Testing methods for 1100 kV UHVDC transformer

1 Development of UHVDC transmission capabilities The economical development of China is closely connected with safe and reliable power supply.Load centers e.g.in central and eastern China need huge amounts of electrical power.Available energy resources and consumption areas are often distributed inverse.As a consequence it is necessary to import electrical power to load center areas in an economic and efficient way.

基于数字孪生技术的110 kV电力设备运行状态监测方法

为提升110 kV电力设备的运行稳定性,需要对其运行状态进行监测,该文根据数字孪生技术,以浙江金华110 kV亚体变为例,通过无线网络、机器人等方式,对电力设备运行状态数据信息进行收集,基于数字孪生技术,进行数字信号模拟,将物理实体转化成数字虚拟体,构建电力设备运行状态孪生模型,实现110 kV电力设备运行状态的检测。传统的电力设备监测其监测效率、监测精度较低,通过数字孪生技术的支撑,构建新的监测模型,有效提升变电站电力设备的可靠性与安全性,以供参考。

110 kV电力输电线路施工方法及技术分析

110 kV既是变电站的入电电压,也是高压侧电压,因此,保障110 kV线路的运行安全是确保变电站正常运行的关键。为了实现这一目标,需要采取一系列措施来提高110 kV线路的可靠性与安全性。结合当前我国110 kV电力输电线路施工的实际情况,以110 kV电力输电线路为主要研究对象,着重从输电线路施工的角度明确110 kV电力输电线路中应用的施工方法,进而探讨110 kV电力输电线路应用的施工技术,希望能够为保障和提升110 kV输电线路的运行安全提供借鉴思路和经验。

基于有限元的220 kV变电站电气设备在线监测方法研究

为实现对220 kV变电站电气设备内部状态的定量评估,提高设备监测的准确性和可靠性,提出基于有限元的220 kV变电站电气设备在线监测方法。首先,通过传感器实时采集变电站电气设备运行数据;其次,利用有限元建立电气设备三维模型;最后,通过有限元模型进行仿真分析,对电气设备状态进行在线监测评估。实验结果表明,应用提出的在线监测方法后,监测结果与模拟的实际情况基本吻合,具有较高的准确性。

1100 kV GIS低温防液化设计方法及试验研究

随着国家特高压工程建设规模的不断扩大,严寒地区建设特高压变电站也逐渐常态化。有些地区的环境温度接近-40℃。特高压开关设备的SF6绝缘气体在低温环境会发生液化,降低设备可靠性,需采取措施保证设备的绝缘性能。本文通过对SF6气体低温特性分析并结合产品结构,提出采用辅助加热装置防止SF6气体液化的设计方法;对于不能直接使用辅助加热装置的元件采取降低气压的方法防止液化;同时对低温环境下采用辅助加热装置后壳体内部SF6气体的温度变化、各主要元件低温下的密封性能、密度继电器的低温性能等进行了试验研究,验证了辅助加热装置对于提升SF6气体温度的有效性、1 100 kV GIS各元件低温下的可靠性以及辅助加热装置对产品温升的影响情况。试验结果将为后续低温地区特高压站的建设和运行提供指导。

基于非线性时程的750kV构架抗震性能分析

750kV变电构架是我国西北地区变电工程最核心的构筑物。文中采用通用有限元分析软件SAP2000,对某位于抗震设防烈度8度区的750kV格构式构架的抗震性能开展非线性时程分析。研究结果表明,750kV构架整体抗震性能可达到性能要求,构架梁柱杆件主材均满足抗震承载力要求,仅在罕遇地震作用下,部分柱腹杆应力比超限,建议采取增大该处杆件截面等加强措施,以增强750kV构架的抗震性能。

500 kV海上升压站电气一次设备交接试验方法及应用

[目的]文章针对全球首个500 kV海上升压站电气一次设备交接试验的电压施加方法、试验电压标准、试验套管布置方式以及试验项目顺序等多个问题进行了探讨。[方法]基于试验条件和试验要求,对试验电压值与设备的绝缘强度进行了比较和分析。根据GIS和电缆的结构特点,使用GIS和电缆联合试验的方法对电缆施加电压。考虑海上升压站的空间环境和最大绝缘距离,选择在升压站外面布置500 kV GIS耐压试验套管。通过比较500 kV和66 kV配电设备试验项目的试验电压值大小,合理地安排试验项目顺序。[结果]确定了主变中压绕组的耐压试验的电压施加方法、66 kV GIS试验的电压标准,以及电缆和GIS设备的试验项目顺序。在制造基地完成了变压器、电缆和GIS的交接试验。[结论]全球首个500 kV海上升压站电气一次设备的交接试验方法能简化试验准备工作,缩短试验工期,具有一定工程应用价值,可为其他海上升压站项目提供参考。

35 kV输变电工程电能损耗计算及降损措施

介绍了35 kV输变电工程中电能损耗的计算方法和降损措施。通过对输变电系统中包括主变压器、线路、变电站设备等各个环节的电能损耗进行分析,介绍了电能损耗的计算方法,提出了降低电能损耗的措施。采取这些措施可以有效降低电能损耗,提高输变电系统的经济性和可靠性。

基于子模型法的330 kV线路绝缘子串电压分布计算

采用子模型法计算了330 kV输电线路绝缘子串的电压分布,计算中考虑了铁塔的具体结构及三相电压之间的相互影响;通过与现场实测数据的比较,证实了该算法的有效性,该算法所得结果可用于研究330kV线路工频电压下绝缘子串闪络原因和闪络机理,以及用于制定符合线路安全运行的防治措施.

