±500 kV直流换流阀用饱和电抗器温度场与电场仿真研究

高压直流换流阀饱和电抗器在工作过程中发热量大、电场分布不均匀,使其成为阀厅的安全隐患。为改善饱和电抗器的温升效应,文中以实际±500 kV直流换流阀用饱和电抗器为研究对象,建立了改进的流体场与温度场耦合模型,该仿真模型综合考虑流体传热、空气对流散热、绕组焦耳热和铁心涡流热损耗等实际因素,仿真计算电抗器各部件的温度场分布及其影响因素。现场验证表明该模型计算结果更接近实际工作状况。还建立静电场仿真模型,仿真计算电场畸变情况。温度场结果表明:饱和电抗器的铁心温度最高、环氧树脂次之、冷却水管路温度最低;铁心最高温度可达342 K。提高冷却水入口流速是降低饱和电抗器温度的有效方法,阀塔冷却系统的入水流速设置为1 m/s时可达最佳的冷却效果。环氧树脂、铁心和冷却水管的最高温度均与冷却水入口温度呈线性递增关系,实际工作中应使冷却水的初始温度越低越好。电场结果表明:环氧树脂与铁心交界面处出现明显的电场畸变现象,最大电场强度可达1.26×105 V/m。应在此处采取均压措施以防止电场集中而导致的局部温度过高。文中所得结论可为直流换流阀用饱和电抗器的设计提供参考。

基于点云处理的绝缘子位姿估计研究

针对变电站绝缘子的自动清洗需求,设计一套基于点云处理的绝缘子位姿估计系统,以解决传统视觉方法使用效果差的问题。根据绝缘子定位所需要的三维点云信息,构建通过舵机带动2D激光雷达俯仰的点云扫描系统。采用随机抽样一致(RANSAC)算法对绝缘子外形进行拟合,从而获取绝缘子的关键位姿参数,最后通过实验验证了方案的有效性。

基于BP人工神经网络的绝缘子泄漏电流预测

外绝缘泄漏电流和绝缘子的污闪过程存在密切的对应关系,相对湿度是影响泄漏电流产生和发展的关键因素之一。首先对两种常用悬式绝缘子进行人工污秽试验,利用泄漏电流测量系统记录其在运行电压作用下、不同相对湿度时的泄漏电流波形并对此进行分析;采用BP人工神经网络的方法,建立了不同湿度下的泄漏电流最大值之间的对应关系;选择Levenberg-Marquardt快速学习算法对建立的BP神经网络进行训练。利用部分试验数据进行的验证以及采用不同方法获得的泄漏电流随相对湿度变化曲线均表明,使用该神经网络来建立不同表面受潮状态时泄漏电流最大值之间的关系是准确有效的。

污秽实验室泄漏电流测量系统的研制

研制了一套适合污秽实验的泄漏电流测量系统,详细介绍了其传感器的设计原理以及过电压和过电流的保护设计,给出了软件部分的主要功能,并通过人工污秽试验,对系统进行了验证。

基于泄漏电流脉冲主成分分析的外绝缘污秽状态评估方法

为了防止污闪事故的发生,需要对外绝缘污秽状态进行评估。本文提出一种基于泄漏电流脉冲主成分的外绝缘污秽状态评估方法。首先对一种常用悬式绝缘子进行人工污秽试验,利用泄漏电流测量系统记录不同等值附盐密度(ESDD)和不同相对湿度(RH)下的电流波形,根据脉冲阈值的不同,将泄漏电流脉冲分成80档。利用主成分分析,从中提取一组泄漏电流脉冲主成分向量,用于概括原80档脉冲包含的信息。聚类分析和综合主成分分析的结果表明,绝缘子泄漏电流脉冲主成分向量与污秽度之间存在密切的关系,可以为外绝缘污秽状态评估提供重要参考。

污秽绝缘子泄漏电流特性研究

为提高泄漏电流评估绝缘子污秽度的可靠性,综述了污秽绝缘子泄漏电流特性问题20余年的研究成果,其内容包括临闪前泄漏电流和污闪电压的关系;在运行电压下及绝缘子表面污层饱和受潮时泄漏电流和放电现象间的关系;泄漏电流和等值附盐密度(ESDD)、绝缘子形状、片数、污秽状况以及污闪电压的关系;以及在绝缘子表面污层未达到饱和受潮条件时泄漏电流和雾浓度、相对湿度、ESDD间关系的研究。基于泄漏电流与其他污秽度参数之间关系的研究开发出在实验室及变电站测量多参量泄漏电流的仪器,并在现场测量了大量泄漏电流及气象条件的数据。根据研究成果提出了利用运行电压下的泄漏电流最大值进行污闪预警的方法。

