12 kV真空灭弧室绝缘结构电场分析及优化设计

由于12 kV真空灭弧室工频电压老炼试验时,瓷壳内部出现局部击穿现象,需要对其内部结构进行研究,寻找一种改善灭弧室内部电位分布的绝缘优化方案。文中根据真空灭弧室的实际尺寸建立了三维电场计算模型,采用有限元计算得到了各部分的电场分布。对真空灭弧室的动静触头和屏蔽罩的绝缘强度进行了分析,根据其计算结果,对触头片边缘圆角、半径及其开槽宽度进行了优化,并对屏蔽罩的构造进行了改进,基于该优化方案进行电场分析,最后优化后的样机通过了工频电压老炼试验验证。

浅谈12 KV高压柜设计使用问题与解决方案

随着我国电力系统的迅速发展,市场经济的不断完善,人们的生活质量得到了提高,全社会对电能的需求逐渐增多,电力行业目前最重要的问题是如何保障电力系统安全而又稳定的运行,为企业和人们提供安全充足的电能。目前市场上主流12 kV高压柜为铠装移开式交流高压金属封闭开关设备KYN28A-12高压柜(以下简称“KYN28A-12”高压柜),是电力系统中重要的设备之一,因而,KYN28A-12高压柜的质量对电力系统运行有着非常重要的影响,因此在进行KYN28A-12高压柜设计时需要谨慎对待,对KYN28A-12高压柜结构设计过程中存在的问题进行研究和分析。

12 kV一二次融合开关设备接地故障信号的高可靠性解析

为满足一二次融合成套开关设备接地故障测试的特定测量要求,提出了改进三点插值DFT算法,实现极短时波动周期下信号的高精度频率估计。算法基于最大旁瓣衰减窗,将DFT频谱实部和虚部拆分并分别进行三点插值计算估计;进而采用几何平均计算以消除负频率泄漏干扰影响;同时根据所得插值公式对算法在噪声下的统计特性进行了严格的数学证明。采用仿真验证算法有效性和准确性,仿真结果显示算法能够在任意波动周期及噪声干扰下,保持相对稳定且精度极高的校正估计准确性;最后将算法应用于实际12 kV一二次融合检测装置标准接地故障波形发生器输出信号的频率估计,实验结果显示算法能够满足文中所需的测量精度要求。

12 kV开关柜内部放电的分析与处理

分析了12kV开关柜内绝缘材料和铁板连接处发生放电的原因;提出了采用半导体堵泥封堵连接处空气间隙的方法来消除放电,通过试验和实践验证了该方法的有效性。

12kV配电柱上开关一二次融合关键技术之交流传感器实践

近年来,在我国电网基础设施升级改造过程中,提高配电网中成套电气设备的使用效益具有重要作用。目前,配电网的设备产品升级速度比较快,相关功能越来越完善。在12kV配电柱上开关一二次融合关键技术研究过程中,深入分析开关一二次融合与交流传感器之间的应用方案,可以在一定程度上提高配电网的先进性和专业性,保证配电网的运行水平。在本次研究中主要分析12kV配电柱开关一二次融合的具体原理和优势,探讨在12kV配电柱开关一二次融合中的关键技术,并研究交流传感器的实际应用情况。

基于SVM-PSO混合算法的12kV开关柜触头盒双屏蔽结构三维电场优化研究

开关柜在长期运行过程中可能会因触头盒电场集中导致放电甚至击穿事故,采用双屏蔽结构是改善开关柜触头盒内电场分布的有效方法。为此,以KYN28A-12开关柜为研究对象,提出了一种基于SVM-PSO混合算法的开关柜触头盒双屏蔽结构三维电场优化方法。首先,在Comsol Multiphysics中建立了开关柜的三维仿真模型,分析了接地屏蔽长度、高压屏蔽半径和长度对触头盒、接地屏蔽和高压屏蔽表面场强的影响规律;然后,构建了含触头盒、接地屏蔽和高压屏蔽表面场强3个优化目标的评价函数,采用SVM算法建立了不同接地屏蔽长度、高压屏蔽半径和高压屏蔽长度下评价函数的预测模型;最后,利用PSO算法进行评价函数的寻优,获得了触头盒双屏蔽结构参数的优化结果,并开展了三维电场仿真计算,相对误差为4.8%,验证了优化结果的正确性;优化后的触头盒在1.2Ur下的局放量为1.38 pC,验证了优化结果的有效性。研究结果为开关柜触头盒双屏蔽结构的设计和优化提供了理论依据。

