一种换流变压器网侧出线装置试验用成型绝缘件新型制作方法

本文主要介绍了一种换流变压器网侧出线装置试验用新型成型绝缘件制作方法,该方法用于制作换流变压器网侧出线装置单独试验用的均压管,通过两次试制,提出一种可行的工艺制作方法。

变压器出线装置内部支撑结构的优化

在变压器出线装置中,以往油道支撑分为实体撑条和镂空花盘两种。为提高油道支撑结构的稳定性和安全性,保证变压器运行可靠性,本文作者针对1000kV出线装置油道支撑结构进行优化,采用ANSYS Workbench 14.0的结构分析模块进行计算分析,验证新型环形支撑结构的安全性、合理性。

特高压变压器高压出线装置长时工频耐压下绝缘性能试验研究

根据油纸绝缘的V-t特性,制定了特高压出线装置长时工频耐压试验方案,提出以出线装置在10h,m1.5U/3工频电压下的绝缘特性衡量出线装置的绝缘裕度。设计了特高压出线装置绝缘裕度试验系统,实现了出线装置脱离变压器或电抗器实体进行电气试验的目的。试验以局部放电为特征量,研究特高压出线装置在长时工频电压作用下的电气性能。结合两种局放测量的接线方式检测局放信号,并对局放回路进行分析,提出了区分局放产生的部位的方法,排除套管局放对系统局放结果判断的干扰。试验结果表明国产特高压出线装置在长时工频电压作用下无局放,绝缘性能良好。

换流变压器出线装置电场分布与绝缘结构优化

在复合电压作用下,换流变压器出线装置的电场分布不均匀。为此,根据实际结构建立了电场仿真模型,分析出线装置在交流、直流及极性反转电压作用下的电场分布,以及温度对其电场分布的影响。采用非线性绝缘材料并通过几何形状优化法实现了对出线装置电场分布的均化。研究表明:交流电压下,出线装置上的最大电场强度出现在均压球附近的油隙中;直流电压下,出线装置的最大电场强度出现在均压球上表面的绝缘层中。在极性反转电压下,由于空间电荷的作用,变压器油承担较高的电场强度。随着温度的降低,变压器油和绝缘纸板中的电场分布越趋不均匀,采用非线性绝缘材料可有效改善出线装置中的电场分布。

交流750kV变压器出线装置国产化核心技术

根据750kV变压器出线装置绝缘结构的特点,对国产化核心技术进行了深入研究,应用Electro v6.2和ElecNet7.0软件建立了关键部位的面向工程的仿真模型,进行了二维和三维电场的有限元分析,并且对安全裕度进行计算分析,解决了绝缘结构优化设计、电场计算模型定义、出线装置的二维和三维电场计算等关键技术难题。完成了750kV出线装置的全域电场计算和安全裕度分析比较,通过对电极形状和绝缘结构的优化设计和电场计算,避免了由于电场集中现象引起的绝缘缺陷。研制完成的国产750kV出线装置已应用于多项实际工程,多台产品试验和实际运行业绩验证了国产化750kV出线装置的可靠性。

交流1000kV变压器出线装置绝缘结构分析

介绍了1 000k V特高压变压器出线装置的两种结构,给出了这两种结构的电场及对比结果,找出了出线装置的优化设计思路。

采用纳米改性纸板的换流变压器出线装置电场分布

针对换流变压器出线装置在直流及极性反转电压作用下电场分布不均的问题,探究了非线性纳米Si C对绝缘纸板进行改性的方法,制备了纳米改性绝缘纸板试样,并测量了改性纸板的介电特性;结合换流变压器出线装置的实际结构建立了电场分布的仿真模型,分析了纸板改性对出线装置电场分布的均化作用。试验结果表明:纳米改性绝缘纸板的相对介电常数随纳米Si C掺杂浓度的增加而增加,但增加的幅度不大,随电场强度的增加呈略微上升的趋势;其电导率随着纳米掺杂浓度的增加而增加,当掺杂浓度达到一定值时,电导率随场强增加表现出明显的非线性特征。仿真结果表明:在直流和极性反转电压下,纸板改性可降低绝缘纸板中的场强,提高变压器油中的场强,使油纸绝缘结构中的电场分布更趋于均匀。

云广±800kV直流工程换流变压器阀侧套管出线装置的安装经验

云广±800kV直流工程穗东换流站的Y形高端换流变压器采用独特的阀侧线圈间接出线技术,阀侧套管出线装置的安装是该换流变压器安装难点。介绍了实际安装的关键工艺,包括对安装环境的要求,水平托架的使用,以及出线装置与本体油箱间对接的方法。该安装工艺基于厂家的安装方案并依实际情况有所创新,可供借鉴。

