催化裂化装置中特阀阀杆表面技术工艺研究

对催化裂化装置中特阀阀杆表面工况条件 ,进行全面深入的分析 ,并对其表面处理工艺进行了设计 .结果表明 ,采用镍基加碳化钨合金粉末对阀杆表面实施氧 乙炔火焰喷焊 ,可提高阀杆的使用寿命 1～ 2倍 ,减小了装置不必要的停工抢修所造成的经济损失 .

催化重整装置特阀气动控制器的改造

对微型PLC在工业进口特阀气动控制器国产化改造中的应用实例进行总结,着重分析了实施方案和应用状况。改造后,减少了阀门控制器故障率,长周期运行良好。

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。

特高压阀侧套管数字孪生系统集成设计方法

提出了一种数字孪生系统的集成设计方法,以满足真实工况下的实际应用。首先,分析了阀侧套管数字孪生系统的功能需求并构建了数字孪生系统框架结构;其次,基于系统框架结构的功能模块设计研发了对应的实现方法;最后,用一起阀侧套管数字孪生系统的应用对该方法进行了展示和验证。所提方法为数字孪生系统的实际应用提供了一种设计思路,可以为电网的数字化转型提供实用而有效的解决方案。

特高压直流输电换流阀设备数字化思考与实践

在能源和电网数字化转型要求大背景下,作为我国电网核心资产的特高压直流输电换流阀设备正面临全面数字化的挑战。文章首先在梳理目前特高压换流阀设备数字化现状及其数字化提升意义基础上,结合目前研究热点——数字孪生及相关技术,提出了换流阀设备数字化的总体目标及其数字孪生体架构和数据基础构建方法。然后,为了实现换流阀设备底层数据的高可靠低成本获取,文章介绍了在特高压换流阀设备上开展高可靠低功耗无线智能传感关键技术应用研究的成果和经验,主要包括低功耗无线传感网络系统开发、多物理量智能传感器研制、验证测试等方面。最后,对换流阀设备数字化的思考和实践进行总结,对未来换流阀设备数字化工作进行了展望。

±1100kV/12 GW特高压换流阀屏蔽设计与工程应用

±1100 kV/12 GW特高压换流阀为目前世界上电压等级最高、输送容量最大的换流阀产品,为了确保外绝缘设计的可靠性,对±1100 kV/12 GW特高压换流阀屏蔽结构开展全新设计,并对换流阀外绝缘放电特性进行全面研究。首先引入有限元分析方法,将电场的场域问题转换成边界值问题,离散化后进行插值得到分布解,然后迭代出最优屏蔽结构。其次建立阀塔仿真模型进行电场仿真研究,结果表明采用的屏蔽结构使电场强度由原来的1.89 kV/mm减小到1.64 kV/mm,场强减小13.2%,电场分布效果更好。同时,对该屏蔽结构也开展了操作冲击U_(50)试验,验证了换流阀外绝缘电气强度。试验结果表明12 GW换流阀屏蔽罩结构设计合理,阀塔对墙的最小空气净距为6 m,满足该距离即可达到要求的绝缘水平,实际阀厅的空气净距有较大的安全裕度。

特高压换流阀闭锁时中性母线断路器故障分析

针对某特高压换流站直流系统调试期间换流阀闭锁时直流转换开关中性母线断路器故障,通过查看故障分闸时电流录波波形,核对现场主设备安装位置,分析出中性母线断路器跳闸失败的故障原因为光纤电流互感器安装位置错误,并对该电流互感器接线进行改正,为同类事件的处理提供参考。

±800kV/4750A特高压直流输电换流阀研制

中国电力科学研究院成功研制了具有完全自主知识产权的800 kV/4 750 A特高压直流换流阀,并通过了型式试验。分析换流阀研制所涉及的基础理论和关键技术。从工作原理、运行工况、电气拓扑和宽频模型等角度完成对换流阀的物理解构;研究换流阀设计开发工作所涉及的暂态电磁特性分析技术、非线性组件协调配合技术、晶闸管反向恢复过程的解析逼近与动态仿真模型、抗震设计技术、换流阀系统热力场分析与冷却技术、自适应换流阀触发监控系统等系列关键技术。从关键零部件、阀模块样机及阀塔样机研制3个层面分析换流阀样机的主要设计理念、设计原则和技术特点。

