不同风场中特高压换流站阀厅屋盖风压特性试验研究

特高压(ultra high voltage,UHV)换流站阀厅的金属屋面系统在风荷载作用下易发生屋面表层风揭事故。为深入探讨该类建筑屋面的风压极值特性,基于风洞试验分别探讨了大气边界层(atmospheric-boundary-layer,ABL)风、壁面射流、均匀湍流三种风场作用下的屋面风压特性,比较了平均风剖面、风速、风向、湍流强度等因素对屋面风压的影响。结果表明:阀厅屋盖迎风前缘负风压最大,且控制风向角在45°左右;壁面射流风场下平均风压系数与脉动风压系数均超过大气边界层风场的结果;风速对阀厅屋盖的负风压系数均值和极值影响较小,而湍流度对风压系数的极值影响较大;大气边界风场时,JGJ/T 481—2019《屋盖结构风荷载标准》的最不利风压系数建议值偏于安全;而在壁面射流风场下,阀厅屋盖全风向最不利风压系数在所有区域都大于JGJ/T 481—2019的建议值,设计中应加以重视。

特高压换流站阀厅电场分布特性研究

特高压换流站的阀厅是直流输电工程的至关重要组成部分之一,其中设备复杂且紧密相连,同时与外界隔绝。因此,必须认真研究阀厅内设备表面的电场强度对设备正常运行的影响。本文以800kV直流换流站阀厅为对象,采用多物理场仿真软件COMSOL,对阀厅内设备的电场强度进行了详细计算。仿真计算结果为特高压直流工程的设计和建设提供了重要的参考依据,尤其是相关金具的设计。本文为提高特高压换流站的性能和可靠性,并降低潜在故障的风险提供了有力支持。该工作对推动直流输电技术的发展和应用具有重要作用。

换流站阀厅钢结构加固施工工艺探讨和经验总结

我国较早期兴建的换流站服役至今近40年,随着我国经济发展,生活生产需求不断提高,换流站已经到了亟需进行设备升级、结构加固改造的阶段。换流站阀厅钢结构层高和跨度相对较大,结构难免存在不能满足现行规范标准要求和设备升级后使用要求的问题,故需要对阀厅钢结构采取必要的加固措施。本文以位于上海市奉贤区的±500kV南桥换流站升级改造工程为例,对该工程钢结构加固方法和施工工艺进行探讨,对加固施工经验进行总结,供类似工程参考。

±1100kV特高压换流站阀厅均压屏蔽金具表面电场分析

为研究特高压±1 100 kV阀厅内各设备及均压屏蔽装置的电场分布,根据某±1 100 kV换流站高端阀厅初始设计方案及设备图纸,分析了高端阀厅内均压屏蔽装置的配置方案;运用有限元分析软件ANSYS建立了阀厅内二重阀塔等关键设备的3维有限元模型;利用瞬态场分析法计算了1个工频周期内阀厅的整体电位、电场分布,得到了阀厅内各设备均压屏蔽装置的表面电场强度。结果表明,二重阀塔阀层屏蔽板边缘电场强度最大值为2 137kV/m,其他设备均压屏蔽装置的表面电场强度均<2 000 kV/m;±1 100 kV阀厅各设备的均压屏蔽装置基本达到设计要求。

换流站阀厅运行环境在线监测系统及传感器布点方法研究

换流站阀厅对运行环境要求非常严格,阀厅属于空间进深宽、高度高的大空间建筑,不易进行全方位运行环境监测。文中研究了一种换流站阀厅运行环境在线监测系统及传感器布点方法,通过对阀厅内电气设备及布局建模分析,合理布置传感器,可实现全方位监测阀厅内的温度、湿度、颗粒物(PM2.5、PM10.0)、电场强度、设备表面盐密。当阀厅某设备积污严重时,运维人员可提前采取措施进行处理,避免重大事故的发生。

换流站阀厅结构抗震性能的ANSYS计算机仿真分析

利用结构分析软件ANSYS对某换流站阀厅结构进行抗震性能分析,建立换流站阀厅结构的有限元计算模型,进行模态分析求解和四种地震波作用下时程分析对比,得到有益的结论,研究结果可供工程实际参考。

