基于双隔离断口的GIS不停电扩建功能模块的研发及应用

为满足GIS间隔扩建对接安装及交接耐压试验时运行母线不停电的需求,文中介绍了一种具备双隔离断口操作,并能够确保双隔离断口中间导体有效接地的新型功能模块。文中首先比较了新功能模块与传统母线隔离开关模块的原理接线的性能特点,从壳体铸造、机械传动、内部结构以及电场分布等方面进行阐述与分析,最后提供了模块的工程应用实例。GIS备用间隔采用该模块作为母线隔离开关后,可以有效避免扩建安装以及交接耐压试验时断口击穿以致系统短路接地的风险。另外,该功能模块可大幅度降低GIS气室对接安装过程中的作业风险,大幅节省了SF6气体的充放处理时间,有效提高工作效率。

252kV GIS双隔离断口不停电扩建装置电压分布研究

为了满足GIS扩建对接及现场耐压时不停电所需的高绝缘裕度扩建断口要求,文中介绍了一种252 kV GIS双隔离断口的不停电扩建装置,采用两个隔离断口串联方式构成扩建断口,由于受断口等效电容和对地杂散电容的影响,两个断口分压比并非1:1关系。为校验双隔离断口的绝缘性能,首先分析确定不停电扩建断口最大承受电压;再建立等值电路模型进行理论计算公式推导;然后以Ansys有限元软件为计算工具,以理论公式与仿真计算相结合的研究分析方法,得出断口电压分布情况。结果表明,高压侧隔离断口电压明显高于低压侧。对于三相共箱结构,三相的断口分压比略有不同,中相分压比稍低。根据计算结果,可评估双隔离断口的绝缘性能,进而有针对性的对其结构优化设计。

双隔离断口GIS功能模块仿真计算及试验验证

可实现GIS不停电扩建和耐压功能的双断口隔离开关(DDS)采用非标准结构的断口型式,为了验证这种特殊结构是否满足实际运行工况,文中通过Ansys有限元软件,建立双断口隔离开关机、电、热3D仿真模型,开展双断口隔离开关机械强度、绝缘强度、载流能力的仿真计算,并以双断口隔离开关真型样机开展绝缘试验、温升试验、动热稳定试验、机械寿命试验、高低温试验、母线转移电流试验、壳体水压试验。研究结果表明:壳体最大主应力为235.08 MPa,盖板最大等效应力为114.86 MPa,均小于许用应力;双断口隔离开关各部件场强均低于允许场强,并有一定裕度;滑动连接部分最大温升为56.5 K,壳体温升为17.3 K,内部导体和壳体温升均满足要求;试验结果验证了仿真计算的正确性。双断口隔离开关已应用于±800 kV东方换流站220 kV GIS的6个备用扩建间隔,设备运行良好。

GIS双断口隔离开关不停电试验电场分布及击穿特性

共气室结构的双断口隔离开关(double-fracture disconnect switch,DDS)在不停电耐压试验过程中存在因试验侧断口击穿而影响运行侧断口绝缘性能的风险,在设计阶段需要对其电场分布和击穿特性进行研究。为此,以新研发的110 kV三相共箱式GIS双断口隔离开关为例,采用有限元方法对电场进行仿真分析,得到其在现场不停电工频耐压试验中的内部电场强度分布。根据电场的计算结果,采用基于汤逊放电理论的击穿判据,研究不停电试验中两个断口的击穿特性,证明了在DDS现场不停电交流耐压试验过程中,试验侧断口击穿不会对运行侧的绝缘性能造成影响。研究结果可以为在运的DDS二期扩建时的不停电扩建与现场绝缘试验工作提供安全保证的理论支撑,也为未来新型DDS设备研发过程中的绝缘校核提供了更加翔实的理论依据。

220 kV GIS间隔双断口母线隔离开关技术在变电站中的应用研究

我国新建变电站一般分期逐步按需建设。在进行GIS备用间隔扩建安装及交接耐压试验时,需对原运行母线进行停电处理。双断口母线隔离开关应用于GIS变电站可有效解决母线停电问题,具有较好的应用前景。现根据双断口母线隔离开关的技术特点,对其工程应用情况进行了探讨。从接线形式、设备尺寸通用性、安装耐压试验等方面论述其优势与缺点,并对其经济效益进行了分析,验证了该型设备在变电站中的应用价值。

基于220kV GIS间隔双断口母线隔离开关技术的试验方法研究

220kV GIS母线双断口隔离开关作为一种新型设备,能有效解决GIS间隔在改扩建时母线停电的顽疾。目前该新型设备的针对性试验方案还不完善,将传统GIS试验方案应用于新型双断口母线隔离开关设备中,并分析其利弊。在此基础上利用双母线作为桥梁,充分利用双断口母线隔离开关的自身特性,提出一种新型试验方案,可在变电站一期建设时完整地对备用间隔双断口母线隔离开关进行耐压试验。

一种非轴对称结构的GIS双隔离开关气室电场优化设计及试验验证

GIS开关气室采用双隔离断口设计,可实现GIS备用间隔扩建安装和耐压过程不停电,但主导电回路非轴对称的偏心布置设计会使内部电场分布均匀度低于轴对称的结构,降低绝缘裕度,设计难度高。提出了非轴对称结构的场强许用值和非轴对称结构气室电场优化设计原则,对功能模块的壳体、触头座等关键部件进行重点设计。通过运行工况电场仿真和针对双隔离断口新增绝缘试验考核方式,验证了电场裕度。结果表明:对于GIS开关气室非轴对称结构的设计方式,可通过优化关键部件的结构设计来实现电场的优化,提高绝缘裕度;电场校核必须充分考虑产品的功能和运行工况,从电场仿真和绝缘试验两个维度来验证,为非标准化结构设计产品的电场优化和校核提供有效方法。

GIS配电装置不停电扩建研究

本文以GIS配电装置为研究对象,结合安装调试和耐压试验,对预留母线扩建间隔和新建母线扩建两种类型进行了不停电扩建分析,提出了采用双断口隔离开关和可拆卸导体两个不停电扩建方案。双断口隔离开关方案适用于预留母线扩建间隔方案,由于其结构可靠,可满足不停电安装调试和耐压试验要求;可拆卸导体方案理论上适用于预留母线间隔和新建母线扩建型式,但由于可拆卸导体安装后本身无法进行不停电耐压试验,运行单位难以接受。为达到GIS配电装置不停电扩建目的,推荐GIS配电装置考虑母线一次建成,扩建间隔采用双断口隔离开关。

一种220kV GIS组合电器不停电扩建技术探讨

随着经济发展和生活水平的不断提高,电力需求不断增加。近年来,GIS设备在工程中大量应用。GIS设备扩建时存在的停电问题也日益彰显,用电负荷无法转供,停电协调极其困难,尤其对供电可靠性要求特别高的用户根本无法停电。为满足远期GIS母线扩建不停电的要求,提出采用具有接地联动功能的双断口隔离开关措施。