±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。

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。

气体绝缘金属开关设备(GIS)扩建停电研究

对气体绝缘金属开关设备(GIS)扩建过程中的停电原因进行分析并提出可以避免停电问题的方案,对于GIS设备的选用及规划设计有着重要的指导意义。本文通过单母线、双母线、一台半断路器接线方式,分别分析了扩建过程中的停电范围。对于预留隔离开关的扩建方式,可通过增加隔离气室的方式避免设备扩建过程中的停电问题,同时可通过采用双断口隔离开关或同频同相耐压试验技术,避免耐压试验过程中停电问题。对于端部扩建方式,可首先建设扩建间隔,完成安装并对扩建部分进行耐压试验后,再进行母线对接,减少停电时间。

一种气体绝缘金属封闭开关设备波纹管监测系统设计与实现

为了解决高海拔地区变电站气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)波纹管形变超出限值导致筒体破裂、漏气、设备发热、短路等安全事故的问题,本文结合嵌入式技术及LoRa无线通信技术,设计并实现GIS波纹管状态监测系统。系统采用LoRa无线通信方式进行数据传输,能够实现对GIS波纹管形变、温度等状态量的在线监测,具有成本低、便于部署实施的优点。通过试验验证,系统功能可以满足需求,能够在一定程度上降低变电站运维人员的工作量,同时也为GIS的长期可靠运行提供了保障。

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。

气体绝缘金属封闭开关设备故障分析与对策

针对近几年气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal enclosed switchgear and controlgear,GIS)需求量增加,造成了组合电器质量下降,在运行中故障频发,暴露出GIS在变电站设计、设备选型、安装、投运、运行维护等方面存在安全隐患等问题。选取近年吉林省发生的典型GIS常见故障,对故障原因进行详细研究,归纳并分析了故障发生时的异同点,探究了其中的关键影响因素以及规律性原因,并且提出了相应的防范措施,提高了GIS安全运行的稳定性,减小故障对电气设备以及电力系统带来的负面影响。

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。

气体绝缘金属封闭开关设备盆式绝缘子放电故障原因

某220 kV变电站气体绝缘金属封闭开关设备盆式绝缘子发生放电故障,采用宏观观察、渗透检测、X射线检测等方法分析了发生放电故障的原因,并利用仿真软件计算了高电压环境下不同浇注间隙对电场的影响。结果表明:浇注间隙会使盆式绝缘子的电场发生畸变,在间隙深度和弧长相等的条件下,浇注间隙宽度越小,电场的畸变越大,间隙越容易被击穿,从而使得盆式绝缘子极易发生闪络现象。

气体绝缘金属封闭开关设备盆式绝缘子表面异物来源

气体绝缘金属封闭开关设备中盆式绝缘子表面的金属异物会使其发生放电事故。采用扫描电镜及能谱分析等方法对该异物的化学成分进行分析,并进行了铝丝放电试验,确定了异物的来源。结果表明:当盆式绝缘子表面Al元素的含量大于盆式绝缘子本体的Al元素含量时,可以确定异物为外来铝材料吸附在盆式绝缘子表面,并产生放电所致。

气体绝缘金属封闭开关设备抗震性能有限元分析

抗震性能是高压开关设备、控制设备的重要性能。以云南某550 kV变电站气体绝缘金属封闭开关设备为研究对象,对其抗震性能进行有限元分析。应用Pro/E软件建立气体绝缘金属封闭开关设备三维实体模型,将Workbench软件作为仿真平台,以振型分解反应谱法为理论基础,基于有限元方法计算气体绝缘金属封闭开关设备在GB/T 13540—2009标准AG5抗震设计水平下的结构动力响应,提供安全设计指导,并为后续结构优化设计提供参考。

爆破片在气体绝缘金属封闭开关设备中使用失效的分析

在气体绝缘金属封闭开关设备中使用的爆破片,会出现各种异常失效情况,对电网的可靠运行造成影响。对爆破片在气体绝缘金属封闭开关设备中使用失效的多个案例进行分析,确认失效原因,为爆破片的安全使用提供参考。

浮式发电船用气体绝缘金属封闭开关设备抗振可靠性研究

为保证GIS能够满足发电船的振动工况,在GIS的设计阶段需要对其结构进行相应的抗振仿真校核以及振动试验验证。目前,关于浮式发电船用GIS抗振仿真方法及抗振试验程序和标准较少,结合国内首个220 k V浮式发电船项目的GIS设计经验,对浮式发电船用GIS的抗振仿真方法及振动试验程序进行研究,为相关设计人员提供参考。

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。

应用LabVIEW软件开发的气体绝缘金属封闭开关设备声振联合检测系统

为在线采集气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)内部异物缺陷作用下的声发射、振动信号,并满足GIS检测工作需要数据采集、记录、异物缺陷分析和评估等对检测系统功能的要求,基于LabVIEW软件开发了一套GIS声振联合检测系统。首先,在分析系统功能需求的基础上,采用声发射、振动传感器和高速数据采集卡等搭建多通道便携式GIS声振信号采集装置;其次,运用模块化和功能化的设计思想,在软件设计中重点开发集声、振两路信号的采集与记录、分析与处理、存储与查看等功能模块,开发测试和评估界面;最后,利用环境类传感器搭建GIS检测场景环境变量检测模块,并调用Matlab软件对提取到的声振信号进行频谱分析和结果评估。实验结果表明,系统通过连接测量传感器可有效获得GIS异物缺陷产生的声振信号,实现GIS内部异物缺陷自由金属颗粒的三维动态仿真和飞行图图谱功能。所开发系统功能可扩展性强,软件界面简洁直观、易于操作,对GIS异物缺陷检测准确率高于90%,为GIS检测工作带来了便利。

KYN□-40.5型铠装移开式交流金属封闭开关设备绝缘件的选择与应用

阐述了KYN□-40.5型铠装移开式交流金属封闭开关设备在性能方面上绝缘件选择的重要性。首先,针对穿墙套管和触头盒的设计进行分析,提出了具有屏蔽设计的穿墙套管与触头盒的设计方案,提高绝缘件的寿命;其次,通过对绝缘件的局部放电参数进行监控,实现对绝缘件的质量把控;最后,针对绝缘件会出现的凝露现象,提出了不同场景下的防凝露方案,保证开关设备绝缘性能。着重分析了40.5 kV绝缘件的性能指标、制作工艺、质量把控手段以及开关设备的方案设计等方面的内容,为绝缘件性能的提高提供了有力的保证。

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。