±800kV特高压直流换流阀地震响应分析

位于地震高烈度区的换流站中换流阀塔的抗震性能对换流站的安全运行有重要意义。以?800 kV特高压直流换流站的高端换流阀厅及换流阀塔为原型,采用非线性弹簧单元模拟悬吊绝缘子,建立了有限元模型进行时程响应的分析计算。结果表明,地震作用下阀塔底部水平位移响应可超过1 m,绝缘子的非线性特性使得阀塔竖向加速度响应剧烈,阀层出现"弹跳"现象。阀厅对地震波的放大作用可增大阀塔的加速度响应,但对位移响应影响有限。由于阀塔的高阶局部振型频率与阀厅基频接近,阀厅与阀塔发生共振导致阀塔顶部水平加速度响应巨大。建议采用直径更大的悬吊绝缘子以防止屈曲,并采取措施限制阀塔底部的水平位移。

特高压直流换流阀减振控制技术及地震响应分析

在地震作用下,特高压直流换流阀可产生巨大的水平位移及竖向加速度,导致阀厅内耦联回路及阀塔自身的破坏。该文提出了通过将阀塔底部与地面拉结,并设置弹簧–阻尼器单元的方法对阀塔的地震响应进行控制。以?800kV特高压直流换流站的高端换流阀厅及换流阀塔为原型,建立了阀厅–阀塔理论分析模型及有限元模型进行时程分析,分析控制效果并提出了建议参数。结果表明:采用大水平投影长度、中等阻尼、大张力和小刚度的弹簧–阻尼器设计思路的位移控制方案可以有效地减小60%的阀塔的水平位移响应,绝缘子拉力峰值不超过静态时的1.8倍。对于高地震烈度区变电站,若阀塔离地面高度较大,建议采用此种措施进行位移控制。

特高压直流换流阀非周期触发暂态特性分析

±800 kV/4 750 A特高压直流(ultra high voltage direct current,UHVDC)换流阀通过了型式试验。饱和电抗器是换流阀中晶闸管的串联保护元件,深入研究其电气特性对于提高换流阀的可靠性有重要意义。分析了特高压换流阀在非周期触发工况下,晶闸管开通物理过程及电气应力;分析了饱和电抗器各电气参数、铁芯电感和铁芯等值电阻动态过程对开通应力的影响。研究了饱和电抗器与晶闸管协调配合工作的原则,提出了饱和电抗器电气参数设计方法。仿真结果显示,饱和电抗器在非周期开通过程中起到了很好的保护作用,浪涌电流峰值及电流变化率均在晶闸管耐受范围内。

基于模拟负载的特高压换流阀MVU冲击电压试验方法探讨

特高压直流换流阀多重阀单元(MVU)冲击电压试验为型式试验的一部分,四重阀的MVU冲击试验具有试验回路大、试品数量多、试验成本高等不足。为解决上述问题,国内外学者研究设计了模拟负载,并提出基于模拟负载的MVU冲击试验方法。文中对采用该方法得到的试验数据进行分析,得出如下结论:基于模拟负载的MVU操作冲击试验科学可靠;基于模拟负载的MVU雷电冲击试验,在阀两侧并联电容可改善模拟负载电压波形;基于模拟负载的MVU冲击电压试验,需进行总试验电压及模拟负载电压的差值运算,防止阀承受过高电压导致晶闸管级损坏;同时提出单阀电位分布监测对MVU冲击试验具有一定指导意义。

特高压直流输电换流阀冲击暂态均压措施研究

冲击暂态工况下,实现各级晶闸管电压分布均匀是换流阀设计的重要工作。随着晶闸管串联级数的增加,电位分布不均匀的累积效应更为突出,需要研究可靠性更高的均压措施。该文提出换流阀冲击暂态建模方法,分析影响换流阀冲击电压分布特性的机理,提出配置屏蔽电容、分散式屏蔽系统、饱和电抗器集中布置等均压措施,分析各项均压措施的可行性。在真型阀塔中,构造出饱和电抗器分散、集中两种布局形式,在相同激励下,分别测试多串联单元的电压分布,验证了均压措施的合理性和可行性。

特高压柔性直流输电阀区接地故障保护策略

特高压柔性直流换流阀的全桥子模块数目足够多时,换流阀具有阻断故障电流的能力。在保护动作以后,只通过闭锁换流阀就能隔离交流连接线区域和上、下桥臂之间区域的接地故障。换流阀隔离刀闸与直流母线之间区域和高、低压换流阀隔离刀闸之间区域的接地故障,只能采取闭锁极的方法。而换流阀与换流阀隔离刀闸之间区域的接地故障,乌东德特高压混合直流工程采用了闭锁极的处理策略,另外提出了这一区域接地故障闭锁换流阀的处理策略。然后针对这两种处理策略分别给出了测量设备和保护配置,并提出了直流谐波差动保护和桥臂电抗器谐波差动保护解决在极中性母线侧的桥臂电抗和换流阀的引线上发生接地故障时差动保护灵敏性不足的问题。

