气体绝缘变电站母线结构参数对外壳暂态过电压影响分析

母线结构参数和等效模型的确定是分析气体绝缘变电站(GIS)母线系统外壳暂态电压(TEV)的基础。应用分离元法(PSEC)确定分箱式母线系统阻抗参数,根据传输线理论得到单相GIS母线系统集中参数简化计算模型。同时,采用数学解析方法分析了GIS外壳暂态过电压影响因素。并对不同母线结构下TEV进行仿真,得到其电压波形及幅频特性曲线,验证了简化模型的可行性。在此基础上,讨论电弧电阻、断路器断口电容、末节母线长度、接地线波阻抗及数量等结构参数对TEV峰值的影响。仿真结果表明,TEV是由多个频率分量组成的电压波,其峰值与母线末端电压基本成比例关系,电弧电阻可以延迟TEV出现的时间,降低断路器断口电容与接地线波阻抗,增加末节母线长度和接地线数量能降低TEV峰值。

暂态地电压TEV和超声波法在开关柜局放检测中的应用

文章对暂态地电压和超声波法在开关柜局放检测中的应用进行分析,对暂态地电压与超声波检测法的理论基础、局部放电试验研究、联合检测案例进行了论述,提出开关柜局放检测方法,有效提升了开关柜运行安全性,解决了局部放电故障问题。

采用暂态对地电压法综合检测开关柜局部放电

针对暂态对地电压(TEV)技术在实际开关柜局部放电检测中判断依据单一、检测结果可靠性不高等问题,对如何更好应用TEV技术展开研究。在分析TEV技术原理的基础上,综合应用TEV技术对高压开关柜典型缺陷的局部放电进行了检测与分析,探究了不同缺陷模型下的时域相位、脉冲数和测量阈值之间的关系并统计了不同缺陷的特征。结果表明,尖刺放电均发生在0°～90°及200°～340°,负半周中较高幅值的放电明显较少;内部放电发生在0°～90°及270°～315°,正负半周的放电随阈值的升高呈现相似的减少趋势;悬浮放电发生在0°～135°及180°～315°,与其正半周相比,负半周的放电随阈值升高而下降的更加剧烈,这些现象均与使用传统的脉冲电流法所得到的结论相一致,说明了使用TEV法对开关柜进行局部放电类型识别的可能性,为进一步的研究做准备。

特高压半封闭气体绝缘组合电器的暂态电压仿真分析

特高压系统的电压等级高、容量大,暂态电压现象严重。为了提高特高压系统暂态电压计算的准确率,结合我国某特高压开关站建立半封闭气体绝缘组合电器(HGIS)系统整体模型。根据多导体传输线理论和相模变换方法,建立了HGIS外壳传输特性模型。除此之外,采用π型等效电路表示接地体单元,并结合HGIS内部暂态模型,详细计算了隔离开关操作时产生的特快速瞬态过电压(VFTO)和暂态壳体电压(TEV),分析了HGIS内部关键设备处VFTO和相应壳体上TEV的最大值和频谱特性,进一步分析了不同壳体接地方式和接地网对VFTO和TEV的影响。研究结果表明:在考虑接地网的情况下,VFTO的最大值为1 296kV,TEV的最大值为83kV,都要比不考虑接地网时的最大值小,且良好的接地方式是降低特高压HGIS系统暂态电压的有效方法。研究结果可供HGIS设计和相关电气设备绝缘结构设计参考。

开关柜局部放电暂态对地电压传播特性的仿真分析

在带电条件下的局部放电检测是反映封闭开关柜内部绝缘状况的有效手段。为此,首先根据电磁学基本原理分析了暂态对地电压(transient earth voltages,TEV)的产生机理,然后利用XFDTD软件仿真分析了TEV幅值和脉宽与激励源脉冲幅值、脉冲宽度、检测距离之间的关系。仿真结果表明:TEV的幅值与局部放电源的幅值成正比,且随着检测距离的增大而减小,随着局部放电源脉冲宽度的增加而减小;TEV的脉宽随局部放电源脉宽的增大而增大,与检测距离无关。为开展开关柜局部放电的带电检测工作提供了理论依据。

特高压GIS隔离开关操作时其壳体电压暂态特性仿真分析

特高压(UHV)系统电压等级高、容量大,电磁暂态问题相当严重。为研究特高压气体绝缘变电站(GIS)在隔离开关操作时壳体电压的暂态特性,从而对今后特高压变电站的建设及绝缘配合问题提供参考建议,结合我国某1 100kV特高压气体绝缘变电站的具体情况,分析了特高压下GIS暂态壳体电压(TEV)的计算原理,利用多导体传输线模型计算了壳体各处的TEV,并对其进行了频谱处理。最后,分析了隔离开关的操作方式、操作相别、接地方式等对暂态壳体电压的影响。仿真结果表明:隔离开关操作方式不同时,暂态壳体电压最大值出现的位置不同;在GIS出线段,由于布置的对称性使得暂态壳体电压幅值也具有对称性。