污秽绝缘子高频泄漏电流特征的研究

泄漏电流和污闪放电的发展过程密切相关,监测泄漏电流是评估绝缘污秽状态的重要手段。为克服传统泄漏电流法的缺点,笔者通过人工污秽试验方法,研究了玻璃绝缘子的高频泄漏电流,并对几种污秽表面状态的高频泄漏电流的幅值、波形和频谱特征进行了分析,提出了污秽绝缘子的高频泄漏电流特征,以及高频泄漏电流特征参数与等值盐密的相关性。

变电站电力设备外绝缘泄漏电流分析

为了防止电力系统污闪事故的发生,必须对电力设备外绝缘状态进行监测。由于泄漏电流法具有便于实现在线监测的特点,已在电力设备的污秽度监测中得到了应用。利用自行研制的泄漏电流在线监测系统,对变电站的电力设备外绝缘泄漏电流进行了在线监测。根据现场采集到的泄漏电流数据,分析了泄漏电流发生的时段和月份,泄漏电流及其特征量和环境湿度之间的关系。

柔性直流输电工程启停流程探讨

对国内首例柔性直流工程——上海柔性直流输电示范工程的启停流程进行了分析和探讨。首先,介绍了柔性直流输电的系统接入方案、运行方式以及柔性直流换流站的电气主接线。其次,对柔性直流输电系统的典型启停流程进行了总结,对其中的注意事项进行了分析。最后,提出了对柔性直流输电系统的启停顺序的改进建议。

基于计算机视觉的变电站烟火自动检测方法

在传统烟火检测方法中,只有当烟火信号达到一定阈值参数时,才能够实现对烟火的检出,导致检测效率相对较低。对此,提出基于计算机视觉的变电站烟火自动检测方法。在采集检测环境数据阶段,利用计算机视觉技术中的大功率蓝光投射方案实现对检测环境的高速、高精度的三维重建,并通过对采集参数进行约束,保障采集结果的可靠性。在烟火检测阶段,充分结合了烟火属性下计算机视觉图像的动态特征,采用大小为16环形buffer得到图像烟火像素的累积矩阵,若矩阵存在连续相关关系,则自动判定检测环境中存在烟火。在测试结果中,该设计方法对不同强度烟火信号的检出时间均在4.0 s以内,具有较高的检测效率。

相对湿度对绝缘子泄漏电流最大值的影响

为了研究环境相对湿度对绝缘子泄漏电流最大值的影响,以XWP-70、XP-70和LXY-70 3种常用绝缘子为研究对象,在一个湿度可控的试验罐中采用一种可靠的试验方法,试验得到了4种盐密下这些绝缘子泄漏电流最大值随着相对湿度变化的关系;以此为基础,得出了不同相对湿度下绝缘子泄漏电流最大值与饱和受潮情况下绝缘子泄漏电流最大值之间的具体关系,并给出了利用低湿度下监测得到的绝缘子泄漏电流最大值估算饱和受潮情况下绝缘子泄漏电流最大值的表达式。

污秽物中含糖量对变电站内绝缘子外绝缘性能的影响

为找出国内某500kV变电站内绝缘子在低湿度情况下发生强烈放电现象的原因,并提出有效的解决措施。首先,调研了该变电站周围的污源情况,并对放电绝缘子表面的污秽情况进行了详细分析,初步推断出污秽中含有糖份是导致低湿度下该变电站内绝缘子外绝缘性能下降的主要原因。其次,对污秽中含有糖分的玻璃绝缘子和室温硫化硅橡胶(room temperature vulcanization,RTV)涂层玻璃绝缘子的外观、表面电导率、初始放电电压、污秽闪络电压、RTV涂层的憎水迁移性能等外绝缘特性进行了详细研究,并比较了污秽中含糖和不含糖情况下这些外绝缘特性的变化情况。最后,给出了解决该变电站内绝缘子在低湿度下发生放电现象的具体措施以及采用措施至今该变电站内绝缘子的运行情况。

柔性直流换流阀交流侧桥臂环流异常分析

柔性直流输电技术在孤岛供电、城市电网供电、分布式能源并网等方面具有很高的应用价值。介绍了上海柔性直流输电示范工程的概况、系统电气接线和运行方式,分析了柔性直流试运行过程中出现的一起故障案例。由于桥臂环流控制参数和结构不够优化,使得柔性直流换流阀的桥臂环流在长期运行中逐步增大,出现不可控而引发桥臂过流保护动作。通过调试,优化了环流控制程序的参数和结构,提升了系统控制性能,解决了换流阀交流侧桥臂电流异常问题。