交流1000kV同塔双回输电线路复合绝缘子电场分布

1000 kV同塔双回输电线路直线塔每回三相竖直排列,相间距离较小,且杆塔横担对相与相的屏蔽作用较弱,导致三相之间影响较大,从而使其电场分布具有与单回线路不同的特性。鉴于此,运用3维有限元方法,针对1000 kV单回和同塔双回输电线路直线悬垂塔,仿真计算了复合绝缘子及其均压环的电场分布。计算结果表明,在悬挂相同复合绝缘子、导线和相关金具的条件下,同塔双回线路绝缘子及其均压环的电场分布比单回线路畸变严重,复合绝缘子上场强高出约22.6%,均压环表面场强高出约15.4%,因此同塔双回线路在设计和试验时须考虑三相间的影响因素。

山区35kV电网新型运行方式探讨

通过对重庆某坝变电站35 kV电网三相对地电容不平衡问题的分析,得出其带消弧线圈运行时,消弧线圈的整定不能同时兼顾三相电压的平衡和单相接地时消弧线圈的消弧作用的结论;提出了山区35 kV电网新的中性点运行方式,即在系统正常运行时中性点不接地,在发生单相短路接地时中性点经消弧线圈接地,并对这种中性点新型运行方式的暂态过程进行了大量数值模拟计算,得出了暂态过程中过电压和冲击电流水平.在重庆地区和贵州地区的试验表明,这种新型中性点运行方式对减低山区35 kV电网雷击跳闸率,提高其防雷运行水平是有效和可行的.

山区35KV电网中性点新型运行方式研究

山区35 KV电网正常整定消弧线圈档位后,线路三相对地电容不对称会使三相电压严重不对称,甚至虚幻接地,虽可用增大消弧线圈脱谐度予以改善,但会导致线路雷击跳闸率居高不下。为此提出电网正常断开消弧线圈(中性点绝缘)运行而在线路单相接地后快速投入消弧线圈的适于山区35 KV电网的新型复合运行方式,电弧熄灭,故障消除即退出消弧线圈。以此兼顾了故障消弧而正常电压对称的要求,研究表明暂态过程中过电压和冲击电流水平并不很高。新运行方式可提高山区35 KV电网运行水平,减低线路雷击跳闸率。

基于APDL的750kV变电站内分裂导线结构优化

为了满足750 kV变电站的建设发展需要,改善变电站内导线表面电场分布,减少导体电晕放电现象已成为变电站建设运行的重要因素。利用有限元法FEM建立了实际工程中750 kV变电站内导线的计算模型,结合APDL语言与有限元仿真软件ANSYS中的Design Opt模块,对750 kV变电站内4分裂导线LGKK-600的分裂形式进行优化设计。通过寻优计算,确定了4分裂导线的最优结构,导线表面最大电场强度值较优化前下降了20.45%,为750 kV变电站设计和导线选型提供了参考依据。

基于ANSYS Maxwell的750kV自耦变压器直流偏磁仿真

为研究西北电网750kV变压器遭受直流偏磁的影响,基于有限元原理使用实际750kV自耦变压器参数建立了场路耦合模型,并根据自耦变压器高中压绕组电气连接特点,考虑偏磁直流电流不同流通路径和大小,对750kV变压器励磁电流的变化和内部磁场分布进行了仿真分析。结果表明:励磁电流和低次谐波会随着直流偏磁增加而急剧增加,不同情况下变压器铁芯铁轭部分磁感应强度变化最为明显;同时单侧旁轭上的调压绕组流过的偏磁直流电流越多,铁芯左右侧不对称饱和程度越严重。相关结论为考虑直流偏磁时750kV自耦变压器的设计和维护提供了参考。

800kV GIS隔离开关磁场-温度场计算与分析

800kV GIS隔离开关在实际运行中由于电阻损耗发热而温度升高,甚至超过允许温升,从而影响其工作性能,为了保证其工作的安全性和可靠性,建立了三维有限元分析模型对800kV GIS隔离开关的工频磁场进行分析。首先计算出隔离开关上的磁感应强度分布及涡流损耗,然后将涡流损耗值作为体积热源计算800kVGIS隔离开关的温度场,得出各部分具体温升值。结果表明:在环境温度为27.3°C的工作条件下,隔离开关主导体上的温升约为26.3K,外壳温升约为13.3K。计算结果和试验测试数据的对比验证了方法的准确性,进而为产品设计提供参考,为提高GIS隔离开关运行可靠性提供理论依据。

