进行校核,以某±800kV特高压换流站阀厅为研究对象,采用第三方软件完成实体精细建模,输入到有限元仿真软件ANSYS进行前处理,结合PSCAD软件仿真得到的电位波形,采用瞬时电位加载法,对阀厅3D模型在一周期内各工况下的电场分布情况进行了有限元计算。采用子模型法,实现了局部电场的精确求解。根据电场计算结果,结合相关经验公式以及试验结果,对管形和球形金具的起晕情况进行了校核,在校核过程中,对形状不规则的金具进行了相应的等效模拟。校核结果表明所选阀厅金具在电晕控制方面具有一定裕度,满足阀厅金具设备安全运行要求。研究结果为特高压阀厅金具的设计提供了重要的借鉴。

换流变压器编组和受端电网结构对其直流偏磁的影响研究

溪洛渡—浙西±800kV直流输电试运行期间,金华换流站的换流变压器发现了严重的直流偏磁问题。针对溪洛渡—浙西UHVDC的受端电网结构和金华换流站4组换流变,建立了考虑换流变编组和受端电网结构等影响因素的直流偏磁电流计算模型,运用比较分析法和节点电压法计算了换流变的直流偏磁电流,研究了换流变编组和受端电网结构对换流变直流偏磁的影响。研究的结果表明:当1/2单极大地满负荷运行时换流变的直流偏磁最严重,换流站500kV母线馈线长度、回路数及所连变电站距接地极的距离是影响换流变直流偏磁严重程度的主要因素,建议在UHVDC的受端电网构成和结构的规划与设计中考虑减小流入换流变直流电流的措施。

±800kV直流干式平波电抗器的技术规范

干式平波电抗器相比油浸式平波电抗器具有对地绝缘简单、绝缘子承担对地电压、无油设计、无铁心和对地电容小等优点,特高压直流输电工程推荐选用干式平波电抗器。但干式平波电抗器运行经验较少,开发制造难度较大,所以研究其技术规范具有重要的作用。为此,详细分析了干式平波电抗器的特点,提出了其额定电感、额定电流值、绝缘水平、爬电比距、温升、型式试验、例行试验和需要特殊考虑的问题,对特高压干式平波电抗器的研制、生产、试验和运行具有重要的指导作用。

±800kV特高压直流换流站阀厅金具的结构特点

±800 kV特高压直流换流站阀厅工程设计中,换流阀与换流变压器及穿墙套管之间采用管型母线连接方式,设备连接需采用特殊的管型母线连接金具。笔者通过对向家坝—上海、锦屏—苏南±800 kV特高压直流输电工程换流站阀厅金具的结构介绍,阐述了阀厅金具的整体结构特点,分析了金具的载流量和耐热性、防电晕特性、机械强度的可靠性、外形尺寸以及连接形式等要求。通过实例介绍了5种常用的阀厅金具的结构细节及特点,为哈密南—郑州及溪洛渡—浙江等特高压换流站阀厅金具设计提供参考和借鉴。

±800kV换流站管母滑动偏移量分析及管母支撑金具选型研究

管母以占地面积小,布置清晰美观,导体表面临界电晕电压高的优点在直流输电换流站中得到了广泛的应用,通过分析影响支撑式管母线长度伸缩和挠度变化的因素,总结出当采用支撑式管母线时不仅需要对管母线沿长度方向的滑动偏移量(长度伸缩量)进行考虑,还要对管母支撑点处管母的转角进行考虑,以利于管母线长度伸缩和挠度变化时应力的释放,避免支撑绝缘子的损坏,同时对几种常用的管母支撑金具的优缺点进行了分析并提出了设计过程中需要注意的问题,期望能够对设计人员在进行电站管母的支撑设计和金具选型时提供一些参考和帮助。

基于区域化剖分技术的特高压直流换流站阀厅电场求解方法

由于换流站阀厅在直流输电系统中的重要地位,其安全运行至关重要。因此其内部金具场强必须控制在一定范围内,防止电晕对设备运行的干扰。阀厅内部金具的表面电场计算对于阀厅金具的设计有着重要的指导意义。针对阀厅内部结构复杂造成的剖分困难,笔者结合某±800 kV换流站阀厅整体模型的表面电场计算,提出了区域化的剖分方法。该方法基于模块化与独立化的思想,便于分工操作,可操作性强,效率高。该方法下整体模型与子模型计算结果的对比表明,基于区域化剖分技术的整体模型计算结果具有较高的精度。该方法为特高压直流换流站阀厅以及其他复杂模型的有限元电场求解提供了一定的借鉴,具有重要的指导意义。

基于PSCAD/EMTDC的电网GIC影响仿真分析

地磁暴在电网中产生的地磁感应电流影响电力系统运行 ,研究地磁感应电流在电网中的分布、大小及影响等问题有重要意义。在提出了研究我国电网地磁感应电流影响问题必要性的基础上 ,给出了基于平面波理论的地表面势的算法 ,以及用 PSCAD/EMTDC软件分析电网地磁感应电流影响的思路 ,并对仿真分析中的仿真条件、理论依据、注意事项等问题进行了讨论 ,最后给出了仿真实例的分析结果。实例分析表明 ,我国电网的地磁感应电流问题是有必要深入研究的课题 。

