GIS隔离开关接触状态振动–温度联合检测方法

气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关接触状态对于设备的安全运行具有极大的影响,因此围绕GIS隔离开关接触状态与振动信号、温度变化的对应关系展开研究,搭建了252 kV三相分体式GIS试验平台。通过控制动静触头接触距离模拟了3种机械状态,测量了隔离开关在不同接触状态下的振动信号和温度信号,获得了振动和温度信号的关联关系,基于振动和温度信号的特征量联合分析,提出了隔离开关接触状态的综合检测方法。试验结果表明:正常运行时,GIS外壳振动幅值较小,频率主要分布在100 Hz,温升在1℃左右;随着接触状态劣化,振动幅值明显增加,频谱中出现200 Hz、300 Hz等异常振动信号,外壳温度持续升高。研究结果表明:以振动信号的振幅、频率幅值占比和温度变化为特征量,综合分析不同接触状态下振动信号的相似度和相对温差,得到特征量间的相对系数,能够在不同电流下较好地识别GIS隔离开关接触状态,对现场检测具有实际意义。

干式空心电抗器噪声测量的干扰研究

一般认为,干式空心电抗器的噪声频谱为谐波电流各频率之间的差频、合频及每个谐波的二倍频,然后实际测试得到的噪声频谱与目前理论分析的结果并不一致。文中以一台小型的干式空心电抗器为例,对噪声测量过程中的干扰现象进行了研究,并结合电磁感应理论对干扰的来源进行了解释和分析。研究结果表明,干式空心电抗器在加载单频的激励电流时,利用传声器测得的噪声频谱中除了电流频率二倍频的噪声分量外,还会出现多个电流整数倍频率的干扰分量。其中单倍频的干扰分量来源于磁场对传声器的影响,其幅值和加载电流成正比;多倍频的干扰分量来源于传声器薄膜振动和磁场的相互耦合,其幅值受磁场和声压共同影响。

交流与负极性雷电冲击叠加电压下SF6中自由金属颗粒局部放电激发特性

气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)在运行中常常会遭受雷电过电压侵袭,此时其中的自由金属颗粒缺陷会使得SF设备绝缘性能急剧降低,威胁设备的运行安全。基于冲击叠加相位可调的交流与冲击叠加试验系统,采用脉冲电流法试验研究了冲击叠加相位、金属颗粒尺寸、金属颗粒数量对交流与雷电冲击叠加电压下SF中自由金属颗粒局部放电激发特性的影响。试验结果表明,冲击叠加相位、金属颗粒尺寸和数量对局部放电激发特性影响显著。负极性雷电冲击叠加在交流电压负半周后,可激发颗粒后续的交流局部放电,且冲击叠加在270°相位所激发的放电最为剧烈;随着颗粒尺寸增大,冲击下金属颗粒局部放电更难激发,但激发后局放更为剧烈;随着颗粒数量增加,冲击下金属颗粒局部放电更容易激发,且放电更为活跃;并从空间电荷角度对局部放电的激发和发展机理进行了解释。该研究工作对于深入理解与实际工况更为契合的叠加电压下SF中自由金属颗粒局部放电特性具有重要的理论和工程意义。

变压器绕组局部放电量测量误差计算及其修正方法研究

为分析IEC60270标准下电力变压器局部放电测量时因绕组分布纵向电容及衰减特性所带来的视在放电量测量误差并进行修正,提出了包含耦合电容的变压器局部放电分布电容网络模型。通过解析方法,量化了变压器绕组端部的局部放电量测量值随放电位置的变化情况,基于绕组等效RLC网络智能反演算法,提出了一种绕组局部放电频谱定位方法及局部放电量测量误差修正算法,介绍了算法的理论基础与基本思路。以一台变压器绕组电气参数仿真结果,构建了等效RLC网络模型,并以其作为研究算例应用所提修正方法,结果表明,放电量误差随放电位置远离测量端逐渐增大,最大时接近90%,而修正后局部放电量的最大误差比修正前降低了一个数量级,验证了修正算法的可行性,为将其进一步运用于实际变压器建立了一定的基础。

基于有限元的GIS母线不对中机械振动特性研究

GIS母线较长或安装错位时,会出现母线不对中现象。这种机械故障会导致GIS导杆受力不平衡,引起机械振动。文中通过有限元仿真的方法,建立单相GIS母线模型,并施加正弦载荷模拟不对中故障激励,探究其振动特性。采用有限元软件对母线模型进行计算模态分析,得到结构的固有频率和振型。通过分析母线外壳X、Y、Z方向振动加速度以及总加速度时域图和频谱图,获得各个方向上振动的频谱特征,总结自由状态下和约束条件下母线外壳的传播特性。