高重复频率的ns气体火花开关

针对气体火花开关工作频率低的缺点,以μs级上升时间和脉宽的单极性高压脉冲作为初级脉冲,通过ns火花开关的作用,得到频率为几千Hz、脉宽和上升时间都为ns级的重复脉冲。分别改变开关的工作气压、气体成分及直流偏置等工作条件,在不同的原始脉冲的间隔时间(200～1000μs)下,测量了两个连续脉冲的幅值和作用时间,进而研究了不同频率下开关工作条件对电压恢复特性的影响,并根据残余电荷的运动及分布,对其进行了讨论。结果表明:提高开关工作气压、掺入适量的SF6及施加合适的偏置直流电压都将改善开关的电压恢复特性。

GIS中不均匀直流电场下球状自由导电微粒运动分析

针对气体绝缘系统(GIS)中自由导电微粒无害化的问题,研究导电微粒在GIS中不均匀电场作用下的运动规律,建立球状自由导电微粒在楔形不均匀电极系统中的受力模型,采用Runge-Kutta方法对微粒运动方程进行求解,并对球状自由导电微粒在不均匀直流电场中的运动轨迹进行仿真,同时考虑电压波动和电极表面粗糙等随机因素对微粒运动轨迹的影响。另外,研究了自由导电微粒的运动轨迹与施加电压、微粒初始位置、微粒和电极材料的性质及电极表面状况的关系。研究结果表明:在一定的电场条件下,微粒运动会处于一种谐振状态,而施加电压的幅值。

一起氧化锌避雷器故障原因分析与思考

对一起110 kV氧化锌避雷器故障进行了分析。对避雷器进行外观检查、解体分析,对电阻片测量绝缘釉厚度以及10 k A冲击电流试验,对电阻片柱电位分布开展有限元仿真分析和实际测量,发现故障是由于该结构避雷器底部金属支撑杆较长,吸潮硅胶绑缚位置较高,吸附装配中残余潮气后对瓷套放电引起。针对此次故障提出了加强避雷器结构设计选型、加强避雷器工艺管控和加强在役设备巡检等3点改进措施,以提高避雷器的运行可靠性。

真空断路器开断并联电抗器保护措施仿真分析

近年来中国中压配电系统中真空断路器切除并联电抗器时故障频发,如站用变压器及母联开关等设备闪络,甚至引发开关柜烧毁的严重事故。以某220 kV变电站的20 kV系统发生的该类故障为研究对象,运用PSCAD/EMTDC建立该变电站系统模型,仿真分析故障发生时系统的运行状态,并结合故障现象分析故障发生原因,提出相应措施,以抑制真空断路器切除电抗器时的操作过电压。仿真计算结果表明,由于真空断路器开断时发生截流、复燃且电抗器与杂散电容间发生谐振等多个方面原因,真空断路器切除电抗器时产生较高过电压,如果仅在电抗器侧安装避雷器与电容器,将无法有效抑制由于截流和复燃产生的过电压,需要在电抗器两端并联阻容保护装置。针对故障变电站的系统配置,建议电抗器并联的阻容装置电容值取0.2μF,电阻值取400Ω为宜。

配电网单相接地分布式补偿特性

为解决配电网系统电容电流急剧增加给消弧线圈增容改造带来的困难,详细介绍了一体式补偿装置原理,并分析提出了配电网分布式补偿方式。基于PSCAD/EMTDC仿真环境,搭建了典型配电网模型,从一体式补偿装置的安装位置、补偿容量等方面研究了配电网单相接地电流的分布式补偿特性,并通过了变电站试验验证。当发生单相接地故障时,一体式补偿装置和主站消弧线圈可相互配合,共同对配电网进行有效补偿;消弧线圈安装在母线、故障线路末端、非故障线路末端或者主站增容几种情况下,故障残流均可被补偿至允许范围。分布式补偿装置的补偿容量与安装线路的电容电流相当时,补偿后的故障残流最小。结果表明,分布式补偿方法简单可靠、成本低、补偿有效。

脉冲气体开关用SF_6混合气体放电特性的研究

脉冲功率技术在大功率激光、Z箍缩、高功率微波和材料合成等领域均有非常广泛的应用,气体开关是脉冲功率装置中关键元件之一。为了获得开关间隙中不同气体电介质时开关工作性能、开关寿命等的变化规律,笔者针对一种典型结构的场畸变气体开关,采用工程中常用的正负充压回路方式,通过改变SF6/N2、SF6/Ar混合比、气压和电极间距等实验参数,详细分析了其对开关自击穿电压、放电通道等放电特性的影响规律,为多通道场畸变开关的设计提供依据。