炼油设备特阀热态试验台的控制原理与维修

本文简述了特阀热态试验台的控制原理，还介绍了控制电路中所使用的先进控制仪表，并对如何检修做了简要阐述。

基于智能图像处理和三维建模技术的特高压换流阀厅用套管运行状态监测方法

从智能图像处理和三维造型技术的角度提出一种针对特高压换流阀厅用套管运行状态特征的监测方法。该方法主要包括:应用智能图像处理技术对红外热像仪、紫外成像仪数据库进行辨识、分类处理;通过Kalman滤波技术针对典型金具绝缘距离进行实时在线测量;应用基于有限元法三维造型技术建立阀厅典型主设备套管的电场模拟模型,获得关键金具表面电场分布情况。结合图像数据库信息、绝缘距离信息和典型主设备套管电场分布信息有效获取其运行状态参量,并应用智能算法对其运行状态进行自动评估。结果表明:未使用Kalman滤波技术时,在0~160 s内对于关键位置处的距离预估偏差跳变较为剧烈,使用Kalman滤波技术后预估偏差跳变幅度缩小,基本控制在同一误差水平;神经网络具有较好的学习效果,适应度函数迭代100次后趋于稳定,且模糊神经网络局部权值出现较为典型的非线性特征。研究结论可有效发掘潜伏性隐患、定位正发性故障,为主设备套管运行维护提供有效的数据支撑和保护策略。

±800kV/6250A特高压直流换流阀的研制

随着我国东部地区用电负荷进一步增大,迫切需要开发10000MW以上特高压直流输电技术。针对直流工程核心装备,系统地介绍了6250A/±800k V特高压直流换流阀的研究工作。通过结构参数、电子辐照能量等参量的调整,开发了具有超大通流能力的晶闸管,提出了晶闸管电气特性优化方法。分析了晶闸管关断过冲电压及关断损耗的影响因素,确定了阻尼电阻、阻尼电容值,关断过冲安全情况下使晶闸管关断损耗最优化。建立了饱和电抗器等效电路模型,对优质低损耗铁心的热特性开展了仿真分析,分析结果表明电流大幅提升并未明显提高饱和电抗器铁心损耗及热点温升。建立了流体-固体耦合模型,开展了电接头热特性分析,通过巧妙设计含水路的母排,在有限空间内解决了大电流下电接头发热的问题。最后对研制的6250A/±800k V特高压直流换流阀开展了型式试验,试验结果表明换流阀各项指标优良,完全满足工程应用要求。

±1100kV特高压换流阀直流耐压试验方法研究

为满足±1 100kV特高压直流换流阀绝缘型式试验实施,针对±1 100kV特高压换流阀直流耐压试验实施方法进行了研究,通过理论分析,仿真计算以及利用ANSYS有限元软件进行电场强度计算,依据现有试验条件,计算得出电场强度最大值为22kV/cm,低于空气击穿场强30kV/cm。若不考虑气候条件的影响,现有试验室空间、试验方法设计及设备满足±1 100kV特高压换流阀直流耐压试验的要求。完成了满足IEC标准特高压换流阀直流耐压试验要求的试验原理及试验方法研究,为±1 100kV特高压换流阀直流耐压试验的实施提供了理论依据。

特高压直流换流阀电抗器端子发热问题改进研究

我国已建设的四条特高压直流输电线路,在运营过程中,发现换流阀电抗器端子存在发热现象,影响输电安全。本文针对换流阀电抗器端子发热问题进行改进研究,通过热场仿真模型分析方法,提出增加U型母线扣的措施。为了验证措施的可行性和可靠性,又进行通流试验,解决了电抗器端子发热问题。该研究方法和措施对于解决电抗器端子发热问题具有一定的指导和参考价值。

北京市科委主任闫傲霜调研特高压直流换流阀

近日，北京市科委主任闫傲霜一行，到中国电力科学研究院智能电网产业园，就中国电科院自主研发的特高压直流换流阀进行现场调研。闰傲霜一行在国家电网公司重点实验室——电力系统电力电子实验室内参观了由中国电科院自主研发的世界首个±800kV／4750A特高压直流换流阀，并在生产车间，