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。

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。

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。

BDS在气体绝缘封闭式组合电器设备形变监测中的应用

针对形变监测中通过常规方法难以获取完整及时的气体绝缘封闭式组合电器设备状态信息,因而不能准确管控设备,影响变电站安全运行的问题,提出利用我国自主研发的北斗卫星导航系统(BDS)实现气体绝缘封闭式组合电器设备的智能化检测,并设计实现1套超高压变电站气体绝缘封闭式组合电器设备BDS形变监测系统。实验结果表明,该系统可以有效监控和预警设备形变。

融合格拉姆角场的深度特征学习在痕量气体浓度识别中的应用研究

针对气体绝缘金属封闭式组合电器(gas insulated switchgear,GIS)设备中痕量气体紫外分析光谱信号易出现吸收峰重叠的问题,提出了一种结合格拉姆角场(Gram's angle field,GAF)和VGG16改进模型的多组分痕量气体的定量检测方法。首先利用GAF将一维紫外光谱信号转换为时序图像,将光谱信号映射为具有丰富特征信息的图像形式,从而提升原始光谱信号的特征表达能力。其次将GAF特征图输入到VGG16改进模型中,实现痕量气体浓度的特征识别。最后通过不同浓度下采集到的CS2、SO2和H2S的单组分气体和混合气体,与卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)、VGG16和SDP_VGG16等模型进行对比实验,并结合受试者工作特征曲线下面积(area under the curve,AUC)进行验证。结果表明,该方法可以有效地检测出SF6分解所产生的CS2、SO2和H2S痕量气体,是一种行之有效的特征提取方法。

荆门变电站1000kV气体绝缘半封闭式组合电器的布置方案

荆门特高压变电站扩建工程新增3台1000kV断路器,采用气体绝缘半封闭式组合电器(hybrid gas insulated switchgear,HGIS),1000kV主接线由双断路器过渡接线完善为1个半断路器接线。结合该扩建工程的建设特点,分析了1000kV HGIS的"2+1"和"3+0"布置方式,研究了"3+0"方式面临的前期与本期HGIS基础不均匀沉降问题,计算了前、后2期基础的不均匀沉降量,提出了增加防沉降的伸缩波纹管补偿单元的方法以保障设备的安全运行。

基于超高频法的GIS高压导体上金属毛刺局部放电特性研究

气体绝缘组合电器（CIS）局部放电检测对于保证其安全可靠运行具有重要意义，为研究GIS内高压导体上金属毛莉缺陷对局部放电的影响．试验设计了高压导体上金属突出物缺陷．通过超高频法对其局部放电进行测量．获碍了局部放电信号图谱。通过对放电过程的分析，为GIS的正常运行和故障检修提供了参考依据，

基于有限元仿真的GIS支柱绝缘子性能优化

为提高金属封闭式气体绝缘组合电器(GIS)中支柱绝缘子的耐电性与机械强度,基于有限元仿真,通过拓扑优化的方法设计了支柱绝缘子内部的材料分布,研究了材料相对介电常数与杨氏模量梯度分布后绝缘子的电场分布与机械应力场分布特性。仿真结果表明:经过拓扑优化后,合理的材料参数选择可显著降低绝缘子本体与金属嵌件所形成的界面处的最大电场强度和机械应力,相较于初始的匀质支柱绝缘子,最大电场和机械应力可分别降低40%和20%以上,为增强支柱绝缘子综合性能,提高绝缘子运行可靠性提供了技术参考。

特高压GIS特快速暂态过电压试验重复击穿过程研究

为深入研究重复击穿过程的发生规律,研究隔离开关特性对重复击穿过程的影响,改进隔离开关设计,完善特快速暂态过电压(VFTO)评估方法,采用1100kV气体绝缘组合电器(GIS)试验回路,对GIS隔离开关分闸和合闸空载短母线所产生的触头间隙重复击穿和VFTO进行了试验研究。鉴于重复击穿过程的随机性,进行了约500次分合闸操作试验,统计获得了被试隔离开关在分合闸操作中的触头间隙击穿电压随触头间隙形成时间的变化关系,试验隔离开关的分闸操作末次残余电压基本是以-0.44倍工频电压幅值为期望,0.037倍工频电压幅值为方差的正态分布,合闸操作中的首次击穿工频相位主要集中在50°～90°。基于试验结果,分析了触头间隙重复击穿的发生规律及对VFTO的影响,给出了重复击穿随机过程终止的条件。

磁环抑制特高压GIS设备中特快速暂态过电压的模拟试验

为抑制特高压气体绝缘组合电器(GIS)设备中特快速暂态过电压(VFTO)提出了采用磁环抑制的方法,并进行了模拟试验。利用252kV GIS设备构建试验系统,利用SF6气体间隙在50、75和100kV的电压等级下击穿产生高陡度的行波,测试了不同长度的R2KB铁氧体磁环串和FJ37非晶磁环串对电压行波幅值和陡度的抑制效果。试验表明,只要磁环串的长度>0.5m,其对于电压行波幅值的抑制效果将不再随磁环串长度的增加而发生显著变化,但行波上升时间将随磁环串长度的增加而增加;在磁环串长度≥1m的情况下,铁氧体磁环对于电压行波的综合抑制效果优于非晶磁环。试验表明,采用磁环抑制特高压GIS中VFTO的方法在原理上是可行的。

