混合气体绝缘设备充、补气技术研究

混合绝缘气体充气、补气是混合气体绝缘设备运维的重要环节。现有的分压充、补气方法,难以精确控制气体混合比例,不能满足混合气体绝缘设备大规模推广的技术要求。为此结合SF_6气体现场充、补气技术经验,提出以动态配气原理为基础的SF_6、N_2等组分精确加压配气技术方案,研制新型混合气体加压配气补气装置,装置能够实现SF_6气体与N_2等两组分混合绝缘气体的现场连续精确配制,气体混合比例范围0%～100%可调,配气误差小于1%,满足不同设备精确配比加压充补气要求。同时提出混合绝缘气体现场补气比例的计算公式,可根据混合气体绝缘设备实际比例,获得合适的补气浓度。

气相色谱法应用于SF_(6)混合绝缘气体分解产物的检测研究分析

SF_(6)混合绝缘气体与纯SF_(6)之间具有高度相似的理化性能,但是在分解产物的检测方法方面具有比较明显的差异性。如果使用纯SF_(6)的分解产物检测设备检测SF_(6)混合绝缘气体,最终会出现较大的检测误差。基于此,本文以气相色谱法为主要手段,探究SF_(6)混合绝缘气体的分解产物检测技术。

SF_6混合绝缘气体电气设备中气体泄漏检测技术研究

《京都议定书》将SF_6气体列为限制排放的6种温室效应之一。为减少SF_6气体的使用量,采用SF_6/N_2和SF_6/CF_4混合绝缘气体作为SF_6替代气体是现实可行的,国内外已在部分设备中投入使用。目前,国内外关于SF_6混合绝缘气体电气设备泄漏检测技术的研究较少,现有SF_6检测技术能否直接应用于混合绝缘气体的检测是目前亟须解决的问题。文中以SF_6/N_2和SF_6/CF_4两种混合绝缘气体为试验对象,模拟不同混合比的混合绝缘气体在不同距离和风力等条件下的泄漏情况,利用红外成像仪等仪器进行检测,得出了仪器的检出限值,并提出检测的的最佳条件,证明SF_6泄漏检测技术可以应用于混合绝缘气体的现场检测,对于SF_6混合绝缘气体泄漏现场检测具有一定的指导意义。

电气设备中SF6-N2混合绝缘气体回收关键技术的研究

电气设备中SF_6-N_2混合绝缘气体已在中国寒冷地区应用较多,因其较低的液化温度,导致现有气体回收技术难以实现SF_6-N_2混合绝缘气体的高效、快速回收。为解决上述难题,文中介绍了一种两级膜分离回收技术,可高效快速分离混合气中SF_6和N_2,获得的产品气中SF_6气体体积分数(V/V)达90%,借助后续压缩、制冷单元可实现50 m3/h混合气的快速灌装;同时文中也借助膜分离技术实现了尾气中微量SF_6气体富集回收,富集后的SF_6气体体积分数(V/V)达92%,且排空的混合气中SF_6气体积分数(V/V)为600μL/L,远低于国标值。因此,该系统可高效快速回收SF_6-N_2混合绝缘气体,且排放的尾气符合国标要求,解决了实际生产中存在的难题。

电力设备中SF_6混合绝缘气体净化分离技术的探究

为解决SF_6气体的温室效应及低温易液化问题的日益突出,SF_6/N_2、SF_6/CF_4等混合绝缘气体被认为是目前最有发展前景的替代介质,开始在气体断路器(GIC)以及气体输电管线(GIL)、GIS母线等非灭弧气室中推广应用。然而,大规模推广应用前,必须先解决混合气体的回收、净化处理等关键问题。由于SF_6混合绝缘气体与纯SF_6气体性质上有较大的区别,文中针对SF_6/N_2和SF_6/CF_4混合绝缘气体特性,提出了用多级高分子膜、深冷相变分离和低温精馏方法联用的混合气体分离净化方案,经过处理后能得到较高纯度的SF_6气体和CF_4气体,N_2纯度达到99%,可直接排放至大气。

关于SF_6混合绝缘气体几个重要问题的探讨

六氟化硫(SF_6)气体的温室效应及低温易液化的特性限制了它的应用。目前,SF_6混合绝缘气体(SF_6/N_2、SF_6/CF_4等)因其较低的液化温度及较好的电气性能,被认为是目前最具发展前景的替代介质,开始被应用于电气设备中。由于与纯SF_6气体在性质上有较大的区别,SF_6混合绝缘气体大规模推广应用之前,需要先研究解决许多关键的技术难题。文中对SF_6混合绝缘气体应用过程中混合气体水分、混合比、分层以及泄漏问题进行探讨,有助于SF_6混合绝缘气体的推广应用。

