不同类型自由金属微粒对SF6绝缘特性的影响

SF_6是气体绝缘设备的最主要绝缘介质,自由金属微粒缺陷极易诱发其发生绝缘故障,不同金属元素微粒对SF_6绝缘性能的影响研究上存在空白,导致设备关键区域金属材料的选择以及微粒类型的识别等方面研究缺乏理论和实验支撑。为此,该文首次结合实验结果、机理分析和仿真计算对不同类型自由金属微粒对SF_6绝缘特性的影响进行了研究。结果表明：自由金属微粒会导致SF_6击穿电压出现明显的下降。随着微粒数的增多,击穿电压的下降程度降低;电极间距越小,自由金属微粒对气隙的影响就越大;相同微粒数下,铜和铝微粒对SF_6绝缘性能的影响相近且明显大于铁微粒。相关结论对SF_6绝缘设备内部不同自由金属微粒诱发绝缘故障的成因以及对金属微粒类型和数目的检测均具有指导作用。

CF_3I在微水条件下的放电分解组分研究

CF_3I可以作为SF6的替代气体而应用于各类气体绝缘设备中,而H_2O对CF_3I放电分解组分的影响还鲜有研究。故通过密度泛函理论(DFT),对处于常温常压下含有微量水分的CF_3I放电分解过程进行仿真分析,以求完善CF_3I的替代理论。首先,根据热力学理论求得CF_3I等主要分子的结构模型,并在此模型的基础上计算各个CF_3I分解反应进行的难易程度,获得CF_3I分子最可能的分解途径,并得到纯CF_3I气体的动态平衡过程;其次分析H_2O在放电环境下生成OH·和H·的反应路径;最后探讨在微水的影响下,CF_3I与H_2O在放电过程中可能发生的主要反应及产生的主要产物。研究结果表明:CF_3I直接吸附电子后分解成CF_3·和I-所需吸收的能量是最少的,因此该途径最为可行;H_2O分解产生H·和OH·最少,分别需要吸收377.58 k J/mol和488.29 k J/mol;微水的存在使得分解组分多样化和复杂化,破坏了CF_3I自身的动态平衡,由此降低CF_3I气体的局部放电起始电压进而减弱了其绝缘性能。

CF_3I/N_2混合气体在不同电场下的工频击穿特性试验研究

CF_3I及其混合气体作为SF_6应用于电气设备的潜在替代物被广泛关注,该文从不同电场下工频击穿性能的角度探讨CF_3I/N_2替代SF_6气体的可行性。通过工频击穿试验探究气压、混合比、电场利用系数3种因素对CF_3I/N_2工频击穿电压的影响,并与相同条件下的SF_6及SF_6/N_2进行对比分析,使用协同效应指数C值判定混合气体协同效应类型并定量分析协同效应强弱。结果表明,CF_3I/N_2在不同电场、不同混合比下的工频击穿电压随气压均呈线性增长,随着电场利用系数的增加,其工频击穿电压随气压增长的线性增长率逐渐提高;纯CF_3I对电场的敏感度尤其高。N_2的加入,改善了CF_3I对电场的敏感度;极不均匀电场下,CF_3I/N_2混合气体在0.15MPa及以上气压呈正协同效应,协同效应明显程度整体优于SF_6/N_2混合气体。稍不均匀电场和准均匀电场下,CF_3I/N_2呈现协同效应,气压越高,协同效应越明显;混合比为30%,气压为0.3MPa的CF_3I/N_2可以替代纯SF_6应用于气体绝缘输电线路和气体绝缘开关柜等电气设备中。

不均匀电场下CF_3I/N_2混合气体工频击穿特性试验

从工频击穿性能的角度探讨CF3I／N2混合气体替代SF6气体用于气体绝缘设备的可能性。通过工频击穿试验探究气压、混合比和电极间距三种因素对CF3I／N2混合气体工频击穿电压的影响，并与相同条件下的SF6／N2混合气体进行对比分析，提出使用协同效应指数C值判定混合气体协同效应类型及协同效应强弱的定量分析方法。结果表明，随着混合比、气压的升高，CF3I／N2混合气体工频击穿性能逐渐接近SF6气体，较高气压下的CF3I／N2混合气体更具有应用潜力。CF31／N2混合气体工频击穿电压呈正协同效应，而且CF3I气体具有优良的自恢复绝缘性能。综合考虑工频击穿性能、液化温度和环境影响三种因素，在特定的场合下，CF3I含量为20％-50％的CF3I／N2混合气体有可能替代SF6气体用于气体绝缘设备。

海上交流升压变电站轻量化研究

海上变电站是整个交流海上风电场的核心,据不完全统计,至2020年中国已建成几十座海上变电站。随着碳中和时间节点的临近,属于绿色能源的海上风电必将被大力开发,因此建设与海上风电场相配套的海上变电站就尤为重要。对海上变电站进行轻量化设计既可大幅减少建造成本、缩短工期,还可降低对吊装船的吊装能力要求。首先,在满足海上风电场电能送出的要求下,尽量精简电气接线,以减少电气设备。其次,通过将舱室紧凑化和取消非必要的舱室来压缩海上变电站的尺寸与质量,以实现海上变电站的轻量化。最后,与传统海上变电站进行对比,得出优化结论。

海上风电场滤波装置型式及参数研究

近几年,随着我国海上风电场的大规模开发,海上风电场带来的谐波污染等电能质量问题也日趋严峻。根据海上风电场的电气接线型式、产生的谐波特点,对比了多种滤波设备的优缺点,选择了适合海上风电的滤波设备。其次,探讨了滤波设备的接入位置,并初步给出串联单调谐滤波器的参数选择方法。