12kV气体绝缘断路器柜在原材料获取阶段和制造阶段碳排放计算与对比分析

产品碳足迹是指产品在整个生命周期中对环境产生的影响,目前高压开关设备全生命周期碳足迹核算已成为高压开关领域的一个热点研究问题。文中以12 kV气体(干燥空气和SF_(6))绝缘环网开关设备中的断路器柜为研究对象,利用碳排放当量计算公式进行产品原材料获取阶段和制造阶段的计算,并对两种断路器柜计算结果进行对比分析。在原材料获取阶段干燥空气绝缘断路器柜比SF_(6)气体绝缘断路器柜碳排放当量多25%(不计入绝缘气体),在生产制造阶段两者的碳排放量基本相当。计入SF_(6)气体碳排放量后两者的差异巨大,SF_(6)气体在开关设备中的使用对产品碳排放量影响较大。

12kV开关柜介电梯度支撑绝缘子优化设计与制造应用

介电梯度绝缘(dielectrically graded insulation,DGI)是一种具有非均匀介电参数分布的绝缘材料或结构,可对绝缘件中的局部电场集中现象得到显著抑制,提升绝缘强度和运行可靠性。目前DGI研究主要聚焦于实验室领域,DGI部件的现场应用落地仍然存在较大难度。文中针对某12 kV开关柜支柱绝缘子中的局部电场集中问题,采用拓扑优化技术进行介电梯度结构的构建,利用“3D打印—真空浇注”联合工艺实现DGI支撑绝缘子的制造,开展了绝缘子的性能试验和现场挂网试运行。结果表明,相比较于匀质绝缘子,介电梯度绝缘子内部和沿面电场降幅分别达到50.6%和56.1%,空气氛围中的局部放电起始电压提升17.5%,综合性能指标满足GB/T 11022—2020等相关标准要求。在上述研究的支撑上,自2021年11月以来开展了介电梯度绝缘的国内外首次挂网试运行,截至目前运行情况良好。

12kV固体绝缘环网柜开关模块局部放电问题

固体绝缘环网柜开关模块局部放电问题是目前电力行业面临的一个重要挑战。局部放电是指在高电压条件下,由固体绝缘材料的缺陷和老化等因素原因导致的现象。局部放电不仅会导致能源损耗和设备寿命缩短,还可能引发火灾或设备损坏等安全问题。针对12 kV固体绝缘环网柜开关模块的局部放电问题,探讨其原因、影响、检测方法和解决方案,以期提高电力系统的可靠性和安全性。

±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。

浅析12kV大电流开关柜动静触头啮合对中度的问题

针对12kV大电流移开式开关柜与断路器手车配合的动静触头啮合对中度的问题展开研究,提出了改进方法和优化措施。动静触头啮合不对中易导致断路器配柜异响、抬升现象、推进机构力矩太大、动静触头碰撞磨损和投运发热等问题。为此,提出校验和解决动静触头不对中问题的方法,使配合尺寸满足厂控要求,同时为已投入运行且动静触头不对中的开关柜消除动静触头不对中隐患提出解决办法,提升设备运行的安全性。

串6%电抗器应采用槡12/3^(1/2)kV的并联电容器

经现场大量的实测调查数据证明,加串有6%的电抗器的电容器组,大多情况下都处于过电压和过补偿运行状态。这种运行状态是造成电容器意外故障和损坏的主要原因。为避免在并联电容器回路中因加装6%的串联电抗器而产生过电压和过补偿,应采用额定电压为槡12/3 kV的并联电容器。