泄漏电流监测在特高压直流绝缘子选型中的应用

为了提高自然积污试验在特高压直流绝缘子选型中的正确性和可靠性,提出了在试验绝缘子上安装泄漏电流在线监测系统,并以测量与计算得到的绝缘子泄漏电流某些特征参量作为绝缘子选型的重要依据,并据此给出绝缘子选型的结果。以云广直流自然积污试验站2005-05至2007-09进行的直流绝缘子自然积污选型试验为研究对象,分析了积污期间各个绝缘子泄漏电流的特点,统计了绝缘子泄漏电流的某些特征量,提出了利用这些特征量加权评分的结果作为绝缘子选型的重要依据,并给出了利用该方法进行绝缘子选型的结果。对该方法所得选型结果与先前人工污秽试验所得选型结果进行比较后证明:两者结论完全一致,有效验证了所提泄漏电流特征量加权评分方法是可行和有效的。

电力变压器超声波局部放电检测技术应用的研究

阐述了电力变压器超声波局部放电检测技术的原理及特点,对超声波局部放电检测系统进行了介绍,并结合应用实践对常用的超声波局部放电检测抗干扰技术进行了优化并提供了有参考价值的信息和经验,对推广超声波局部放电检测和诊断技术的应用将会起到促进作用。

基于特高压变电站多参量分级检测巡检机器人系统应用设计

介绍一种新型变电站巡检机器人系统,用于满足特高压变电站电力设备绝缘状态多参量全站自动分级检测的应用需求,该系统用于控制变电站机器人的巡检工作,包括对机柜上仪表读数的识别、局放测量、温湿度的测量等。该系统分为两部分,一部分运行在机器人本体中,称为本体控制系统,另一部分运行在外部工控机上,称为站控服务系统。本体控制系统的功能比较专一,主要是控制自身的电机驱动器,以便完成自身的运动。站控服务系统实现重要的逻辑控制,包括配置巡检计划、视觉识别、机器人行走路径规划、巡检结果写入数据库等。

基于旋转目标检测的变电设备红外图像电压致热型缺陷智能诊断方法

传统红外人工诊断方法难以应对变电站机器人、无人机自主巡检产生的海量红外图片,目前针对电流致热型缺陷较易识别,但缺少危害严重的电压致热型缺陷智能诊断方法研究,提出了一种基于旋转目标检测的变电设备电压致热型缺陷智能诊断方法。基于改进R^(3)Det模型对瓷套进行旋转目标检测,基于Faster RCNN模型对红外图像中三相区域、套管、电流互感器等变电设备区域进行识别、定位;通过自动关联包含在三相区域中的同类设备,计算同类设备温差;基于温差阈值法进行电压致热型缺陷诊断。使用现场采集红外图像进行训练和测试,结果表明:目标检测平均精度均值为90.65%,电压过热型缺陷识别准确率达到81.39%,误报率为9.62%,实验结果证明所提方法能够有效地从红外图像中自动识别电压致热型缺陷,可为实现机器巡检作业红外诊断智能化奠定基础。

基于RFID技术的变电站运行巡检管理系统

变电站巡检工作是保证输配电可靠性的重要环节,将RFID技术应用于变电站巡检能有效克服传统巡检方式和二维码、条形码巡检方式的缺陷,提高巡检工作效率。文中提出一种新型变电站运行巡检管理系统,该系统以RFID技术为支撑,结合GPRS、GPS、GIS和数据库技术,设计了以STM32单片机为核心的便携式RFID读写设备。完成设备精准定位,设备RFID标签信息的读取和写入,以及数据库远程访问与信息存储,实现变电站设备智能化巡检,从而有效提高变电站设备巡检工作的高效性、可靠性和精准性。

500 kV变压器事故油池的设计

事故油池作为室外主变压器的辅助设施,主要接收变压器发生泄漏故障时喷出的废油和废水。事故油池的设置可以避免对生态环境造成污染,同时也能防止变压器火灾事故的扩大。介绍了事故油池的设计过程,提出了一种事故油池油水分离的优化方案。

±500 kV直流换流阀元件高分子材料引燃特性研究

在直流输电系统中晶闸管换流阀存在发生火灾的风险。文中联合热失重分析—差式扫描量热仪(TGA/DSC)以及热空气炉的实验方法,研究了换流阀主要元件的有机高分子材料在空气环境下的热失重起始温度、放热临界温度以及燃点。提出了通过TGA/DSC联用实验测定换流阀高分子材料在空气环境下的燃点的方法。通过对实验确定的3项参数之间的关联性分析,确定了影响换流阀元件高分子材料的引燃温度的影响因素。研究结果表明:换流阀的引燃过程受到了高分子材料的热解过程和在高温下的放热过程的共同作用。引燃过程所需温度与热解过程发生的温度和材料在空气环境下能够依靠自身发生放热反应升温的最低温度呈正相关。文中对比研究了换流阀主要元件所包含的不同有机高分子材料在空气环境下的多项燃烧相关参数,可为换流阀元件高分子材料的引燃特性以及换流阀火灾风险评估提供借鉴。