基于冲击放电试验的电力电容器外壳振动预估方法

高压直流换流站中电容器装置辐射噪声水平高,需要对其进行振动和噪声的预估。本文关注电容器外壳振动的预估,基于机电联合频响函数系统地提出了一种新型的电容器外壳振动预估方法。机电联合频响函数定义为电容器外壳振动速度与电容器激励电压平方的频域比,可以由冲击放电试验获取。在给定的激励条件下,电容器外壳的振动速度等于机电联合频响函数与激励电压平方的频域乘积。本文比较了两种相同激励条件下电容器外壳振动预估结果与实测结果,说明了本文所提的电容器外壳振动预估方法可行准确。

金属化薄膜电容器的电流冲击试验

电力电子电容器通常应用于非工频场合,其耐峰值电流Ipeak和耐冲击电流I赞s能力是关键技术参数,由于耐电流能力是金属化薄膜电容器的最薄弱环节,所以有该指标的产品必须进行耐电流能力的试验考核。采用大功率电子开关组成电容器充放电回路,通过调节充电电压或放电回路参数来定量控制放电电流、电流衰减周波和电流电压变化率,试验方法快捷、简便、实用,是金属化电容器进行设计验证和质量控制的有效手段。

一种防止10kV架空绝缘导线雷击断线用新型串联间隙金属氧化物避雷器

研制了一种由高压穿刺电极和避雷器本体构成的纯空气间隙金属氧化物避雷器。高压穿刺电极与绝缘导线穿刺接触引出高电位,当感应雷或直击雷产生足够高幅值的过电压作用于绝缘导线时,避雷器间隙击穿,避雷器本体释放雷电能量抑制工频续流起弧,达到保护绝缘导线免于断线的目的。通过对该避雷器进行大量的雷电冲击放电试验,确定了间隙距离和安装位置。

高速铁路牵引供电接触网用带间隙避雷器的研制

中国高速铁路线路高架桥路段比例大,且相对集中在雷电活动较强烈地区,牵引供电接触网雷击故障多,须采取措施加以解决。在接触网绝缘子旁并联安装带间隙避雷器是一种有效的防雷措施。根据接触网布局结构和运行可靠性要求高的特点,提出了一种与绝缘子一体化安装的避雷器分体结构型式,特别设计抱箍增强安装稳定性,提出了一种避雷器本体压力释了U型放结构可有效释放短路能量,研究选择了本体关键参数和串联间隙距离,确定了短路试验和振动试验方法和条件,对样品进行了雷电冲击放电伏秒特性试验、短路试验和振动试验,从而验证该技术性能的可靠性。最后,研制了适合接触网正馈线、接触线和加强线绝缘子使用的3种形式避雷器,并获国家发明专利授权,已在京沪高速铁路上试运行,状态良好。

110kV双回线路管型复合材料绝缘杆避雷线接地引下方式研究

为了解决我国南部沿海地区110 k V双回架空线路试点应用的管型复合材料绝缘杆(简称"复合材料杆")所存在的接地引下线易短接杆身绝缘的问题,针对典型设计的110 k V双回线路复合材料杆的结构特点,分析了避雷线采用沿杆表面架设接地引下线方式所面临电气问题的本质成因,提出了沿导线方向在两回线路中心线上竖直架设引下线的方式,定义为内侧竖直接地引下方式。该方式实现了将铁塔2项功能分离:复合材料杆起结构支撑作用、接地引下线起导电通流功能。通过真型杆头雷电冲击放电试验,证实了内侧竖直接地引下方式较沿杆表面接地引下方式的电气优势:沿杆表面和内侧竖直2种接地引下方式下的雷电冲击绝缘强度U50%分别为960 k V和1 230k V,后者较前者提高了28%;观察内侧竖直接地引下方式中雷电冲击放电路径,当垂直引下线离杆身距离大于0.60 m时,可避免沿杆表面接地引下时雷击闪络和工频续流电弧烧蚀复合材料横担,并可利用杆身绝缘性增加相对地爬距。结合雷电性能计算,获得了内侧竖直接地引下方式的雷电性能,与沿杆表面接地引下方式相比,反击耐雷水平提高了28%,雷击闪络跳闸率降低了54%。因此110 k V双回线路管型复合材料杆避雷线采用内侧竖直接地引下方式的雷电性能明显优于沿杆表面接地引下方式。