特高压换流变压器网侧出线装置研究与试制

本文中作者介绍了一种1000kV特高压换流变压器网侧出线装置,对其电场进行了仿真分析计算,并通过试验验证了该结构的可行性。

特高压大跨越档地线越障出线装置的研制及应用

介绍了在特高压输电线路大跨越档地线作业中常规出线飞车不能通过阻尼线夹的难题,通过在线路上多次试验,在原有地线飞车的基础上,考虑地线阻尼线的安装位置、阻尼线夹的形状大小、出线装置在行进时越过线夹/阻尼线的能力,解决了出线装置走线轮通过线夹的难题以及出线装置摩擦地线阻尼线影响行进的难点,为减轻所使用工器具的重量,对出线装置不同部件的材料进行了优化选择,从出线装置的前期调查研究、理论依据、结构组成等方面进行了阐述。

特高压换流变压器阀侧出线装置直流电场计算与分析

换流变压器的阀侧出线装置是换流变压器内部最复杂,同时也是最重要的绝缘结构之一。在运行时,它不仅要耐受交流电压,而且也要耐受直流电压。在直流稳态下,阀侧出线装置的电场分布取决于材料的电阻率。变压器油和绝缘纸板的电阻率与电场强度有关,表现为非线性;绝缘纸板在层压及垂直层压方向的电阻率有很大的不同,表现为各向异性。笔者对换流变压器的阀侧出线装置的非线性、各向异性直流电场进行计算,并将计算结果与线性、各向同性模型及线性、各向异性模型的结果进行对比。对比结果表明:在对换流变压器阀侧出线装置的直流电场进行分析、校核时需要同时考虑油纸绝缘的非线性及各向异性。

换流变压器出线装置油纸绝缘中空间电荷仿真

油纸绝缘作为换流变压器的主要绝缘材料,其体内空间电荷的迁移与积聚将导致局部电场强度的分布发生畸变,进而引发绝缘性能的失效。根据实验测得的迁移率、电离特性等参数,构建了三维结构的仿真模型,研究了换流变压器出线装置均压球附近油纸绝缘中的空间电荷与电场分布。仿真结果表明:仿真模型能够有效地模拟空间电荷与电场强度在绝缘介质中的分布情况。电极注入电荷仅能影响靠近电极部分,电离电荷是大尺寸多层油纸模型中的空间电荷的重要来源。温度梯度的存在会大大增强高温侧的电极注入电荷,与电离电荷复合后,能够降低高温侧的电场强度,而低温侧电场强度略有升高。这些研究可为出线装置的绝缘设计提供参考。

换流变压器出线装置非线性电场模拟及其绝缘结构优化

直流稳态和极性反转是换流变压器出线装置两种典型的运行状态,且环氧浸纸、变压器油、油浸纸板等介质的电性能参数具有较强的场变、温变非线性。温度梯度条件下,其电性能参数的改变将影响复合绝缘的直流稳态和极性反转电场。基于此,为较准确模拟复合绝缘结构在考虑温度分布条件下的直流稳态场和极性反转瞬态场,建立了换流变出线装置复合绝缘结构全模型,应用RBF神经网络与NSGA-Ⅱ混合算法对换流变出线装置进行了结构优化,对优化后的出线装置在工频电压、极性反转电压下进行了电场校核计算。结果表明温度梯度条件下较等温条件下的场强过冲现象更加显著,套管尾部、直型屏障的场强过冲系数分别达到65%、45%。以上研究成果可为换流变压器出线结构的设计提供参考。

换流变压器阀侧套管出线装置绝缘分析

换流变压器绝缘最关键的部位是由套管及纸板围屏系统组成的阀侧出线装置。为此,在分析直流电场特点的基础上,回顾了换流变压器出线装置绝缘技术的发展历程,指出以前广泛采用的油端带瓷套的套管出线装置在结构上存在缺点,因而在工厂试验和运行中频发故障。现今的绝缘结构可大致分为两类:一类是环氧树脂浸纸(干式)套管配合绝缘覆盖均压电极和多层异型围屏系统;另一类是无瓷套油浸纸套管配合无绝缘覆盖均压电极和多层直筒围屏。为进一步发展高压、特高压换流变压器出线装置绝缘技术,未来发展的方向是优化绝缘结构和降低绝缘不确定性。建议融合两种结构优点,开发新的出线装置绝缘结构。为减小绝缘不确定性,还应对出线装置各绝缘件材料的特性参数及其工艺控制方法,以及对电场计算和试验要求等问题进行深入研究。