基于混合绝缘气体的GIS母线温升多物理场耦合分析

为分析SF6/N2混合绝缘气体对气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)母线温升的影响,对充有30%SF6~70%N2混合气体的单相GIS母线建立了电磁-流体-热多物理场耦合仿真模型。采用流体多组分传输的有限元分析方法,得到了GIS母线上电磁场与温度场的分布情况。结果表明:GIS内导体和壳体顶部温度均高于底部,温度呈左右对称、上高下低的梯状分布。外壳与导体的温升随负荷电流增大而增加;与环境温度间成线性关系;随着气体压强的增加温升渐渐降低;随着SF6气体组分的增加,导体温升降低的幅度逐渐变缓。所以当SF6气体在混合气体中的比例一定时,提高混合气体压强,能有效减少GIS导体的温升情况。通过搭建实验平台对仿真结果进行验证。研究结果有助于GIS母线温升的提前检测和预防,也能为混合环保气体在GIS中的推广应用提供理论依据。

六氟化硫混合绝缘气体电气设备检测技术的研究及现场应用

为解决六氟化硫气体环境危害以及低温易液化的问题,六氟化硫混合绝缘气体成为短期内最具发展前景的SF_6替代介质,正被逐步应用于电气设备中。主要对SF_6混合绝缘气体在开关设备中气体混合比、湿度、特征分解产物以及泄漏检测技术进行研究,研制相关检测设备,并将其用于M和H电网的SF_6混合绝缘气体断路器气体的普查,掌握了该电网SF_6混合绝缘气体质量和特征分解产物分布,为制定SF_6混合绝缘气体开关设备现场检测技术规范提供依据。

SF_6混合绝缘气体现场运维技术的研究

近年来,随着SF_6气体温室效应及其他问题的日益突出,寻求合适的SF_6替代介质成为科学家们的研究热点,SF_6混合绝缘气体因其较低的液化温度及较好的电气性能,被认为是目前最具发展前景的替代介质,开始被各国生产厂家应用于电气设备。目前,关于SF_6混合绝缘气体的研究较少,气体检测、回收处理、补气等现场运维技术更是十分匮乏,限制了SF_6混合绝缘气体的进一步推广应用。文章调研了我国SF_6混合绝缘气体断路器的使用情况,对SF_6混合绝缘气体应用中存在的问题进行分析和总结,对SF_6混合绝缘气体现场运维技术进行深入研究和探索,为SF_6混合绝缘气体在国内的大规模应用奠定基础。

混合式气体绝缘开关感应环流的计算方法探讨

指出混合式气体绝缘开关设备通流能力强而且要求外壳多点接地,在运行中外壳及其下方的接地网中会感应出相当大的环流。这些感应环流的数值大小是正确选择外壳接地线及地网导体截面的依据。提出了一种算法,利用电磁感应原理和电路的网孔定理来求解混合式气体绝缘开关设备周围的导体感应环流,并给出了一个实际的计算实例。

特高压气体绝缘开关设备接地系统环流计算与分析

特高压系统电压等级高、容量大,壳体环流和地网环流相对很大,在稳态运行下产生相当大的环流损耗。结合我国某特高压开关站,根据电磁互感器的基本原理,提出了气体绝缘装置(gas insulated switchgear,GIS)/混合气体绝缘装置(hybrid gas insulated switchgear,HGIS)外壳仿真计算等效电路模型。采用Π型等效电路表示接地体单元,运用数值计算方法对接地系统的电气参数进行优化计算。分析表明,采用双层水平地网可以将主地网环流控制在20 A以内、次地网环流控制在700A以内,但相应的短接线电流较大。分析了壳体参数对壳体环流的影响,得出了深垂直接地极和短接线降低地网环流的效果,并提出了最佳的设计方案。最后给出了特高压接地系统各部分的环流值及相应的温升数据。

基于气相色谱法的SF_(6)混合绝缘气体分解产物检测

SF_(6)混合气体与纯SF_(6)的理化性能相似,但其分解产物特征气体分析的算法存在较大差别,使用纯SF_(6)气体分解产物的检测设备,测量结果误差较大,无法满足检测精度的要求。为精准检测SF_(6)混合绝缘气体分解产物,采用气相色谱法,通过阀切换、担体选择、色谱条件优化等技术手段,实现分解产物特征组分气体的定量及定性分析。在实验室和现场条件下利用气相色谱法对SF_(6)混合气体分解产物进行检测,可以及时发现并处理设备缺陷和隐患,准确评估设备运行状态。

