气体绝缘金属封闭式开关设备各模块的优化设计浅析

本文结合多年工程设计的工作经验及对110kV气体绝缘金属封闭开关设备的关键、重要结构的理解,对气体绝缘金属封闭开关设备的模块及其零部件的结构的标准化设计提出相应的优化建议,以提升工程师设计工作的准确率、效率,进而使产品具有更强的竞争力。

上海轨道交通9号线35 kV GIS(气体绝缘金属封闭式组合电器)微水测试研究

[目的]随着城市轨道交通线网规模的扩大,对供电设备的质量、寿命等的要求越来越高。35 kV GIS(气体绝缘金属封闭式组合电器)是供电设备中的关键部件,研究影响其微水含量变化的因素对消除电气设备安全隐患、提高电气设备质量具有重要作用。[方法]分析了35 kV GIS设备微水来源及其危害性,介绍了微水测试方法和测试流程。基于上海轨道交通9号线35 kV GIS微水测试数据,分析了GIS设备气室微水含量的变化率以及温湿度对GIS微水含量的影响。[结果及结论]不同品牌GIS微水含量差异较大。湿度变化会对GIS微水含量产生显著的正向影响,温度变化并不会对GIS微水含量产生影响,温湿度对不同品牌GIS微水含量影响差异较大。因此应制定具有针对性的GIS微水含量测试计划,并采用实时在线监测装置,不断优化测试流程,达到精益化检修的目的。

40.5kV封闭式气体绝缘开关设备就地微机保护与状态监测装置

介绍了一种用于 4 0 .5kV封闭式气体绝缘开关设备的就地微机保护与状态监测装置的功能、软硬件设计及调试情况。该装置采用多单片机系统 ,I2 C现场总线 ,114mm×6 4mm液晶显示屏 ,加强了管理和显示功能。

基于粒子群优化深度置信网络的气体绝缘金属封闭开关设备局部放电模式识别

气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS)局部放电模式识别是其绝缘缺陷诊断和状态评估的重要部分,为实现放电类型的准确识别,提出了一种基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)深度置信网络(deep belief network,DBN)的局部放电模式识别方法。该方法通过PSO算法对DBN网络的权值参数进行优化,提高网络对局部放电特征的学习能力。首先,选取现场多平台的4种GIS局部放电类型监测数据组成样本集,用于对所提方法进行分析;其次,用改进的PSO算法结合样本数据确定DBN网络的初始最优权值参数,建立初始DBN网络;然后,利用训练样本对初始DBN网络进行训练,得到局部放电识别模型。最后,基于渤海油田岸电海上动力平台GIS的局部放电数据,采用多种不同局部放电识别模型对数据样本进行算例分析,结果表明:所提的PSO-DBN模型可有效识别GIS设备局部放电类型,相较于传统的DBN网络、多层前馈神经网络(back propagation,BP)、支持向量机(support vector machine,SVM)和卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)具有更高的准确识别率。

气体绝缘金属封闭开关设备回路电阻试验分析

准确测量设备回路电阻,可以有效判断设备导电回路是否存在接触面氧化、接触不良缺陷,避免因回路电阻超标导致设备发热。综述了设备回路电阻测试方法和测试误区,分析了测试接线对测量结果的影响,提出了采用外扩导流法准确测量GIS设备回路电阻的方法,并结合现场测试发现的一起地刀合闸不到位故障,验证了测试方法的准确性,为测量设备回路电阻提供了指导。

基于红外图像识别的气体绝缘金属封闭开关在线测温

提出基于红外图像识别的气体绝缘金属封闭开关在线测温方法,利用红外扫描仪采集气体绝缘金属封闭开关的辐射能量,通过信号转换生成红外图像,并采用改进自适应非局部均值算法对红外图像进行增强处理和识别分析,进而确定气体绝缘金属封闭开关的表面温度。通过试验确认,采用所提出的测温方法,标准差不大于1 K,决定因数高于0.97,测温结果与实际温度贴合程度较高,所提出的测温方法具有较高的可行性与可靠性。

