Fault simulation in ultrahigh voltage substation

Ultrahigh voltage(UHV)and extra-high voltage(EHV)have been widely used in power system,so the requirement for technology of operation management,as well as the accident analysis and disposal are more pressing.Based on the theory of Newton-Laphson power flow method,this simulation system imitates the primary device and secondary circuit,together with the normal,the abnormal and accidents in operation.Through simulation in various situations,it validates that this design is capable of simulating the complicated faults in UHV and EHV accurately and in real time.In addition,it can analyse and dispose them efficiently.

适用于特高压电气用改性环氧树脂的合成及性能研究

我国特高压电气用环氧树脂的应用与研究起步较晚,目前90%以上依赖进口。为改变这一现状,团队以国产双酚A环氧树脂结合纳米级β-Al_(2)O_(3)、甲基六氢苯酐、硅烷偶联剂等为原料制备出特高压改性环氧树脂。通过与进口的同类型环氧树脂性能对比发现自主研发的环氧树脂浇筑的固化件外观更具瓷感,玻璃化温度高于100℃、平均拉伸强度高70 MPa、平均弯曲强度以及抗热冲击性能均与进口同类型环氧树脂相当。有助于填补我国在特高压电气用高性能环氧树脂的技术空白,改变我国在该领域完全依赖于进口的现状。

基于序电流相位差的EHV/UHV输电线路高阻抗故障选相研究

为了实现超高压和特高压输电线路的故障快速诊断,将序电流相位差技术应用到输电线路高阻抗故障选相中。开展了三相网络单相接地故障和相间接地故障分析,通过零序和负序电流分量相位差对故障相区间进行了划分,建立了序电流相位差、相阻抗、相间阻抗、3段距离继电器保护范围与故障类型、故障相别的关系;提出了一种以序电流相位差为判断依据的超高压和特高压输电线路高阻抗故障选相新方法;在500 kV,400 km的输电线路上对该故障选相方案的精确性及可靠性进行了评价,并进行了RTDS仿真测试。研究结果表明:该故障选相方案能够实现精确可靠的识别,并有足够的边际应对意外因素或计算误差,即使在电网振荡时,也可以实现可靠的系统故障相识别。

背景分区增强下的超高压典型AR运维场景重建方法

运维场景融合度过高,增加了子图间的冗余度。为了提升运维场景的清晰度、饱和度等,提出背景分区增强下的超高压典型AR运维场景重建方法。引入一个场景包围盒,搭建场景空间分割代价函数,生成运维场景包围盒列表,通过计算分割平面选择因子,分割AR运维场景空间。利用VR渲染方法分区增强AR运维场景的背景,将背景分区增强与模糊隶属度松弛迭代相结合,采用可视化定位检测方法融合AR运维场景,进行运维场景的三维重构,增强AR运维场景。根据运维场景重建的空间分布结构,完成超高压典型AR运维场景重建。实验结果表明,AR运维场景的漫游帧率在40~50帧/s,在清晰度、饱和度、亮度等方面具有更好的重建效果,为提高AR运维场景重建的可视化性能和人机交互能力提供了新思路。

高电压大电流柔性脉冲功率同轴电缆设计

基于关键材料选择、柔性结构、大截面同轴低回路电阻和结构参数设计,研制了高电压大电流柔性脉冲功率同轴电缆,并通过仿真和试验,进行电气强度、机械强度和温升分析。结果表明,产品达到了设计预期,满足使用要求,可实现相应的性能和功能。

超(特)高压线路大吨位荷载转移的双轴传动省力丝杠研究

输电领域现有的均为单轴传动模式,远不满足大档距大吨位力的转移要求。针对上述问题进行研究,提出使用双轴传动省力丝杠替代传统单轴丝杠,提高丝杠受力吨位,以满足超(特)高压线路大档距受力大的绝缘子更换要求。

特高压输电线路全过程机械化施工方案及费用分析

现有特高压输电线路常采用全过程机械化施工方式,针对其设计方案和费用分析的研究仍较少。文中依托白鹤滩—浙江特高压直流输电线路工程,从物料及设备运输、基础选型及施工、组塔施工方案、环境和水资源保护管理方案等四个方面进行了专题研究,总结了适用于不同环境条件下特高压全过程机械化施工的推荐方案和改进建议;基于定额规定测算了人工费用和临时道路长度对机械化施工工程费用的影响规律。测算结果表明,山区机械化施工可使挖孔基础费用减少约7.4万元/基,对于广泛使用挖孔基础的工程,经济效果显著;对于丘陵和山地地区,临时新建施工道路修筑长度分别为320 m和500 m时,机械方案和人工方案费用大体持平,设计时可根据修路长度综合比较选择施工方式。

