126kV二氧化碳GIS快速接地开关感应电流开断特性研究

“双碳”目标背景下,研制无氟开关设备意义重大。该文采用二氧化碳(CO_(2))作为快速接地开关灭弧介质,建立电弧数学模型,开展126kV电压等级快速接地开关电磁感应电流开断仿真研究,分别计算无气吹、气吹辅助熄弧结构的快速接地开关感应电流开断过程气室压强、电弧温度、弧后介质绝缘恢复强度,分析讨论气缸半径、分闸速度、充气压强对快速接地开关开断能力的影响,提出适用于CO_(2)介质的快速接地开关熄弧结构设计方案。研究结果表明:与无气吹熄弧结构和吸气式辅助熄弧结构相比,采用压气式辅助熄弧结构的CO_(2)快速接地开关开断能力最强;增大气缸半径、提高分闸速度、增加充气压强均可进一步提升CO_(2)的熄弧性能。当气缸半径为45mm、分闸速度为2.55m/s,充气压强为0.8MPa时,压气式辅助熄弧结构CO_(2)快速接地开关可在燃弧后的第一个电流零点将电磁感应电流成功开断,弧后绝缘强度恢复速度为26.33kV/ms,高于标准规定的瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV)23.34kV/ms的标准值。制作模型样机,验证了计算结果准确性,考核了样机的感应电流开合能力。研究结果成功指导并研制出一台126kV CO_(2)气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)用快速接地开关,具备B类感应电流开合能力。

特高压直流高速开关研发关键技术研究

直流高速开关(high speed switch,HSS)是多端直流输电系统中的关键设备。HSS的性能参数直接影响到多端直流系统的送电能力和运行灵活性。为了研制性能参数更优的±800 kV HSS产品,提出在长时直流耐受、直流小电流开断和直流燃弧耐受3大关键性能方面需解决的问题。结合内外绝缘仿真优化和样机绝缘验证,实现样机具备DC1224 kV/1 h湿耐受的绝缘性能;通过小电流开断的磁流体动力学仿真,获得了HSS开断小直流电流时灭弧室内部的温度、压力分布规律;试制了小直流开断实验样机,样机实验在1 kV恢复电压下最大开断电流达到350 A。通过长时燃弧的磁流体动力学仿真,获得了4000 A直流电流开断过程中灭弧室内部的温度、压力分布规律。该研究为性能参数更优的±800 kV HSS产品研制奠定坚实基础,对提高多端直流输电系统功率连续性和安全稳定运行具有重要意义。

±800kV直流高速开关断口外绝缘特性仿真研究

直流高速开关(high speed switch,HSS)作为多端柔性直流输电系统的关键设备,其可靠性具有重要意义,而断口外绝缘特性是影响HSS安全稳定运行的重要因素。文中采用有限元法针对HSS实际运行工况进行建模仿真,根据断口内绝缘及外绝缘的电场分布获得最恶劣的运行工况,研究该运行工况下HSS断口外绝缘在淋雨与污秽等环境下的电场分布特性,分析有限空间内断口加长提高外绝缘性能的可靠性。研究结果表明:实际运行过程中,HSS一侧隔离开关拒动、一侧通过阀侧接地为最恶劣的运行工况,在该运行工况下,淋雨环境中断口伞裙电场分布均匀,但电场强度整体增加,污秽条件下外绝缘电场分布与干燥条件下相似,但在高压端电场畸变程度显著增加;随着断口长度、外绝缘爬电距离增加,外绝缘电场模值整体下降,断口长度的改变对隔离开关外绝缘性能影响较小。以上研究对HSS断口外绝缘优化设计具有一定参考意义。

SF_(6)/N_(2)混合气体替代纯SF_(6)气体的145kV三工位隔离接地开关研究

SF_(6)气体是一种极严重的温室气体,在电力设备中被大量使用,如何有效减少SF6气体的使用成为当前的研究热点。本文以SF_(6)/N_(2)混合气体作为研究对象,采用现有145kV三工位隔离接地开关进行SF_(6)气体替代研究。经过试验验证表明,若开关设备的隔板、壳体满足压力要求,使用SF_(6)/N_(2)混合气体能够替代纯SF_(6)气体,可以满足应用要求。

长棒形瓷绝缘子的冲击电压放电特性

为了研究长棒形瓷绝缘子的冲击电压放电特性,在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室分别进行了串长为2～5节(干弧距离2.9～7.25m)的单串和双串并联布置方式下的操作冲击和雷电冲击试验,得到了该型绝缘子50%放电电压与干弧距离的关系,研究了引弧环、均压环及绝缘子串并联间隙距离对50%放电电压的影响。试验结果表明,操作冲击放电电压与干弧距离为非线性关系,雷电冲击放电电压随干弧距离增加而线性增大;引弧环和均压环对长棒形瓷绝缘子操作冲击放电电压无影响,但对雷电冲击放电电压影响较大,相比无引弧环和均压环时降低了11.7%;在50～60cm的并联间隙距离下,双串并联布置对操作冲击和雷电冲击放电电压基本无影响。