特高压GIS设备现场标准雷电冲击耐压试验技术的应用

气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)在电力系统中应用广泛,其运行安全可靠对电力系统至关重要。现场雷电冲击耐压试验受制于设备体积和回路电感,难以在GIS变电站,尤其是特高压GIS变电站应用。本文分析了目前GIS设备冲击耐压试验现状,并从波形参数、电压极性和加压间隔时间等方面阐述了GIS设备冲击电压绝缘缺陷检出影响因素。基于研发的特高压GIS变电站现场冲击耐压试验用的可移动式气体绝缘标准雷电冲击试验成套设备,成功在1000 kV南京站和苏州站开展了现场标准雷电冲击耐压试验。

特高压GIS罐体对接焊缝的超声波检测

针对特高压GIS(气体绝缘组合电器)罐体X射线检测的缺陷,提出用超声波检测方法对特高压GIS焊缝进行无损检测,详细介绍了超声波检测工艺,检测实践表明,超声波检测能有效测出特高压GIS罐体焊缝的焊接质量缺陷。

SF_6气体绝缘开关装置的小型化与智能化

综述了 SF_6气体绝缘的金属封闭式组合电器(GIS)和户外紧凑型组合式开关设备(例如 PAss)等 SF_6气体绝缘开关装置的发展情况,指出小型化和智能化是发展的趋势。

特高压电流互感器自动化检定系统设计与应用

为解决特高压电流互感器现场检定难题,研究特高压气体绝缘组合电器(GIS)电流互感器自动化检定系统。该系统主要包括智能工频电源、大容量升流器、无功补偿装置、标准电流互感器等关键部件。智能工频电源具有功率电子电源与电工电源串联输出、回路参数计算、无功补偿控制和误差检定等功能。采用一次绕组串并联的方法,设计了大容量升流器。采用原边和副边并联补偿电容器的方式,设计了多组合无功补偿装置。通过了省级计量测试机构测试和国家电网公司重点特高压工程电流互感器现场检定试验。结果表明,该检定系统能够实现特高压GIS电流互感器一次回路参数精确测量、升流器原副边混合无功补偿装置带电自动投切、误差自动检定,有效保证了7 200 A大电流检定点和15 A小电流检定点的精确快速定位,减小了对现场电源和升流器的容量需求。

1100kV气体绝缘双断口断路器的开发与产品化(英文)

开发了一种用于气体绝缘组合电器(GIS)的1100kV50kASF6气体双断口断路器(GCB)。研究了这种断路器的各种特性,并成功完成了在绝缘、开断和机械性能等方面的型式试验。实现了GCB的小型化和轻量化。这种新开发的GCB已应用在中国特高压交流示范工程的GIS中,并已于2009年年初投入使用。

特高压GIS内置式UHF传感器连接件设计

针对特高压气体绝缘组合电器内置式特高频传感器现状及特高压局放带电检测要求,设计了一种新型特高频传感器连接件。该连接件采用四通连接器的设计结构,可以在带电检测的同时不影响在线监测数据的处理与分析,在提高工作效率的同时保障局放信号的稳定传输,可广泛应用于各类型特高频传感器中。

一起1000kV特高压变电站GIS开关故障母线跳闸事故分析

本文分析了一起某1000kV变电站间隔设备由检修后复役的操作过程中,母线动作跳闸的事故。通过现场检查,获得了一次、二次设备的现场反馈数据和开关设备的开盖检查记录。针对该气体绝缘全封闭组合电器开关设备A、B、C三相开盖的检查情况对比,结合电阻开关结构的原理图和现场解体情况,对本次事故原因进行分析总结,根据解体检查情况分析事故的原因是该开关B相母侧合闸电阻动触头紧固螺钉未采取有效的防松措施。本文针对此类事件分析并提出了相应的预案编制,有效应对此类安全隐患,保证特高压变电站的稳定安全运行的能力。

东吴1000kV特高压交流变电站扩建工程投运

6月28日,《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》重点基础设施建设项目——东吴1000kV特高压交流变电站扩建工程完成系统调试投运。工程投产后,东吴站共装设5组特高压交流变压器、15个间隔的特高压气体绝缘全封闭组合电器,变电容量高达1500万kVA,成为目前世界上电力交换能力最强大的交流变电站。

&SF_6气体绝缘金属封闭开关设 &备的技术发展

1 组成及基本特点 SF6气体绝缘金属封闭开关设备简称GIS（Gas InsulatedSwitchgear）,又称为SF6气体封闭式组合电器,它广泛应用于72.5kV及以上电压等级的电力系统中。 GIS多采用圆筒式结构,将所有电器元件如断路器、互感器、隔离开关、接地开关和避雷器放置在接地的金属材料（钢、铝等）制成的圆筒形外壳中。它采用SF6气体作绝缘介质。