换流站阀厅结构动力特性的实测研究

对正在施工过程中某换流站阀厅结构挂阀前后分别进行了动力测试,采集了控制点的加速度、位移时程,并对其进行了频谱等相关动力分析,全面地了解了换流站阀厅结构挂阀前后结构自振频率和阻尼比等动力特性的变化规律。为换流站阀厅结构的抗震设计提供了依据。

高压大容量柔性直流电网换流站阀厅空气净距计算及紧凑化布局设计

高压大容量柔性直流电网工程因设有直流断路器,导致其阀厅空气间隙与空间布局和以往柔性直流工程有显著不同。针对高压大容量柔性直流电网特点,对阀厅空气净距计算及紧凑化布局设计开展研究。采用g参数法对非标准气象条件下空气间隙的放电特性进行修正,提出了求取最大空气净距时的阀厅温、湿度取值方法,提出了含直流断路器的高压大容量阀厅紧凑化布局设计方法。以张北±500 kV柔性直流电网试验示范工程张北换流站为例,修正了柔性直流工程阀厅空气净距计算的温、湿度取值条件,求得空气净距值。阀厅布局方案对比分析表明,在满足空气净距和检修空间的要求下,该紧凑化设计显著压缩了阀厅尺寸。

换流站阀厅中T形型钢混凝土剪力墙性能

为改进现有换流站阀厅结构的力学性能,新设计了T形型钢混凝土剪力墙结构,用以取代常用的短肢剪力墙结构。采用试验分析和有限元模拟的方式,对新型结构的抗震性能及关联参数进行了研究,结果显示:T形型钢混凝土剪力墙结构具有良好的结构性能,可加强阀厅结构的抗震能力和整体刚度;相较于一般钢筋混凝土结构,在不提高含钢量的同时提高了承载能力;轴压比对其承载力也有影响,基于以上分析,提出相关的结构设计建议,以促进此种新型结构在换流站阀厅结构中的应用。

换流站阀厅内壁清洁机器人的设计

为解决换流站阀厅内壁壁面人工清洁效率低、成本高、危险性大等问题,将爬壁机器人技术应用到换流站阀厅内壁的清洁中,对爬壁机器人的行走机构、吸附方案、驱动方式、清扫机构等方面进行了研究,设计并开发了专用于换流站阀厅内壁的壁面清洁机器人。基于Solidworks软件建立了机器人的详细模型,对其驱动转矩进行了理论计算,并模拟换流站阀厅工况对机器人样机进行了攀爬速度等多项性能测试。研究结果表明:机器人在作业时攀爬速度与设定值相比下降了2%~5%,两者基本吻合;且机器人各项性能测试结果证明其可以完成攀爬、直行、清洁和越障等多项功能,实用性强。

换流站阀厅智能巡检机器人系统设计及应用

针对换流站阀厅中系统庞杂、设备多样、电磁干扰强的特点以及人工巡检存在的天然缺陷,研发了一套智能巡检机器人系统。设计了集成可见光、红外、声音功能的机器人云台,结合智能故障诊断专家系统,对阀厅中各个设备的状态进行实时监测、报警。考虑阀厅复杂环境,对系统进行了可靠性设计,并将此系统应用于某换流站中以验证其可行性。

±800kV换流站阀厅接地开关简述

直流阀厅接地开关是±800kV换流站阀厅内不可或缺的设备,主要由固定底座、第一传动装置、第二传动装置、接地刀杆、驱动拐臂、静触头、垂直操作杆及操动机构等钩成;产品安装于阀厅套管侧侧壁上;静触头安装在套管顶端的屏蔽球内。使用时操动机构通过连杆带动接地导杆在一个垂直面内旋转,使地刀杆端部的动触头准确插入静触头内,实现被检修设备可靠接地。

换流站阀厅用接地开关的设计

对直流工程中直流换流站阀厅内的接地开关的设计进行了介绍,对其特点、技术参数和工作原理进行了分析,并对设计完成的阀厅接地开关的型式试验及在工程实践中的应用情况进行了简单介绍。