GIS母线外壳环流与暂态地电位升高现象研究

近年来GIS在电力系统的应用中体现出很大的优越性,我国电压等级较高的变电站都采用GIS形式,我国即将投建的1000 kV变电站也采用了GIS形式。介绍了GIS母线金属外壳环流及暂志地电位升高的特性;分析了分体式连续型金属外壳产生环流的机理和影响外壳环流大小的因素,以及环流对二次设备的影响、对变电站工作人员的人身安全的威胁,并对为降低环流大小而采取的接地方式进行了讨论。

开关柜局部放电暂态对地电压检测技术

金属铠装式开关柜的特点使得柜内设备的运行情况无法通过常规手段查看。基于金属铠装式开关柜在对地绝缘部分发生局部放电时会产生暂态对地电压(TEV)的原理,进行此类开关柜局部放电的监测,是有效的方法。具体介绍了该技术的检测原理、判断方法及判别依据。在上海电网中的应用实例验证了方法的有效性。

雷电冲击下GIS外壳暂态电位升的研究

为了计算雷击GIS单相套管外引线时,GIS外壳暂态电位升高,建立了GIS电路模型。利用电磁场理论和多导体传输线理论提取了GIS主要元件参数,建立了GIS主要元件的电路模型。以某220 kV GIS智能开关设备为研究对象,计算了智能组件传感器安装处GIS外壳TEV,并进行了试验验证。所得的仿真结果为下一步智能组件端口骚扰电压的研究提供基础。

开关柜绝缘缺陷暂态地电压检测技术研究

暂态地电压(transient earth voltage,TEV)方法凭借灵敏度高、抗干扰能力强、非入侵等优点在配网开关柜带电检测中得到越来越多运用。文中在充分分析开关柜实际运行故障案例以及TEV实际检测效果的基础上,设计了绝缘内部气隙放电、沿面放电、悬浮电位放电、针尖电晕放电这4种开关柜典型局部放电缺陷模型。分别进行加压实验并使用TEV传感器连接示波器、手持式TEV测试仪2种方式检测。分析了不同缺陷放电的TEV时域波形及PRPD图谱,研究结果表明:TEV对不同放电故障的灵敏度不同;对4类局放缺陷的放电量、放电波形、TEV时域波形和PRPD图谱具有较好识别性;使用CST软件仿真以及试验方法研究了开关柜检测位置不同对检测结果的影响,TEV时域波形和手持式TEV检测仪结果均呈现一定规律性。研究对开关柜状态检修以及TEV方法理论研究具有较大意义。

高压开关柜局部放电暂态地电压与放电源特性的关系研究

暂态地电压法已广泛应用于高压开关柜的局部放电检测中,主要是通过检测获得局部放电幅值和脉冲数。然而,在缺陷严重程度和缺陷性质的诊断以及缺陷定位方面的效果及实用性还有待进一步评估。通过建立开关柜模型以及放电模型,仿真研究了开关柜外表面不同位置的暂态地电压幅值与放电源脉冲宽度和强度的关系。结果表明暂态地电压法适宜于诊断缺陷的严重程度,而对于缺陷性质诊断及缺陷定位却效果较差。

基于暂态地电压的开关柜局放特征提取及类型识别方法研究

局放作为一种表征开关柜绝缘状态的现象,其类型的判别对于开关柜绝缘状态的评估具有重要的意义,不同类型的局放其特征既有一定的共性,同时也存在着个体差异,而描述局放的特征量越全面则判别的准确程度也越高,文中研究了不同类型局放在时域、频域及统计图谱等方面的差异,提出了能够较全面地描述局放类型的特征参数,并基于特征维数方面的考虑提出了基于RST的BP神经网络和SVM局放故障类型识别方法。研究结果表明,SVM方法与BP神经网络对比其识别能力较强,而且分类器的设计与训练时间远小于BP神经网络;SVM与RST相结合不仅能够对标准的局放类型有较高的识别能力,也能够通过加入新的案例进行学习,识别更多非典型的局放信号。

暂态地电压测试技术在开关柜带电检测中的应用

通过简介暂态地电压(TEV)技术及其实施原理,结合实例就暂态地电压测试技术在开关柜带电检测中的应用情况展开分析。结果表明,TEV检测技术可提高电网供电设备局放故障检测准确性与实时性,为电网稳定、可靠、安全运行提供重要技术基础。