10kV柜式环保气体绝缘金属封闭开关柜的关键技术研究

重点分析了10 kV柜式开关柜的技术难点,提出了保证设备开断能力的新型开关结构,对电场进行优化设计,在检漏补气及焊接工艺方面进行了研究。根据研究成果生产了10 kV环保气体绝缘金属封闭式开关设备,并应用于现场,运行效果良好。

盐雾对染污绝缘子操作冲击特性的影响研究

雾霾中水滴与可溶性导电物质共存使空气呈现一定的导电性,从而在原有绝缘子染污状态下叠加了污染成分。以XP10-160型瓷质悬式绝缘子为试品,通过盐雾法模拟自然环境下存在的高电导率雾,开展了绝缘子表面洁净及染污下的操作冲击试验,分析了不同盐密、雾水电导率下的操作冲击闪络特性,并仿真分析了高电导率雾对绝缘子表面场强分布的影响。在试验过程中采集到了在不同雾水电导率下绝缘子的操作冲击闪络波形,其波头、波尾时间均较标准波形有所缩短,这也印证了相关文献中提到的非标准操作波。

浅谈对国家标准GB1985-2004中若干问题的理解

通过对GB1985-2004《高压交流隔离开关和接地开关》国家标准的引证分析,着重探讨了对新版标准中改进内容及相关问题的理解和认识。

40.5 kV无功投切用双断口真空断路器的研究与设计

针对40.5 kV真空断路器投切电容器组时重击穿概率高和投切电抗器时多次重燃而引发的过电压问题,采用双断口技术进行无功投切是切实可行的解决方案之一。为此,文中对40.5 kV双断口真空断路器的关键技术进行了深入研究,给出了双断口真空断路器绝缘特性的实验测量方法,获得了均压电容对其工频耐压和雷电冲击耐压特性的影响规律,研究了触头材料对真空灭弧室无功投切性能的影响,完成了专用真空灭弧室和固封极柱的优化设计方案,在此基础上完成断路器整机设计并研制出样机,开展了相关的性能验证试验以满足电力系统的要求。

智利高地震烈度区高压瓷瓶隔离开关的高等级抗震考核试验

为获取户外高压隔离开关的动态特性、研究瓷瓶破断力与地震载荷的关系以及验证隔离开关的抗震性能,开展了相关的考核试验。依据IEEE 693-2005标准的要求,试验前进行了应变计的校准试验、瓷瓶的弯曲破断试验和隔离开关的抗震性能试验。经过抗震试验,隔离开关完好无损且在抗震试验前后其共振频率变化不大,瓷瓶破断力大于地震载荷的2倍。结果表明隔离开关结构稳定,通过了抗震考核。

GW4型隔离开关瓷瓶断裂原因分析及防护

通过对 GW4型隔离开关瓷瓶断裂原因的分析 ,提出防止瓷瓶断裂的防护措施 ,提高了 GW4型隔离开关的安全运行水平。

220kV隔离开关支柱瓷绝缘子断裂原因及预防

针对一起220 kV GW4型隔离开关支柱瓷绝缘子断裂故障,在支柱绝缘子质量、受外力影响以及日常运维等几个方面进行分析总结,并结合实际情况,提出相应的预防和反事故措施。

10 kV线路刀闸支柱瓷绝缘子断裂原因分析

对一起10 kV线路刀闸支柱瓷绝缘子断裂故障原因进行试验分析,发现故障原因是绝缘子胶装工艺不良,导致水分进入胶合剂内部,当环境温度降至零下时,水分结冰膨胀导致胶装界面处局部内应力过大,在瓷柱内部结构突变处应力集中引起绝缘子断裂,并对改进绝缘子胶装工艺提出了建议。

变电站瓷支柱绝缘子断裂故障分析及预防措施

变电站瓷支柱绝缘子断裂事故对电网安全稳定运行构成了严重威胁。结合典型的变电站瓷支柱绝缘子断裂故障,分析了变电站瓷支柱绝缘子断裂基本特征,揭示了断裂故障的根本原因,并在此基础上提出防止瓷支柱绝缘子断裂故障的预防措施。结果表明:瓷支柱绝缘子断裂大部分发生在金属法兰和绝缘瓷件的结合部位;故障发生常伴有运行环境突变。制造工艺不良、运行维护工作不到位是导致瓷支柱绝缘子故障的主要原因。为防止支柱绝缘子断裂,必须严格进行抽样试验;加强防水胶涂抹检查、超声波探伤等运维工作。