换流站阀厅巡视装置智能化的研究

随着国内直流输电系统的逐渐发展,在换流站阀厅工作中要重视巡视检查工作。现阶段在各种技术手段的支持下,传统的巡检模式也呈现智能化的发展趋势。利用智能化的技术手段,通过红外热成像检测以及实时数据库等技术手段,可以实现换流站阀厅的智能化巡查管理。基于此,本文主要对换流站阀厅巡视装置进行了系统的研究分析,探究了智能化的巡查装置系统,为巡查工作提供有效的参考与支持。

柔直换流站阀厅巡检机器人巡检路径规划

阐述柔直换流站阀厅巡检机器人巡检的路径规划,确保在智能化技术的推动下让柔直换流站阀厅巡检机器人的应用更安全、更有效。

换流站阀厅结构地震效应动力分析

根据阀厅结构的动力特性,推导了考虑悬吊阀塔晃动离心力的阀厅结构动力计算方程,建立了有限元模型,并将深圳某换流站阀厅结构模态分析结果与实测结果进行对比,验证了模型的正确性。在此基础上,对该换流站阀厅结构体系在不同峰值、不同场地和不同方向地震波作用下,分别进行了动力时程分析。根据分析结果对换流站阀厅结构体系的地震作用效应、塔索的拉力等问题进行了探讨,为换流站阀厅结构体系的抗震设计提供依据。

直流换流站阀厅金具表面电场强度数值模拟分析

金具表面受到探测设备影响,产生大量感应电荷,无法精准测量电场强度。为了解决这个问题,提出了直流换流站阀厅金具表面电场强度数值模拟分析方法。构建阀厅金具表面电场分布三维模型,分析阀厅金具表面的电场分布情况。结合三维自适应有限元并行模拟方式,创建网格对象,构建层次网络结构。在该结构上设置单元误差指标,判断数值模拟精度是否达到标准要求。调整网格分布,确保网格层负载。确定静电场和恒定电场的不同介质交界面边界条件,获取介电常数和电导率电气参数。以此为依据,构建金具表面电场强度数值模型,并判断金具表面电场强度是否达到起晕场临界值,完成数值模拟分析。由数值求解结果可知,选择的D侧管母金具电场强度未在起晕场强数值范围内,不会出现电晕危险,符合直流换流站阀厅电场控制标准。研究结果为直流换流站阀厅金具的设计提供可靠技术支持,具有借鉴价值。

一种适用于阀厅巡检机器人的图像特征匹配算法

换流站阀厅设备在高压直流输电工程中起到重要的作用,目前已逐步实施由智能机器人代替人工操作对阀厅电力设备的工作状态进行日常巡检。机器人采集的巡检图像与设备的模板图像进行匹配,在巡检图像中定位设备区域是对设备状态识别的必要条件。本文根据阀厅设备在图像中呈现的特点,对SIFT特征匹配算法与RANSAC筛选算法进行了改进。首先,对图像中的光斑与阴影进行去除,增强图像细节信息,使SIFT算法避免了光照不一致的影响,可以在巡检图像与模板图像中提取出足够多的有效特征点。然后,采用靶心命中通过的方式代替RANSAC算法对特征点的筛选,缩短了计算时耗,提高了机器人的工作效率。经过机器人在阀厅现场的测试验证了本文算法的适用性与鲁棒性。

浅谈换流站高端阀厅主设备安装工艺与质量监理控制

与常规±500kV换流站阀厅相比,特高压换流站高端阀厅有跨度大、高度高、工艺布置复杂等特点。本文分析了换流站高端阀厅主设备安装工艺与质量监理控制。

阀厅结构屋架与防火墙连接部位非线性有限元分析

以某实际换流站阀厅结构的钢屋架与钢筋混凝土结构连接节点为原型,采用三维实体单元建立钢屋架与防火墙连接节点的模型,并考虑屋架底板与支座的摩擦接触和钢筋混凝土的非线性特性,分别对不同螺栓直径和不同摩擦系数的钢屋架与钢筋混凝土结构连接节点进行了非线性有限元分析。探讨了预埋螺栓抗剪连接内力和位移变化规律,掌握钢屋架与钢筋混凝土结构连接节点的水平承载力的计算方法,提出了合理的钢屋架与钢筋混凝土结构连接节点构造措施,为钢屋架与钢筋混凝土结构连接节点设计提供了依据。