基于磁开关的高压纳秒脉冲电源

基于磁脉冲压缩技术设计了一种磁开关,通过初始脉冲波形参数与磁开关参数的配合,将微秒级原始脉冲加以压缩,产生电压幅值为6 kV、上升时间为300 ns的脉冲。分析了单级、多级磁脉冲压缩电路的工作原理,介绍了磁开关的计算设计方法,并建立了电子工作台(Electronic Workbench,简称EWB)电路仿真模型,比较了电路中各元件参数对脉冲输出参数的影响。

变压器综合试验系统的设计与实现

变压器的电气试验项目繁多,现有的试验仪器大多功能单一,试验过程中需频繁变更试验设备和试验接线,工作量大,且给试验人员带来较大的安全隐患。提出了变压器绝缘电阻、短路阻抗、变比、绕组直流电阻、介质损耗、有载分接开关特性测试的一次性接线试验方法,基于C#语言开发了相应的系统软件,通过程序顺序控制,可一键操作完成变压器的电气试验,显著提高了变压器试验效率。

江苏电网2014年输电线路雷击跳闸分析

对2014年迎峰度夏期间江苏省雷电活动进行统计,分析了落雷次数及地域分布变化趋势;结合各单位上报数据及雷电定位系统监测记录,多角度分析江苏电网220 kV及以上线路发生雷击跳闸次数及变化趋势、雷击形式、雷击杆塔结构特征以及江苏电网雷击跳闸原因,并从接地电阻测量、综合防雷措施应用、GIS系统及雷电定位系统数据录入管理等方面提出防雷工作建议。

雷击地线档距中央的反击性能分析

超高压输电线路高杆塔、大档距、交叉跨越、同塔多回、导线换相等应用越来越多,因雷击地线档距中央造成反击跳闸、地线断线等事故也较多,故研究输电线路档距中间反击耐雷性能有重要意义。利用PSCAD软件建立220 kV输电线路仿真模型,包括架空线路模型、杆塔的多波阻抗模型以及雷电流模型,从雷电流大小、雷击点位置和档距大小三方面,利用相交法和先导法计算分析了雷击档距中间地线时线路的反击耐雷性能,并用实例进行了验证。结果表明,校核线路雷击地线档距中央耐雷水平时,应以雷击档距中心位置为准,并考虑档距大小、杆塔塔头结构等因素影响。

江苏电网220kV及以上输电线路雷击跳闸分析

雷击是输电线路跳闸的重要原因。文中分析了2013年江苏电网220 kV及以上输电线路雷击故障特征及对策,对频繁跳闸的500 kV泰斗5293线故障杆塔进行了防雷性能计算,结合地形和雷电活动特点分析了该线路过长江段杆塔易遭雷击的原因,并提出防雷改造措施建议。

±500kV直流输电线路暂态故障监测装置的设计与应用

高压直流输电系统因暂态过程导致故障或停运时,目前所采用的录波仪只能记录极线电压和电流,无法提供相关的高频故障波形信息以实现故障的快速识别,不利于迅速排除故障和恢复送电。为了监测直流输电线路上的高频暂态故障行波和雷电侵入波,文中研制了可直接安装于±500kV直流导线上的暂态故障监测装置,设计了适用于直流线路的新型供电系统、高频传感器、数据采集与传输单元等,并进行了现场应用,监测到的雷电波形数据与雷电定位系统进行对比后验证了装置的有效性和可靠性,可为直流输电系统暂态故障的监测、识别和复现提供技术手段。

状态监测装置智能校验系统的研制与应用

针对当前智能变电站状态监测装置的校验工作存在工作量大、效率低等问题,结合当前信息技术和智能技术,研制车载化智能校验系统。车载化智能校验系统以试验车为平台,通过GPRS/3G通信方式以及MIWAVE宽带无线网络进行校验数据传输,从功能优化、信息交互、智能检测等角度出发,实现了对现有各类标准信号源、标准监测装置进行集成化、信息化、智能化的改造。该车载化智能校验系统的研制,提升了变电站状态监测装置现场校验的效率和质量。该系统已成功完成了多个500 k V,220 k V变电站监测装置的现场校验工作,有力保障了电网设备的可靠运行。