±550kV直流气体绝缘金属封闭开关设备长期带电试验研究

现有海上风电送出换流平台的直流侧均采用常规敞开式设备及电气连接布局,设备占用空间大。为了有效减小平台面积及质量,采用直流气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)替代原有敞开式设备。直流GIS绝缘件长期运行在单极性直流电压下,表面会产生电荷积聚,从而改变沿面电场分布,降低绝缘子沿面闪络电压。目前,暂无关于直流GIS的国际、国内标准,缺乏系统、全面的试验指导,开展长期带电试验考核可有效验证直流GIS的可靠性、稳定性。本文围绕长期带电试验方案及试验样机展开研究,基于多物理场耦合仿真结果,提出长期带电试验方案,并设计样机形态。

空载变压器合闸引起气体绝缘金属封闭开关设备故障分析

气体绝缘金属封闭开关设备是变电站中的重要电气设备,在持续运行过程中承受过电压冲击。对空载变压器合闸产生的谐振过电压进行理论分析,并结合实例对空载变压器合闸引起气体绝缘金属封闭开关设备故障进行分析,进而提出解决方案。

气体绝缘金属封闭开关设备中绝缘子开裂的分析

绝缘子是气体绝缘金属封闭开关设备非常重要的部件之一,其作用主要是隔离气室、隔离电气以及支撑机械。而绝缘子开裂则是最常见的一种绝缘子故障类型,在特高压、超高压电力系统中会导致大面积停电,对社会造成比较严重的影响。本文首先简单介绍了气体绝缘金属封闭开关设备中绝缘子,并选取典型案例分析了气体绝缘金属封闭开关设备中绝缘子开裂情况,利用检测试验,分析了气体绝缘金属封闭开关设备中绝缘子发生开裂的具体原因, 深入探讨,提出了应对气体绝缘金属封闭开关设备中绝缘子开裂的有效对策,希望能对此问题进行有效改善。

气体绝缘金属封闭开关设备故障分析与对策

气体绝缘金属封闭开关设备的需求量最近几年表现出明显的增加趋势,进而也在一定程度上降低了组合电器的质量,在气体绝缘金属封闭开关设备运行的过程中常常发生各种故障,各种安全隐患问题也开始逐渐暴露。本次研究主要分析了气体绝缘金属封闭开关设备的常见典型故障,并详细分析了发生故障的具体原因,并制定了有关的防范对策,希望能提升气体绝缘金属封闭开关设备运行的安全性及稳定性,以便能更好为电力系统和电气设备服务。

XGN-40.5 kV气体绝缘金属封闭开关设备抗震性能研究

轨道交通供电系统在山地尤其高海拔地区建设条件相对恶劣,对供电系统设备的抗震性能的要求也不断提升。以XGN-40.5 kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)为研究对象,采用有限元分析软件,建立三维有限元计算模型,在自重载荷条件下对其进行静力分析、模态分析和地震作用下的反应谱分析。计算结果表明:该GIS开关设备具有较好的抗震性能,在0.5g地震激励下的抗震性能满足规范要求。

气体绝缘金属封闭式开关设备超差原因分析

以试验数据证实了500 kV气体绝缘金属封闭式开关设备在安装后出现的超差问题,并从理论上阐述了造成气体绝缘金属封闭式开关设备超差的原因,提出解决方案。

特高压气体绝缘金属封闭式组合电器的现场冲击耐压试验方法

气体绝缘金属封闭式组合电器(GIS)的现场冲击耐压试验能够更有效地检测出金属尖刺、绝缘子断裂等集中性缺陷,已成为设备现场耐压试验的重要组成部分。为此针对1000kV淮南—南京—上海交流特高压南京变电站1100kVGIS现场雷电冲击耐压试验工程,利用ATP-EMTP电磁暂态分析软件对特高压GIS现场冲击耐压试验系统进行建模,并研究了特高压GIS现场冲击耐压试验方式的选取与试验条件对电压波形的影响。研究结果表明:当负载电容Ct<7000pF时,能够通过调节波前电阻使负载电压满足标准雷电波要求,当负载电容Ct>7000pF时,无法得到标准雷电波;接入单台断路器的方式试验电压波形质量高,试验工作量大;接入多台断路器的方式试验效率高,但需降低对试验电压波形的要求。接入外置分压器会使电压幅值略微下降、波前时间增加;套管间高压引线长度增加会使波前时间略有缩短,并导致负载电压波形出现振荡,引线长度取20m较为合适。