基于三维构型与电热传感的特高压换流变压器出线装置区域数字孪生模型研究

特高压换流变压器出线装置区域绝缘结构复杂且体积巨大,承受大电流、高电压长时间作用,对其开展现场运维试验将耗费较大代价。目前数字孪生技术日益完善,逐渐从汽车、航空等制造业引入电力行业。基于此,文中将数字孪生技术引入特高压换流变压器高端电力设备,考虑到换流变压器本体结构复杂且其出线装置及换流变套管区域为其重要典型附件,因此重点研究该区域数字孪生3D模型构建,依据其孪生模型进行现场运维模拟试验和大电流、高电压载荷下的功能性响应分析。出线装置区域数字孪生模型依据电热耦合物理场仿真模型构建,应用电热传感器实时监测其承受在线电压、电流波形,并实现了现场运行参数与数字孪生模型加载数据之间的交互联动。另一方面,实现了数字孪生模型中材质区域智能提取辨识,并可依据物理场环境变换材料参数性能,以适应不同运行环境的结构设计与性能考核。进一步,为分析换流变套管内部暂态温度与其短时载流能力和长时老化性能间关系,提出了高压套管长时内绝缘性能评估流程方法。文中聚焦于换流变压器出线区域的数字孪生模型3D构建,其研究方法可推广延拓至换流变本体绕组结构、油纸绝缘区域与有载开关等关键部件。文中研究结果可为换流变压器本体绝缘结构设计,特别是出线装置区域的结构设计与运行维护提供理论指导和技术参考,对在线分析换流变压器出线装置区域运行中的短时载流能力和长时老化性能有一定的理论指导作用。

直线型纸筒结构阀出线装置的绝缘优化与试验研究

本文中作者介绍了特高压换流变阀出线装置绝缘结构特点,以多层直线型纸筒结构的出线装置为研究对象,采用仿真计算方法对换流变阀侧出线装置均压部件和绝缘筒内部的电场分布进行计算。

一起220kV变压器电缆出线装置故障分析

本文中作者针对一起220kV变压器电缆出线装置的故障进行了检查、分析和处置,并对变压器电缆出线位置的保管和安装提出了建议。

换流变压器套管出线装置许用场强及其绝缘结构型式设计研究

分析了换流变压器尾部出线装置在各种不同运行工况下的许用场强,建立典型出线结构有限元仿真计算模型,在极性反转等各种电压型式下讨论了出线装置瞬态电位、电场分布特征,结合许用场强得出关键路径的绝缘裕度。结果表明:运行温度、直型屏障数量、直型屏障位置对出线装置电场分布的影响显著。随着温度的升高,均压球包覆中的电场强度先逐渐降低后略微升高,直型屏障中的电场强度逐渐下降,重载高温条件下较易发生纸板闪络等绝缘事故。本文提出的出线装置许用场强及绝缘结构型式设计可为换流变压器出线结构的设计提供参考。

换流变压器出线装置的绝缘结构分析

换流变压器直流出线装置的可靠性是换流变压器研制的关键问题之一,长期以来直流出线装置依靠进口,优化出合理的直流出线装置绝缘结构对进一步促进换流变压器设备制造全面国产化具有重要的意义。笔者总结了换流变压器的运行特点,研究了直流出线装置的绝缘结构,并进行了直流出线装置绝缘结构的电场计算。换流变压器的运行特点为短路阻抗大、直流偏磁影响、谐波影响严重,绝缘结构复杂,针对典型的直流出线装置绝缘结构,分别对直流出线装置长时AC外施试验、DC带局部放电测量的耐压试验、极性反转试验时的情况,按照各自模型进行电场分析计算,总结了直流出线装置的理念和结构要领。试验结果证明,所研究的直流出线装置绝缘结构是合理的,说明了计算的可靠性。对于更高电压等级的换流变压器,直流出线装置的绝缘结构的电场分析,完全参考同样理论和方法进行研究,优化出合理的直流出线装置绝缘结构。

变压器绝缘纸板及出线装置等成型绝缘件国产化现状及展望

概述国内外变压器绝缘纸板和成型绝缘件主要生产企业的简要情况,分析我国绝缘纸板和出线装置等成型绝缘件产品的质量水平,研究超、特高压大型输电设备纸质绝缘材料的国产化现状,提出发展建议。通过对我国绝缘纸板和成型绝缘件主要生产企业技术水平及生产能力的分析,论证国产化的可能性。结果表明,我国绝缘纸板的质量水平和生产能力完全满足不同电压等级输电设备的国产化需求,出线装置等成型绝缘件的制造水平满足超高压输电设备的质量要求,但国内成型绝缘件生产企业缺乏设计能力和特高压出线装置的研制经验,通过全行业合作,实现国产化是完全可行的。