在常规变电站改造中采用HGIS设备的施工方法

文中针对常规变电站长期存在因隔离开关触头接触表面积垢、锈蚀、氧化等造成接触面发热,电流互感器漏油等造成绝缘降低,笔者以恩和220 kV变电站110 kV侧采用混合式开关设备(HGIS)设备的改造安装施工为实例,介绍了HGIS设备在常规变电站如何进行改造安装施工的方法与实现,有效地解决了新型设备HGIS在老旧常规变电站安装改造施工的相关问题。文中所介绍的改造施工方法,降低了建设投资,缩短了建设周期,因采用母线轮替停运方式,有效的缩短了停电时间,电量负荷损失已基本降到最低,电网企业的经济效益和社会效益得到了可靠保障。

HGIS电伴热带供电方案改进

在温度较低环境下使用的HGIS设备,为保证SF6不液化,需配置电伴热保温带给设备加热。伴热带电源通常按间隔数量由交流电源箱单独辐射供电给伴热带配电控制箱,这种供电方式交流回路多,导致交流电源箱数量及供电回路电缆长度增加,因设备间隔未配置备用电源,伴热带失电时无法迅速恢复供电。通过改进供电方式,采用由交流电源箱提供双回路电源,经过集中自动切换装置供至伴热带配电控制箱的母排,再给每一间隔的伴热带供电。此供电方式增加了一回备用电源,提高了供电可靠性,并减少了电缆的用量。

一起特高压长治站HGIS设备漏气原因分析与处理

1000kV特高压长治站是我国首个特高压工程的起点站,连接华北与华中两大电网,特高压长治站500kV侧HGIS设备漏气较为频繁,给系统安全运行造成不小压力。主要介绍一起典型的500kV新型高压开关设备HGIS(Hybird Gas Insulated Switchgear)漏气缺陷的分析与处理,通过对漏气原因的分析,根据现场实践经验,制定了相应的预防、解决措施,具有较强的应用价值。

HGIS隔离开关触头烧蚀原因分析

混合型气体绝缘组合电器(hybrid-gas insulated switchgear,HGIS)在运行过程中,发生三相电流不平衡。为分析问题产生的原因,对HGIS进行了一系列试验,并返厂进行解体检查。结果表明:SF6气体分解物中SO2体积分数严重超标,C相回路接触电阻严重增大,C相分合闸时间测试无信号,三工位线隔离开关触头严重烧损。分析表明触头烧蚀是由设计缺陷、安装工艺不良等多个因素引起。对同类型的设备进行排查,发现多起类似问题。针对该类问题,建议厂家在设计应予以改进,并严格管制安装工艺,同时对已运行设备应加强在线监测,尽量避免使用三工位线隔离开关进行线路接地。

一套HGIS新设备的安装工艺缺陷分析及启示

介绍了一起220 kV组合式高压电器(HGIS)设备出现少见的电流互感器变比误差的案例:设备安装上线后验收测试的变比为2 500/1及5 000/1,而卸载后设备单体测试结果为正常的2 000/1和4 000/1。分析了该设备的结构、原理和隐蔽设计缺陷,提出了解决方案,并对降低设计失误、提高工程调试和验收质量提出了建议。

东莞地区500kV HGIS防爆膜运行可靠性分析

介绍了东莞地区500 kV混合式气体绝缘金属封闭开关设备(hybrid gas insulated metal enclosed switchgear,HGIS)防爆膜的运行情况,对劣化的防爆膜样品进行化学成分元素定性和半定量分析,检测结果表明防爆膜原材质的耐腐蚀能力不足是防爆膜性能下降的主要原因,后又进行爆裂试验验证。计算HGIS气室因电弧故障引起的设备外壳烧穿时间和压力升高值,结合电弧的外部效应与保护装置配合的关系,给出防爆膜更换后额定动作参数的推荐值。为消除防爆膜失效的安全隐患,建议将旧防爆膜全部更换为不锈钢材质,并按文中分析结果重新设计其额定动作参数。

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。

一起500 kV HGIS外置式电流互感器线圈受潮缺陷分析及处理

针对一起500 kV HGIS外置式电流互感器受潮的案例开展分析,结合该类设备结构,找出了受潮原因,提出了防潮措施以及受潮电流互感器的干燥措施。通过案例的分析认及处理认为,该类型外置式电流互感器结构在户外运行时极易导致雨水进入,应加强密封;当电流互感器线圈受潮时,采用电加热和热风法相结合的方式能够取得较好的效果。