直流接地极近区三维大地电阻率模型建立方法

大地电阻率模型不准确是造成对直流输电接地极极址周边地面、地下导电体以及交流电网影响评估不准确的主要原因。根据接地极电流产生的地表电位（earth surface potential,ESP）具有以接地极为中心类同心圆分布的特点,利用地壳/上地幔历史电磁测深数据、资料和直流接地极工程选址设计电磁测深数据、资料,提出评估接地极近区ESP分布的大地电阻率三维模型建立方法。利用？800 k V天中直流输电工程哈密接地极周边交流电网直流偏磁电流（DC biasing current,DCBC）的实测数据,证明利用大地电阻率三维模型计算的电网DCBC准确、可靠,所建模型对接地极选址设计和电网DCBC治理方案优化都有重要意义。

换流站阀厅屏蔽球结构研究

屏蔽球是特高压直流输电工程换流站阀厅中的一种重要金具。屏蔽球表面电场控制是阀厅设计的重要组成部分。在试验中遇到屏蔽球起晕现象,通过计算机仿真分析了原因,根据分析结果提出了几种屏蔽球设计方法,通过比较确定了最优的方法,并按最优的设计方法对屏蔽球的结构进行了改进,最后通过试验和仿真证明了屏蔽球设计新方法的有效性。本文提出的屏蔽球结构设计新方法为特高压直流输电工程中换流站阀厅金具设计提供了重要参考。

基于多目标优化的电网弹性薄弱环节识别

加固电力系统中少数关键元件提升其抗外力冲击能力可以有效提升电力系统弹性。为了研究考虑弹性的电力系统薄弱环节识别,首先,基于弹性过程曲线提出了最大供电能力指标来定量刻画系统弹性,构建了最优潮流模型并通过单纯形法求解任意拓扑下电力系统能提供的最大供电能力。然后在此基础上构建多目标优化模型,以破坏元件数目和电网的最大供电能力两个指标作为目标函数,选取智能优化算法对建立的多目标优化模型进行求解计算。仿真结果表明与基于启发式算法相比,本文建立的的多目标优化模型能够有效识别电力系统中对弹性有重要影响的关键元件组合。

大尺度电气设备宽频特性时域测量方法

宽频特性测量作为设备宽频建模的基础,具有重要研究价值。大尺度电气设备宽频特性时域测量需要长距离的测量引线,这不但会降低波形质量,还会带来引线误差。根据现场测试需求,提出了一种大尺度电气设备宽频特性时域测量方法,该方法引入同轴电缆作为时域脉冲法测量引线,基于同轴电缆两端屏蔽层接地,消除周围环境对测量结果的影响,同时利用"开路、多负载校验"公式,补偿长距离测量电缆对测量结果的影响。利用该测量方法在实验室对电阻、电感、电容器和10 kV变压器的宽频特性进行了测量。测量结果表明,该方法通过测量电缆首端电压、电流,能够比较准确地得到待测设备的宽频特性,大大提高了时域方法测量大尺度设备宽频特性的可操作性和便捷性,具有一定的实用价值。

阻抗法检测电力变压器绕组状况的分析与尝试

根据电机学的基础知识，提出了一些在利用阻抗法分析电力变压器绕组状况时可用的电气参数，并以实例阐明如何对这些电参量进行测试。

高饱和磁感应强度铁基非晶合金带材性能研究

通过成分调整获得高饱和磁感应强度的铁基非晶合金带材,用差式扫描量热仪(DSC)分析其非晶形成能力和晶化行为,根据确定的两级起始晶化温度,选择合适的热处理工艺,并对退火后的非晶合金带材进行磁致伸缩性能测试。结果表明:适当提高Fe元素的含量、合理控制C和Si的比例,可得到饱和磁感应强度高、矩形度好、磁致伸缩低、噪音小的非晶合金带材,其饱和磁感应强度Bs>1.65 T,矫顽力<3 A/m,磁致伸缩振幅λp-p为836 nm/m,加权噪声值为59 dB,矫顽力与λp-p成正相关关系,软磁性能更好。高饱和磁感应强度非晶合金的磁化曲线矩形比高,从而使得磁畴壁移动区域更大,噪声更低。

阀厅轨道式巡检机器人系统研究与开发

阀厅内的换流阀组是直流输电过程中的关键设备,为保证其可靠运行,需要定期巡检。介绍了用于阀厅内设备巡检的机器人开发背景,研制了用于阀厅室内的可对换流阀塔、套管等设备进行红外测温和外观检测的轨道式巡检机器人。该巡检机器人既可通过人工操作执行巡检任务,也可根据预设任务全自主进行巡检。设计了其系统架构,并分别对轨道驱动系统、控制系统和应用软件系统设计做了介绍。实际应用表明该巡检机器人的系统结构设计合理,运行可靠,检测效率和质量高,可较好地替代人工进行常规巡检工作。

寻找电力与环境的动态平衡支点

发电效率较低，以及“大火电、小‘绿电’”的电源结构。加重了日益匮乏的煤炭资源、水资源的浪费与空气污染，因此。政府必须积极采取相应措施，探索一条既能保证电力供应，又能保持环境可持续发展的电力工业发展之路，从根本上改善电源结构，增加“绿色电力”的比重，以实现电力建设与环境保护的协调发展。

电力市场化中公益性与经济性的平衡

电力市场化改革使电力具备了双重性：一是作为国民经济基础的公用事业所体现出的公益性，另一个是身为企业所体现出的经济性。为了国家安全以及电力工业的发展，平衡好电力的公益性与经济性是电力改革中不可忽视的问题。