银东线雷电防护线路避雷器开发与应用

为提高±660 k V电压等级直流输电线路的耐雷水平,通过对线路避雷器基本要求和结构型式的研究,从额定电压、直流参考电压、雷电冲击残压、通流容量、压力释放能力、绝缘配合和串联间隙距离等方面对±660 k V直流输电线路避雷器的关键参数进行了设计计算和试验验证,成功研制了±660 k V直流输电线路避雷器,并设计了线路避雷器的支架支撑式安装方式。研究结果表明：线路避雷器的额定电压应为±800 k V,直流参考电压应≥800k V,标称放电电流应为30 k A,雷电冲击残压应≤1 583 k V,波形为1.2/50μs的正极性雷电冲击50%放电电压应≤2 600 k V,串联间隙距离应为（1 900±100）mm,2 ms方波通流容量应为2 k A。研制的±660 k V直流输电线路避雷器已在±660 k V银川—山东直流输电线路（简称银东线）挂网应用,积累了±660 k V直流输电线路避雷器的挂网运行经验,为大规模批量应用提供了依据。

HVDC换流阀用饱和电抗器的建模及仿真

电路仿真是实现HVDC换流阀优化设计的最主要手段,饱和电抗器作为换流阀中保护晶闸管的主要器件,其电路模型的准确与否关系到整个换流阀仿真的准确性。饱和电抗器的电路模型可以等效为非线性电感与非线性电阻的并联。本文利用磁性材料的BH曲线,获得了饱和电抗器的非线性电感特性,通过分析冲击放电试验结果获得了饱和电抗器的电阻特性,从而建立了饱和电抗器的等值电路模型。通过仿真不同电压等级的冲击放电试验,结果与试验一致,从而验证了模型的有效性。

500 kV高压直流断路器支架绝缘设计

我国正在建设500 kV张北柔性直流电网试验示范工程,500kV高压直流断路器是张北柔性直流电网的核心装备,其支架绝缘设计决定了断路器的经济性及安全性。根据经验设计了支架初始结构,建立了其电场仿真三维模型,采用ANSYS有限元仿真软件计算了初始支架表面电场分布,获得了支架表面场强集中点,针对场强集中点提出了电场分布优化方案。搭建了断路器支架试验平台(海拔约50 m),开展了不同电极和电压极性下支架操作冲击50%放电试验,获得了不同电极下支架的间隙系数,验证了电场优化方案的正确性。结合支架操作冲击50%放电试验结论,针对张北直流电网工程绝缘水平要求,估算了支架对地最小空气间隙,最小空气间隙设计为4.7 m。论文工作为工程样机设计提供了参考。

35kV线路避雷器并联保护间隙设计研究

由于35kV线路普遍没有架空地线,因此常遭受直击雷,导致线路避雷器因雷电流过载而损坏。为此提出了35kV线路避雷器并联保护间隙结构,在线路避雷器两端并联空气保护间隙,通过等效电流计算与间隙放电试验获得了并联间隙结构与距离参数,在雷电流幅值高于保护动作阈值时,避雷器残压击穿并联放电间隙,防止避雷器雷击过载损坏。35kV整支避雷器冲击放电试验与现场应用情况表明,并联间隙可在一定程度上降低35kV线路避雷器雷击损坏概率。

高压直流输电换流阀阻尼电容器故障机理分析和防范对策研究

详细论述了高压直流输电换流阀阻尼电容器的电气工作原理以及不同类型阻尼电容器的工艺结构和电气特性,对该电容器运行中出现故障的机理进行了分析,通过仿真及大量冲击放电试验结果的对比,说明大电流冲击下不同类型阻尼电容器元件结构及材料对其电气参数的影响,得出金属铝箔式电容器耐电流冲击特性更优,更适合作为高压直流输电换流阀阻尼电容器的结论。

新型带电拆装线路避雷器的研制

作为配电线路雷电过电压防护的最有效设备之一,串联间隙避雷器需求量巨大,在运行中避雷器也不可避免地发生击穿损坏事件,而雷害严重的山区、郊区线路往往不具备带电作业的条件,每年因安装、更换避雷器造成了大量的计划性停电。由此提出了一种带电拆装避雷器的研制方法,设计了避雷器本体与支柱绝缘子分离的固定间隙结构,特别设计了基于绝缘操作杆的带电安装工具,提出了利用弹簧自锁结构实现避雷器本体带电更换的方法。同时,研究选择了避雷器本体的关键参数,对研制的样品开展雷电冲击放电试验、整只大电流冲击耐受试验、振动试验,以验证避雷器整体技术性能的可靠性。研制的带电拆装避雷器已请国家发明专利,并在福建电网开展示范应用,状况良好。