小型化220kV HGIS设备的紧凑布置研究

针对混合气体绝缘开关(HGIS)的应用现状和功能特点,提出一种基于小型化HGIS设备的220 k V紧凑型配电装置形式,介绍了该配电装置的优化思路与优化效益。通过模拟仿真验证了该配电装置在雷电侵入波、空间电场强度、母线感应电压等方面的技术合理性,为该配电装置的应用提供了依据。

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。

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。

500kV智能变电站220kV HGIS配电装置设计优化

针对500kV变电站220kV架空出线多所带来的设备布置难题,对500kV智能变电站220kV复合组合电器(hybrid gas insulated switchgear,HGIS)配电装置进行了间隔设备配置整合、布置形式和构架设计。优化布置方案运用了间隔设备整合与布置优化、大跨度母线梁以及联合构架设计、局部双层出线设计等手段,与通用设计500-B-4方案相比,优化布置方案具有设备投资基本相当、占地面积节省34.1%、结构用钢量减少28.6%等优势。

HGIS配电装置紧凑型布置方案雷电过电压研究

针对国家电网典型设计方案220-B-1中进出线及母联间隔采用GIS的220kV HGIS变电站,通过选用紧凑型HGIS设备、采用HGIS设备双列布置、增减巡检通道设置、采用进出线构架与母线构架联合构架、压缩管母及出线间隔之间的距离等措施进行了尺寸优化。使用ATP-EMTP搭建电磁暂态模型,对优化设计后的220kV变电站雷电入侵下的设备过电压水平进行仿真分析。仿真结果表明,文中采用的优化设计方案,能够满足雷击变电站条件下站内各重要设备的绝缘要求,具有较好的技术性和经济性。

创新型电容式复合绝缘母线及套管的研究、应用和发展

笔者介绍了创新型电容式复合绝缘母线及套管的工作原理、结构和性能特点;对产品运行的可靠性进行了论证分析;介绍了0.4～72.5 kV该类新品的研制和使用情况;提出了创新型电容式复合绝缘母线及套管在高压和超高压电网的使用特点和发展前景。

500kV变电站SSY型设备线夹断裂分析

通过宏观检查、光谱分析、显微硬度试验、拉伸试验和金相检验等试验,对一起550 kV变电站1号主变压器高压侧5021断路器V相复合式气体绝缘金属封闭式开关设备(hybrid gas insulated switchgear,HGIS)出线套管压缩型双导线设备线夹(SSY型)断裂的原因进行了分析。结果表明,由于未采用合适的铸造工艺,导致线夹内部存在明显的铸造缺陷,并且线夹的组织、性能劣化,在外力的作用下发生断裂。

HGIS组合电器的控制关键环节及漏气处理

HGIS因连接部位多,对设备的密封性等工艺要求较高,如不符合要求,就有可能出现漏气,严重影响设备正常、安全的运行,因此,需严格控制安装、试验环节。在500kV东台变电站HGIS安装过程中对漏气情况做了分析,并对缺陷进行了处理,投产以来,设备运行正常。

500kV高压开关设备隔离开关绝缘拉杆故障分析

通过对一起500kV高压开关设备跳闸故障开展解体分析,确认故障原因是由于其隔离开关绝缘拉杆的内部缺陷在运行过程中不断劣化,导致绝缘拉杆发生沿面闪络。随后在重合闸过程中,绝缘拉杆击穿产物同动触头屏蔽罩掉落在水平盆式绝缘子表面,导致绝缘子发生沿面闪络后在强送的过程中被击穿。针对上述情况提出生产工艺改进建议,提升设备可靠性。

基于半封闭气体绝缘开关的110 kV配电装置拉链式布置研究

介绍一种基于半封闭气体绝缘开关的110 kV配电装置新布置方式,充分利用半封闭气体绝缘开关的特点,通过调整套管布局,优化配电装置整体布局,出线间隔与主变压器间隔咬合,呈拉链式布置,压缩了配电装置的纵向、横向距离,变电站场地空间得到充分利用。几种常见布局模式的对比结果,显示了该布置方式的优势。

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。

大容量复合式组合电器在华东500kV电网的应用分析

复合式组合电器(HGIS)兼有敞开式设备和GIS的优点,如投资较少,改扩建灵活,占地面积小,且易于向大容量发展等。结合华东电网发展和规划的状况,论述了大容量HGIS设备在华东地区应用的必要性,同时结合昆太输变电工程大容量(6.3 kA)HGIS设备实际应用,对大容量HGIS设备选用的关键技术问题作了阐述。