基于等温松弛法的110kV高压电缆老化状况评估

为合理评估110 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆老化状况,引入了等温松弛电流法(IRC)。通过分析电缆老化机理,论证了老化因子与松弛电流、极化时间之间的关系。并对电缆样品进行等温松弛实验,通过计算样品老化因子诊断其老化状态,之后对样品电热老化,继续进行等温松弛实验,对比了样品老化前后老化因子差异。结果表明,经老化电缆老化因子值比未经老化电缆平均大0.35,电缆的材料老化是电缆寿命缩短的主要原因之一;带有接头电缆的老化因子值比没有带接头电缆的老化因子值平均大0.191,电缆接头的存在会影响电缆老化因子的值。采用等温松弛法能够准确区分经老化电缆和未老化电缆,评估结果与预期相符,并能定量给出电缆老化状态,指导电缆的维修或更换工作,所以等温松弛法为高压电缆老化状况的评估提供了一种比较有效的方法。

扩大负荷法检测1000kV GIS中TA误差

针对特高压GIS中TA额定一次电流大,试验回路长,采用直接法进行现场误差检测难度很大的问题,研究了适合特高压TA误差现场测量的新方法。考虑到特高压GIS中的TA处于对称安装方式,外磁场影响较小,基于TA的T型等效电路进行推导并探索采用一种误差间接法—扩大TA二次模拟负荷的方式,在较小的试验电流条件下外推大电流下的误差结果。1000kV TA实物进行直接法与间接法对比模拟验证试验的结果表明,比值和相位偏差分别只有0.002%和0.1′,完全在标准要求的偏差范围之内。因此,在1000kV工程中,采用扩大负荷法现场检测GIS中TA误差产生的差异可忽略不计,在现场特高压TA误差检测试验中可行。

750kV输电线路复合横担均压特性

复合横担首次应用于国内750 kV线路,由于电压等级高,结构复杂,均压、均场问题突出,需要对其均压特性进行深入研究。运用三维有限元分析软件ANSYS,考虑杆塔、大地、导线以及相间影响等因素,计算了复合横担在不同设计方案下的电位、电场分布,研究了中间法兰以及横担端部配置均压环、屏蔽环对复合横担电位分布的影响,对比了750 kV线路直线塔绝缘子串与复合横担的电位分布。复合横担最终选择在最初设计方案的基础上取消悬垂串、增加横担长度并配置合理的均压屏蔽装置的方案,其电位分布优于750 kV线路直线塔。经过中国电力科学研究院电气试验验证,复合横担电气性能良好,满足运行要求。

基于电特性的110 kV交联聚乙烯电缆剩余寿命评估

充分认识交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘特性,及时有效地发现和预防绝缘中存在的某些缺陷,对保障设备乃至系统的安全运行具有十分重要的意义。为此,利用逐级耐压法和等温松弛电流法对110 kV XLPE电缆进行了剩余寿命评估。在90℃恒温下,采用逐级耐压法进行了击穿试验,对不同电缆样品施加了相同升压参数,得到了电缆样品的击穿时间,结合等温松弛电流法得到的老化因子判断了电缆样品老化状况并估计了电缆样品的剩余寿命。结果表明:1985年和1987年投入运行的电缆处于严重劣化状态,剩余寿命约为10 a;1996年投入运行的电缆处于非常好的状态,剩余寿命约为30 a;以等温松弛电流法试验得到的结果作为趋势性的判断;以逐级耐压法试验得到的结果作为具体的判断。由此可得结论:利用电缆的电特性,能较合理地估计电缆剩余寿命,指导电缆的维修或更换工作,为交联电缆的老化评估和寿命估计提供较为有效的方法。

10kV配电线路综合故障定位方法研究

针对配电网的特点和故障定位的难题,对传统的故障定位方法进行了分析。在总结这些方法的基础上,提出了利用多种信息来构造一种基于行波-直流法的综合定位方法。本文在深入研究C型行波定位法的基础上,为了更明确地确定故障的具体位置,提出了采用直流注入法作为补充的行波-直流综合故障定位方法,其目的是利用不同方法的互补性来提高故障定位的准确性。该方法分2步进行定位,首先利用C型行波法确定故障距离,然后利用直流法确定故障分支。这种行波-直流综合故障定位方法充分利用了行波法[1]操作简单、定位速度快,以及直流定位法应用范围广、能准确确定故障分支的优点,可以实现精确故障定位。理论分析和ATP仿真结果表明:综合方法不受网络结构、分布电容和线路参数的影响,能够准确地确定配电网单相接地故障位置。