GIS中快速暂态过电压VFTO的抑制研究进展

气体绝缘变电站GIS中的隔离开关在分合闸时,会产生快速暂态过电压VFTO,对GIS本身及邻近设备将造成极大危害。综述了国内外现有抑制VFTO的研究现状。从抑制VFTO的产生、改造GIS内部结构及抑制VFTO沿输电路径传播3个方面,概要总结了各抑制方法的优势及存在的问题。提出了抑制VFTO需要深化的研究内容:研制能精准控制开关合闸时间的成套设备,怎么样控制电弧击穿导通的时间,通过微机系统综合控制实现精准相位合闸;探索场路论结合的方式准确仿真加装阻尼母线前后VFTO的变化,建立阻尼母线抑制VFTO的特性参数关系;磁环抑制VFTO的理论,量化分析磁环的物理尺寸及磁材料特性参数对抑制效果的影响,在此基础上进而研究半圆卡扣式磁环对抑制VFTO的影响,以便后续在运GIS的改造,最后还需进一步研究如何解决磁饱和增加磁损耗增强抑制效果。

超高压输变电装备三支柱绝缘子稳健性设计研究

三支柱绝缘子是超高压输变电装备中的关键组件之一,其绝缘性能的优劣直接影响了电力系统的可靠性。传统的绝缘子结构优化主要采用确定性优化方法,在加工精度、产品磨损老化等不确定因素的影响下,往往会造成性能的不稳定。为此,本文建立超高压三支柱绝缘子6σ稳健性结构优化模型,采用拉丁超立方法抽取样本空间,利用克里金法构建电场强度与结构尺寸的响应面,最终通过遗传算法得到最优绝缘子结构。

直升机吊篮法带电作业在三峡高海拔山区±800 kV特高压直流输电线路中的应用

随着直升机带电作业体系逐步完善及马鞍式吊篮设计逐渐成熟,直升机吊篮法带电作业相较于平台法及吊索法在安全性、适用性及便捷性等方面优势正逐步凸显。三峡高海拔山区特高压输电线路具有交通不便、作业环境恶劣等特点,开展常规带电作业方式其劳动强度大、质效较低。以±800 kV祁韶特高压直流直升机吊篮法带电作业缺陷处置过程为例,分析作业侵入路径、安全距离及其他关键安全技术措施,在施工效率、安全裕度等方面与传统带电作业方式开展比对。分析直升机吊篮法带电作业在三峡高海拔山区运用的优缺点,探索后期规模化应用可行性及质效提升。

用于辉光放电的有源箝位型高增益DC/DC电源

针对便携式氩气辉光放电气体检测应用研究了一种有源箝位型高增益DC/DC击穿电源,并分析了其工作原理及特性。该电源将有源箝位电路、升压变压器和倍压单元整合在一起,不仅实现了初、次级电气隔离,且在较小变压器匝比和较低占空比下实现了超高电压增益(HVG)和低开关应力。该电源通过有源箝位电路回收存储在变压器漏感中的能量,进一步降低了有源开关的电压应力。该箝位电路的引入使两个有源开关均实现了零电压开关(ZVS),有效降低了开关损耗。最后搭建了一台35 W样机,该样机可以实现从24 V到3.5 kV±300 V的超高转换比并实现氩气的击穿,且在约1 kV,35 mA的条件下可维持稳定的氩气辉光放电,稳态下效率可达92.5%。

超高压输电线路复合绝缘子不同位置缺陷下发热特性研究

复合绝缘子具有质量轻、机械性能好等特点,其在超特高压输电线路中的应用越来越广泛,但随着使用年限的增加,复合绝缘子容易由于隐蔽性缺陷而发热,最终造成严重的影响。本文建立真型500 kV输电线路复合绝缘子多物理场有限元模型,研究其在高压端、低压端和中间位置存在导通性故障时的电场和温度场分布。结果表明,当存在导通性故障时,绝缘子串电场和热场均产生了较大的变化。高压端、低压端和中间位置分别设置导通性故障时,绝缘子伞裙尖端最大电场分别可达17.45、15.95、5.62 kV/cm,温升分别可达9.3、4.4、1.8℃,最大温升比正常工况下的温升增加了10.6倍。此外,当存在导通性故障时,沿绝缘交界面的温度分布各有特点,例如,中端故障时,其中端存在2个明显的温度峰值。最后,进行现场的红外热像测试试验,验证试验结果与仿真结果具有很好的一致性。