KYN28A-12型6kV开关柜温升发热原因及改进措施

对KYN28A-12型6kV手车式开关柜在实际工程应用中容易发生触头温升及发热故障的危害及现状进行认真分析研究后,归纳总结了造成手车式开关柜触头发热温升的主要原因,并结合多年的化工配电管理经验,提出了一些可行、实用的预防改进措施,充分发挥了开关柜的电气性能,提高了化工供电系统的供电可靠性。

12kV环网供电单元（环网柜）

环网供电单元在国外已有40多年的历史，其产品已由空气绝缘和浸油式环网柜发展为一体结构SF6环网柜和可自由扩展的SF6环网柜以及配装真空灭弧室的环网柜。目前，国外的环网供电单元选用小型化的真空或SF6负荷开关，母线和电缆头的联结采用插接技术，二次元件采用传感和数字技术，控制回路采用控制、保护、计量、监视和通信集成一体的模块化微机控制管理系统，使环网供电单元向小型化、模块化、配电自动化发展。

12kV真空灭弧室绝缘性有限元仿真与优化

利用COMSOL 5.1软件建立真空断路器三维有限元模型,通过加载交流耐受电压分析和计算12 k V真空断路器隔室和灭弧室的电场分布以及动静触头在不同开距下的电场强度变化规律。通过仿真与优化可知:真空断路器灭弧室内屏蔽罩和陶瓷套管起到改善电场强度分布的作用;真空灭弧室4个场强较大值部位的圆角半径取2.5 mm较为合适;断路器分闸时,真空灭弧室动静触头之间的开距应取8~11 mm。仿真结果为真空断路器小型化和绝缘性能优化设计提供参考。

负荷开关-熔断器组合方式在12kV环网柜中的应用

就12kV环网系统中负荷开关-熔断器保护的主要作用机理和选用问题进行了分析探讨。

一起12kV户外柱上真空断路器事故分析

12 kV户外柱上真空断路器作为分布式的保护设备,在农网和城网的户外10 kV配电系统得到了广泛应用。介绍某供电局发生的1起12 kV户外柱上真空断路器跳闸及拒合事故,进行了检查及分析,发现该断路器存在手动分闸拉杆卡滞及过流脱扣器整定值不合理等缺陷,提出了针对该型断路器的过流脱扣器整定值、现场使用、质量控制等方面的建议。

12kV干燥空气气体绝缘开关柜热分析及优化

数学建模、热源计算、仿真结果和温升实验表明,在相同充气压力下,SF_6的对流散热能力远大于干燥空气;在同尺寸、同气压且自然对流的条件下,干燥空气气体绝缘开关柜的温升比SF_6气体开关柜高出约12K,干燥空气开关柜温升超出了国标。故采用提高主回路导体和壳体表面的发射系数,添加主回路散热器等方法对开关柜结构进行优化,仿真结果表明,优化后的干燥空气开关柜温升符合国家标准要求,提高了干燥空气开关柜的可靠性和安全性。

±800kV单12脉动特高压直流输电工程避雷器布置与换流阀过电压研究

研究±800 kV双12脉动特高压直流输电工程避雷器布置方案,基于巴西美丽山工程提出±800 kV单12脉动特高压直流输电工程的避雷器布置方案。进一步研究整流站换流阀过电压、阀避雷器承受的能量和电流,选取交流相间操作冲击、6脉动换流器闭锁和Y/Y换流变阀侧绕组单相接地3种典型故障仿真计算,给出了整流站换流阀最大过电压,阀避雷器的最大能量和最大电流。研究结果为±800 kV单12脉动特高压直流输电工程相关设备的设计、生产和试验提供参考。

12kV真空灭弧室结构设计与优化

本文建立真空灭弧室三维模型,以触头电磁场的数值模拟对触头结构进行优化设计,真空灭弧室的三维仿真结果表明,12kV真空灭弧室的触头开槽角度最小应为107°,在低于107°时触头位置的磁场强度不能满足开断的要求,并通过电弧形态实验验证结果的有效性。本文模拟仿真能够为12kV真空灭弧室后续结构优化提供一定的理论基础。