配电网灵活接地方式运行特性的仿真研究

为降低系统过电压水平,减少线路跳闸率,配电网中逐渐应用了消弧线圈并联小电阻接地方式。文中在PSCAD中建立灵活接地方式的配电网模型,包括电弧接地故障模型和故障多次重复计算模型等,从故障类型、小电阻并入时间和故障发生时刻等方面,利用所建模型对灵活接地方式下系统电压进行了仿真计算。结果表明,可根据故障相电压波形对故障类型进行判断,在中性点电压为0左右时并入小电阻系统过电压最小。

基于LPTL的220kV交流同塔双回输电线路反击性能研究

为了对220kV同塔双回线路反击耐雷性能主要影响因素进行更为深入的分析,指导输电线路防雷改造,采用输变电设备防雷计算工具LPTL,建立了适合同塔双回线路的反击仿真模型,其中采用多导体常参数分布波阻抗模型等效杆塔,和采用先导法作为绝缘子闪络判据模型来判断绝缘子串的闪络,分析了杆塔高度、接地电阻和土壤电阻率对杆塔反击防雷性能的影响,分别计算了反击耐雷水平和反击跳闸率。最后运用LPTL对某雷击跳闸进行了实例分析。计算结果表明,上述因素对杆塔防雷性能有较大的影响。

长三角地区近10年气溶胶时空分布特征

该文利用2003年3月至2013年2月间MODIS遥感气溶胶三级产品资料,分析了我国东部长三角地区气溶胶光学厚度(AOD)、Angstrom波长指数、细粒子比例和垂直柱质量浓度的时空分布及其变化特征。长三角地区的AOD呈现出北高南低分布,北部(30°N以北)年平均约为0.6~0.7,南部普遍低于0.5。AOD季节分布变现为春夏高、秋冬低,夏季最高。10年间,长三角地区AOD呈现出波动增长趋势,并表现出地区差异,北部增长较南部快。Angstrom波长指数表现为南高北低,春冬低夏秋高,总体变化趋势不显著。冬春季细粒子比例低于夏秋季,北部细粒子比例普遍低于南部,但北部增长率高于南部。从气溶胶垂直柱浓度分布来看,北部高于南部,高值中心在江苏、上海一带,低值区在浙江一带。春季气溶胶柱浓度最高,秋季最低。气溶胶柱浓度北部增长较快,南部有所下降。

基于感应电的线路工频参数测量方法研究

输电线路工频参数是系统潮流和保护整定值的计算依据,对于合理安排电网运行方式,提高继电保护动作的可靠性、灵敏性至关重要。提出通过测量线路感应电压及电流,并基于序分解理论,对线路工频参数进行测量的方法。同时应用该方法对某变电站同杆四回线路参数进行实测,与传统法测得的工频参数相比,该方法所得结果误差较小,能够满足测量要求。分析了电压幅值分散性对于测量结果的影响,结果表明较大的外施电压幅值分散性可以减小零序阻抗的测量误差。

一种幅频可调的高频高压方波电源的研制

针对现有气体开关频率低、幅值不易控制的缺点,以固体开关绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为主要开关元件,由单片机来控制频率和占空比的调节,通过脉冲变压器升压和整形电路的整形,得到高频高压方波电压。脉冲电压频率可以在1～15 kHz之间任意调节,电压幅值可在0～20 kV之间连续可调。电源同时具有良好的过压和过流保护作用。

UPFC水冷却系统结构分析

换流阀是统一潮流控制器(UPFC)的核心,而水冷却系统则对保证换流阀的安全可靠运行具有十分重要的作用。以换流阀水冷却系统为研究对象,从内冷却系统和外冷却系统两方面对其结构进行了详细分析,采用类比法搭建了UPFC水冷却系统结构的电路结构,明确了系统中各个模块的结构和组成,最后对串联水路和并联水路进行了比较,讨论了并联水道流量分布不均匀的问题。

单根水平接地体冲击特性仿真研究

冲击接地电阻与输电线路杆塔耐雷水平紧密相关,正确模拟杆塔接地体在雷电流下的冲击特性对线路防雷设计具有重要意义。在对冲击机理的理解基础上结合电磁暂态分析软件ATPDraw及理论公式得出了冲击特性的建模思路;利用其控制功能可以很好地模拟雷电流流过接地体时的电感效应和火花效应,完善了冲击条件下接地体仿真模型。为了验证该模型及计算方法的正确性,建立了实际单根水平接地体模型,研究了其电感效应随长度的变化和火花效应随电流幅值的变化规律,并将结论与模拟试验结果进行了对比。