特高压智慧变电站冗余测控装置自动测试方法研究

传统冗余测控装置测试方法对测试项目的选取不全面,导致测试结果存在一定偏差。为了提升自动测试效果,研究了一种特高压智慧变电站冗余测控装置自动测试方法。首先,搭建自动测试场景,采用主成分分析法选取测试用例。然后,采集并处理用例数据。以用例数据为输入,利用反向传播(BP)神经网络进行建模与运算,获取冗余指数值。最后,对比标准划分范围,判断特高压智慧变电站冗余测控装置性能是否合格。对比结果表明,针对3种不同工况,所提方法应用下的测试结果与预期结果的拟合优度均在0.9以上,说明实际结果和预期结果较为一致。该结果证明了方法的有效性。该方法具有一定的应用价值。

基于IGG的特高压输电线路序参数抗差辨识方法研究

为保障特高压输电网的安全、稳定运行,减少特高压输电线路序参数误差影响,基于测量与地球物理研究所(IGG)准则对特高压输电线路序参数在线抗差辨识方法进行研究。构建特高压输电线路相分量模型,从中获取各序分量三相不平衡情况的相量测量单元(PMU)数据。在自适应最小二乘的序参数在线抗差辨识方法的基础上,通过IGG权函数更充分处理各类量测数据,通过残差分布的自适应估计,再结合中位数原理估计残差序列的数学期望与标准差,为IGG权函数选取合理的抗差阈值,实现序参数最佳在线抗差辨识。试验结果表明:当不存在量测误差时,该方法可以获得准确的序参数在线辨识效果,且不受电压不平衡度的影响;当存在量测误差时,辨识相对误差始终低于0.4%。对比其他方法,本研究方法具有更好的应用能力,能保障电网系统的安全运行。

同塔双回超高压输电线路绕击耐雷性能影响因素分析

超高压(Extra High Voltage,EHV)输电线路多为同塔双回,引雷面积大,更易遭受到雷击,特别是对于山谷间大跨度的杆塔常发生绕击跳闸事故。据运检单位统计表明,绕击是引起线路跳闸的主要原因。因此,对输电线路雷电绕击进行分析,探讨影响同塔双回输电线路防雷性能的敏感因素是十分必要的。建立500 kV输电线路的绕击模型,该模型采用电气几何模型(Electrical Geometric Model,EGM)法,通过呼高、地面坡度、保护角、导线相序排列变化所导致的雷电绕击跳闸次数变化来反映出各因素对于绕击耐雷性能的影响。

高快速路涉超高压线节点设计方案研究——以沿江通道浦东段新建工程为例

城市外围过境高快速路建设如火如荼,其中城镇地区的高快速路与超高压线、输油管、燃气管等重要市政管线互相影响的情况不断增加,结合沿江通道浦东段新建工程,聚焦在洲海变电站节点,研究超高压线条件下的高快速路方案设计。基于超高压线等复杂建设条件,提出地道、地面、“矮高架”三个设计方案,系统性进行方案比选,结合洲海变电站节点处的管线特点、沿江通道工程设计要求等,综合推荐地面方案作为实施方案,研究成果为类似工程提供了有益的参考。

高压阀侧套管载流结构传热系统结构优化与试验验证

随着我国特高压工程输送容量的提高,套管载流量逐渐升高,换流变阀侧套管的发热问题越来越严重,已成为制约其安全稳定运行的瓶颈。为解决特高压换流变阀侧套管研制中的短板问题,提出利用换流阀冷却水对阀侧套管进行强迫换热的热系统优化方法,开展了特高压换流变阀侧套管水冷式载流结构设计与优化,分析了传统±400 kV换流变阀侧套管的热场分布规律,优化设计了套管载流导杆的散热结构并提出了等效气隙热导率简化方法计算新型水冷套管热场分布,研究了水流速和电流幅值对水冷套管热场分布的影响。结果表明,随着电流幅值提升,水冷套管的载流导体和环氧芯体温度增加幅度远小于未采用水冷散热的阀侧套管;随着水流速度的提高,载流导体和环氧芯体的温度下降幅度逐渐减少,趋近于恒定值。研究表明,水冷式散热结构能大幅提高换流变阀侧套管的载流量和热裕度。

特高压架空输电线路张力放线施工技术

本文深入探讨特高压架空输电线路张力放线施工技术的关键要点,介绍张力控制的准确测量和调整方法,以及导线垂直度调整的原理和技术手段。同时,探讨合适的放线方法,包括初导展放和中导展放的步骤和操作要点,希望能为相关领域的从业人员提供有益的指导和参考。

输电线路双套配置保护的重合闸的应用与探讨

超高压输电线路保护的双重化配置中,重合闸为保障电力系统的正常供应起着举足轻重的作用。随着超高压输电线路在电网中的应用规模快速扩大,电气设备智能化程度快速普及,高新技术不断应用落地,对重合闸技术的运行和管理提出更高的要求。当前,输电线路重合闸针对不同问题发展出了具体的实现方式。为此,从综自变电站和智能变电站两个角度出发,针对超高压输电线路重合闸的相关问题及其解决方案进行探讨。