电力设备中SF_(6)混合绝缘气体的净化分离技术

对SF6混合绝缘气体的净化分离技术进行分析,明确试验材料、仪器及设备的选择,利用深冷相变分离、多级高分子膜及低温精馏法,对SF6/CF4及SF6/N2混合绝缘气体进行在线处理及净化分离,设计科学合理的技术路线,使分离过后的SF6气体的纯度达到99%,实现了循环再利用,对SF6混合绝缘气体的推广具有促进作用。

电气设备中混合绝缘气体检测技术研究

随着SF_6混合绝缘气体在电力行业中的应用,相应的检测技术成为目前的研究重点之一。文章从混合比、湿度、泄漏和分解产物四个检测方面,系统性阐述了目前混合绝缘气体的检测技术研究进展。同时在现有的SF_6检测技术的基础上,对SF_6混合绝缘气体检测技术进行探究,并提出相应的方案,为混合绝缘气体的推广提供有力的技术支持。

不同原理的SF_6混合气体密度监测技术差异分析

SF_6或SF_6/N2混合绝缘气体的密度直接决定着气体的绝缘性能,因此对气体密度的监测尤为重要。SF_6混合绝缘气体被认为是短期内最具发展前景的SF_6替代介质,国家电网公司目前正大力推广GIS母线用SF_6/N_2混合绝缘气体的应用。由于SF_6混合绝缘气体具有新的特性,原有的SF_6气体密度继电器无法反映设备内SF_6混合绝缘气体密度,为此,亟需开发SF_6混合绝缘气体的密度监测装置。文章对比分析了两种不同原理的SF_6/N_2混合绝缘气体密度监测技术,并探讨了具备混合比监测功能的SF_6/N_2混合绝缘气体密度监测技术。

混合气体密度继电器校验系统的设计

根据SF_(6)/N_(2)混合气体密度继电器校验仪的校验原理,设计了密度继电器校验仪的系统结构,内置混合气体温度压力曲线,实现了对密度继电器的自动校验,最后设计试验验证了校验系统功能。解决了混合气体密度继电器校验的自动化设备需求,为开展混合绝缘气体电气设备的推广应用提供技术支持。

220kV中心站采用混合式气体绝缘电器

混合式气体绝缘组合电器(HGIS)是应用GIS技术将断路器、隔离开关、互感器及控制系统组合成一体的电器装置,特别适合于城市等用地紧张地区使用,以上海市区某220 kV变电站为例详细介绍了HGIS装置的设计方案、土建设计,以及对环境影响等技术经济的比较分析,可供同类设计示范。

使用SF6+N2混合绝缘气体时应注意的问题

输电线路中往往为了安全运行,需要采用绝缘装置,从而降低设备之间大的相互影响,以及输电设备对人体的影响。常用的绝缘介质主要为气体、液体、固体等三态物体以及复合材料,而气体是最常用的绝缘物质气体绝缘介质较固体、液体绝缘介质而言有着很多的优点,因而在使用上存在极大的优势。本研究根据当前最常用的SF_6＋N_2混合绝缘气体作为阐述的基础,来分析该绝缘混合气体作为绝缘介质需要注意的问题,从而为相关领域的应用提供一个指导意见。

特高压HGIS设备抗震性能分析

为了更好地分析了解特高压混合型气体绝缘开关(HGIS)的抗震性能,并进一步对其进行改善,选取了四种地震波对1 100 kV HGIS的整体结构进行动力特性和地震反应谱分析,得到了结构的自振频率和振型特征.在分析过程中,考虑到特高压设备固有频率与地震波主频率相近,会发生拟共振的情况,采用由正弦共振三波及正弦共振调幅五波组成的调幅波串进行计算,分析整体结构的机械强度和抗震性能.计算结果显示,1 100 kV HGIS在该组地震波作用下具有一定的安全裕度,为特高压设备抗震性能的分析提供有效数据.

基于三维建模的HGIS配电装置紧凑型布置优化方法

采用当前方法对混合气体绝缘开关设备(HGIS)配电装置紧凑型布置进行优化设计时,由于没有构建配电装置现场三维模型,造成优化效率低、合理性差和网络损耗大等问题,为此提出基于三维建模的HGIS配电装置紧凑型布置优化方法。在立体视觉原理的基础上采用四目立体系统获取三维坐标,构建HGIS配电装置现场三维模型。在三维建模的基础上将配电网网络损耗最小、系统电压稳定性最高、电压偏移最小作为优化目标,构建HGIS配电装置紧凑型布置优化模型,采用萤火虫算法对布置优化模型进行求解,实现HGIS配电装置紧凑型布置的优化。实验结果表明,所提方法的优化效率高、合理性好、网络损耗小,实际应用效果较好。