高压开关柜典型缺陷局部放电TEV特征的研究

高压开关柜局部放电会在其金属外壳上产生对地电位,称之为暂态对地电压(TEV),它是一种有效的局部放电检测手段,但是目前开关柜TEV信息只局限于平均幅值,缺少有效特性信息辨识开关柜的缺陷。为了得到更多的局部放电TEV特征信息,笔者研制了一套TEV传感器及检测系统,建立了开关柜TEV测量平台,采用TEV系统对3种典型开关柜放电模型进行了测量和分析,获取了典型缺陷放电情况下TEV的散点图和统计图谱。研究结果表明:所研制的TEV传感器(带宽为5 kHz^80 MHz)可以对放电脉冲信号具有良好的响应特性,经过与脉冲电流法对比得知,TEV作为检测手段可以有效地获取局部放电信息,同时保留了能够反映缺陷类型的放电特征;统计不同缺陷情况下局部放电TEV信息所得到的柱状图谱具有明显区别,TEV特征可以作为为开关柜缺陷识别的有效依据。

考虑GIS外壳传输特性的VFTO计算模型

在计算快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)时,全封闭式组合电器(gas insulatedswitchgear,GIS)暂态电路的准确搭建直接影响VFTO的计算准确度。结合中国某1100kVGIS变电站,根据多导体传输线理论和相模变换方法,建立了GIS外壳传输特性模型,并与GIS内部暂态模型相结合,详细计算了隔离开关操作时所产生的VFTO,分析了GIS内部关键设备处VFTO的极值、频谱特性及上升率。最后研究了未操作相母线上残余电压对操作相VFTO的影响。研究结果可供GIS设计及连接在GIS上的电气设备绝缘结构设计参考。

800kV分体结构GIS母线外壳环流特性的研究

母线外壳环流影响系统的输送容量,损耗发热,加速绝缘部分老化。构建了三相分体结构GIS母线外壳环流仿真计算模型,确定了模型的参数,分析了分体式连续型GIS母线外壳中影响外壳环流大小的因素以及各种故障下的环流特性。试验结果表明,输送相同的容量时,可采用高电压、小电流的方式;考虑地理环境和制造成本的同时,应尽量缩短相间距离,增加母线外壳的架设高度,增大母线半径,增加接地数,采用感抗较高的连接体;计算内部故障时,GIS外壳应全线接地。

基于TEV法的开关柜局部放电带电检测试验研究

介绍开关柜试验模型系统结构和接线图,分析在针板放电、内部放电、沿面放电、悬浮放电等4种局部放电模型下,TEV检测系统输出值和脉冲电流法检测放电量幅值之间的对应关系,试验结果表明TEV法与脉冲电流法有良好的相关性,TEV法对开关柜局部放电有一定预防作用。

TEV和超声波检测法在开关柜局部放电检测中的应用评述

局部放电检测技术在不停电的情况下对开关柜设备绝缘状况进行诊断,是开关柜绝缘检测的重要手段。文中介绍了开关柜的暂态地电压(TEV)和超声波局部放电检测技术的原理,对两种方法在放电定位、降噪及模式识别技术等方面的研究进行了总结。基于检测理论与统计数据,给出两种方法对沿面和内部缺陷放电检测有效性差异的解释说明。鉴于TEV检测效果不理想的现状,建议现场检修工作适当减少TEV测试或以可靠性更高的方法代替,提高故障定位精度与诊断准确度。

高压开关柜局部放电TEV信号传播衰减特性

高灵敏度状态感知是实现设备数字化运维的关键环节,也是实现设备状态分析与全生命周期管理的重要前提。局部放电暂态地电压(transient earth voltage,TEV)检测是实现开关柜绝缘状态感知的主要手段,其检测灵敏度受到放电类型与部位、检测位置的影响,目前缺乏系统研究。文中建立基于实测脉冲电流波形的时域有限差分法的电磁波仿真模型;分析局部放电脉冲电流波形上升沿时间、放电源位置及脉冲电流方向等因素对TEV幅值与衰减程度的影响;在实验室开展开关柜局部放电试验与TEV测量,得到影响TEV检测灵敏度的主要因素。结果表明,脉冲电流上升沿时间与放电源位置是影响开关柜局部放电信号幅值的主要因素。脉冲电流上升沿时间越长,TEV信号幅值越小,当2种脉冲电流波形上升沿时间相差10倍时,TEV幅值相差3.17~3.37倍;母排室局部放电的TEV衰减程度明显大于电缆室,前者衰减程度约为后者的9.5~10.0倍。该结论对检验TEV检测灵敏度具有参考价值。

TEV局放仪性能测评研究

暂态对地电压(Transient Earth Voltage,TEV)检测技术已经成为高压电气设备的重要检测方法之一,但由于缺乏行业内部统一的标准,厂家生产的仪器良莠不齐,导致出现TEV局放仪在购买以及验收过程中无法对局放仪的性能进行测评问题。对此,本文提出了一种信号模拟测评法,详细分析了TEV局放仪静态特性测评:频率特性、信号线性度、灵敏度、脉冲计数和放电源定位性能5个性能参数。通过对这5个性能参数进行测评研究,可以对TEV局放仪性能有较为全面的认知。