500kV固定串补区外故障间隙自触发问题分析

以南方电网2009年4月10日串补间隙自触发故障为例,对串补区外故障间隙自触发问题进行了深入的研究。在详细介绍等离子火花间隙和强制触发型火花间隙构成的基础上,对两类不同结构的间隙触发原理进行了对比、说明。调取并分析该次故障时所涉及不同串补站串补的故障录波,对各间隙触发过程及触发参数进行分析,找出了本次自触发故障中各不同类型间隙所遵守的相同的自触发规律。最后,对串补站的安全稳定运行提出了若干建议。

快前沿直线脉冲变压器驱动源多间隙气体开关

进行了一种可用于快前沿直线脉冲变压器驱动源系统的多间隙气体开关的设计和实验,给出了开关的静态放电实验结果,获得了静态击穿电压平均值及标准偏差随气体压强的变化规律。开关充0.15 MPa干燥空气时,最高耐压可以达到200 kV。研究了开关在不同欠压比和不同触发脉冲幅值下的触发特性。开关工作电压150 kV、欠压比78.5%、触发电压70 kV时,开关的触发延迟时间34.4 ns,抖动1.6 ns。开关经过5 000余次放电,击穿点分布均匀,可以形成多通道放电。开关结构新颖,安装操作简便,装配精度大大提高,实用性强。

用于串补的激光触发与电脉冲触发火花间隙对比实验研究

目前串补电容常采用电脉冲触发火花间隙作为其快速旁路保护,实现这种触发方式的难点在于确保整个触发装置与高压端的电气隔离。为解决此问题,研制了一种激光触发火花间隙,对其进行了自击穿和触发击穿测试,通过实验比较了相同形状尺寸的激光触发火花间隙与电脉冲触发火花间隙在不同极性、不同间隙距离下的触发击穿电压,并对2种火花间隙的放电机理进行了初步分析。实验结果表明：激光触发火花间隙的最小可靠触发击穿电压在自击穿电压的26%-48%之间;电脉冲触发火花间隙的最小可靠触发击穿电压在自击穿电压的43%-64%之间;两种火花间隙正极性下的最小可靠触发击穿电压均低于负极性下的最小可靠击穿电压。

一种适于快速高压直流断路器的过零振荡电路

为满足高电压等级直流断路器可靠地快速开断故障电流的要求,提出了一种基于多级串联间隙和电容分压自取电的预充电型直流断路器过零振荡电路。描述了带分压网络的多级串联间隙的工作原理,仿真分析了触发频率、横向均压电阻和纵向分压电容对多级串联间隙分压特性的影响,并对多级串联间隙在导通动作过程进行了实验验证。分析了基于电容分压自取电的触发装置原理以及参数配置要求。对此种断路器的短路故障电流开断过程进行了仿真分析,并建立电流模拟开断实验系统进行了振荡回路验证研究。仿真与初步的实验结果表明,该过零振荡电路可在主断口支路快速产生有效的反向振荡电流波形,实现故障电流的开断。

用于HF激光器的气体火花开关特性研究

气体火花开关是放电激励脉冲HF激光器的关键部件之一,其性能直接影响激光器的正常运转。本文介绍了气体火花开关的设计,并对其静态自击穿特性和动态触发特性进行了实验研究。实验结果表明:在开关工作气压为0.1～0.4 MPa情况下,静态自击穿电压约10～30 kV,且稳定性较好;在触发电压前沿约20 ns,幅值约45 kV的情况下,欠压比大于80%时,开关时延小于120 ns,开关抖动小于6 ns;开关具有较大的工作范围,约为55%～60%。开关用于放电激励脉冲HF激光器,实现了激光器稳定运行。

串联补偿电容装置火花间隙自触发原因分析

分析查找"4·10"多个串联补偿电容装置火花间隙自触发原因。通过对XLSK-20PL强制触发型火花间隙装置进行触发间隙自放电电压测试、均压电容参数测试和火花间隙击穿特性测试,发现石墨电极表面存在鸟粪等污物是火花间隙自触发的根本原因。火花间隙击穿特性测试结果显示,当石墨电极表面有尖端、水珠或污秽物等时,火花间隙的主间隙击穿电压分散性很大,交流击穿电压最低约为正常值的65.0%。提出了加强火花间隙运行维护等改进措施。

多间隙气体开关紫外光预电离结构

针对一种用于快前沿直线脉冲变压器驱动源的多间隙气体开关,设计了针式和孔式两种预电离触发结构,获得了两种预电离结构下开关的自击穿特性和触发特性。实验结果表明:增加预电离针后,开关静态特性没有明显变化,开关自击穿电压平均值变化幅度小于3%;开关触发特性明显改善,开关工作电压150kV、触发电压60kV时,触发抖动减小约20%,触发阈值降低5～10kV。对于针式预电离结构,实验研究了不同触发电压、工作气压、电离间隙距离时紫外光强度的变化规律,结果表明在电离间隙距离1.5～3.0mm时,开关触发抖动小于2.0ns,预电离效果明显。

电网串联补偿区外间隙自触发故障仿真分析

串补装置的正确运行对电网的安全稳定运行起着非常重要的作用,其中间隙自触发作为串补电容器和MOV(Metal Oxide Varistor)的过压保护,起着保护电容器和MOV的重要作用。本文在详细的介绍了间隙构成和间隙自触发的基本原理的基础上,以某电网串补间隙自触发故障为例,用EMTP仿真软件进行系统等值模型,模拟电网事故并进行计算。最后通过对比故障录波结论,验证事故仿真的正确性,并给出相应的处理措施。

河池串补装置火花间隙系统自触发原因分析

针对河池串补MOV在人工单相接地试验中火花间隙系自触发启动现象,基于河池串补火花间隙的工作原理,对串补装置火花间隙自触发进行分析和检测验证。人工单相接地试验与仿真计算表明串补电压VD测量装置可能存在较大误差,火花间隙自触发电压明显低于整定值,进一步对火花间隙进行检测,结果显示均压电容参数的变化使得火花间隙的自触发电压降低,从而导致了火花间隙的自触发。建议定期检测已投运串补装置的火花间隙参数,确保火花间隙正确动作。

可控串补区内故障间隙自触发问题分析及处理建议

针对冯屯500 k V可控串补站在区内瞬时性单相接地故障过程中的火花间隙系自触发问题,笔者根据火花间隙的结构和原理,结合伊冯甲线可控串补保护动作和录波数据,分析了火花间隙的自触发原因,结果表明,火花间隙的自触发与火花间隙元件本身和环境因素有关,伊冯甲线可控串补火花间隙自触发属于误触发。同时,为保证伊冯甲线可控串补系统安全运行,提出对投运火花间隙进行定期维检建议。

用于LTD模块的多间隙气体开关

针对800kA,0.1Hz重复频率LTD模块设计新的多间隙气体开关,要求在较高工作电压(高于±80kV)和较低工作系数(低于70%)下抖动优于2ns。通过电场仿真分析,优化了气体开关电极形状。串联间隙从4个增加为6个,总间隙长度为36mm,充电±100kV、触发100kV时触发间隙场畸变系数为3.98。实验表明,新气体开关静态自击穿性能稳定,动态触发性能可靠。充电±90kV、工作系数60%时击穿延时40.1ns,抖动1.3ns。