金属封闭式开关柜绝缘在线检测

通过对金属封闭式开关柜结构及绝缘故障类型的分析,认为测量开关柜内部局部放电和过热可对开关柜绝缘故障进行预警,并提出在开关柜顶部装设超声局放检测装置,在内壁装设光纤测温装置,可实现开关柜绝缘在线检测。

基于SF_6成分分析的气体绝缘金属封闭开关设备潜伏性缺陷判断的研究及应用

长期运行下气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的潜伏性缺陷会引致放电,最终可能引起绝缘崩溃。为了探索一种基于SF6成分分析的有效判断GIS放电状态的方法,在110 kV母线段内进行放电试验,检测分析不同放电类型下分解气体的体积分数变化规律,提出使用CS2,SO2F2和SO2作为GIS潜伏性缺陷的特征气体,它们的增长速率可用于判断GIS绝缘的状况。在此基础上,给出了GIS潜伏性缺陷的判断流程,其有效性得到了实际验证。

气体绝缘金属封闭开关设备接地开关短路事故分析

以一起气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulator switchgear,GIS)接地开关短路事故为例,分析事故发生的原因是隔离开关气室内金属异物在电场力和机械振动的作用下,引起盆式绝缘子沿面放电,导致绝缘破坏;在重合闸过程中,盆式绝缘子再次发生放电,电弧在气流的作用下,引起隔离开关静触头屏蔽罩与筒壁发生短路,强大的电流导致屏蔽罩烧熔。由此判断厂内装配环境控制不严格以及金属异物等杂质严重威胁着GIS的安全。提出相关建议,即加强对GIS生产过程的控制,保证GIS内部清洁;同时,要加强对运行中的GIS的局部放电检测,对存在局放信号的GIS设备及时进行检查,以确保电网安全稳定运行。

基于复杂网络理论的气体绝缘金属封闭开关设备电场网络特征分析

针对电场分布所表现出的复杂网络动力学行为现象,提出一种基于电场影响域的电场网络构造方法。以550kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)为研究对象,构建GIS电场网络拓扑模型,对全系统绝缘性能进行定量分析,研究由多个电气元件组成的复杂电气系统——GIS内部全场域电场网络特性。结果表明:基于电场影响域构建的GIS电场网络为度-度正相关网络;该网络符合无标度和小世界网络特性;随着电场网络度分布的演化,GIS各元件的子模块节点平均度和平均介数呈递减趋势;基于电场影响域构建的GIS电场网络呈现马太效应。

1100kV气体绝缘金属封闭开关设备母线机械性能分析

以1 100 k V气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)母线为研究对象,采用有限元的方法,针对GIS母线在导体对外壳短路、导体悬臂、运输颠簸三种情况,对支持绝缘子所承受的应力进行计算。对比母线自振频率,对GIS母线筒在导体安装偏心导致的偏心电动力与高速风载荷下的振动进行分析。计算结果表明:在现场安装过程中,因导体支撑不稳导致导体悬臂时,绝缘子根部产生的应力最大,可达到绝缘子许用应力的80%以上,需要特别注意;若GIS母线发生短路故障,考虑壳体电阻对电流的影响,当短路点与接地点均位于壳体正上方时,绝缘子根部嵌件与环氧树脂的粘接面产生的应力最大,最大值为27.1 MPa,在最大短路电动力的作用下,能保证支持绝缘子机械性能的最佳嵌件半径为70 mm;在计算条件下,母线在偏心电动力以及高速风载荷的作用下,发生共振的可能性较小。

气体绝缘金属封闭开关设备寿命评估与状态监测研究

气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的寿命评估和状态监测是推动设备状态检修策略的基础。介绍了GIS寿命评估的理论基础和应用,简述了有关GIS状态监测技术的GIS故障梳理及目前应用情况,对GIS状态监测技术的进一步应用提出了具体的建议。

金属氧化物避雷器对气体绝缘开关装置暂态地电位升高的抑制作用

简述了气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中暂态地电位升高(TGPR)产生的原理及其等值计算模型。利用电磁暂态程序(EMTP)计算了金属氧化物避雷器(MOA)对GIS中快速暂态过电压(VFTO)和暂态地电位升高(TGPR)的抑制效果。仿真计算结果表明,MOA不仅可以抑制VFTO,而且也可较有效地抑制TGPR。