变压器油中工频电弧特性及变压器防爆研究综述

变压器内部短路电弧故障是变压器最严重的故障之一,极有可能引发变压器油箱的变形、变压器油的泄露,进而导致火灾,造成恶劣影响。研究变压器防爆技术对于保障电力系统的运行安全和人员生命财产安全具有重要意义。该文总结现有的油中工频电弧试验技术,包括电容电感谐振法、变压器(发电机)短路法和其他等效方法;归纳已获得的油中工频电弧的电压、电流、气泡温度、产气、压力、光谱等特性;总结目前建立的电弧故障下的油箱压力仿真模型,分析各类模型的优缺点;讨论现有的变压器防爆原理及防爆技术。在此基础上,进一步探讨目前迫切需要研究的重点,对进一步深入研究油中工频电弧特性、压力仿真模型、变压器燃爆机理和防爆技术具有重要的参考价值。

气吹弧装置仿真与试验研究

并联间隙雷击闪络后能快速疏导电弧保护绝缘子,但无法有效切除后续工频续流。因此,基于“气吹弧”思想研究设计了一种应用于高压输电线路的气吹弧装置。该装置与绝缘子串并联安装,当雷击线路时利用绝缘配合先于绝缘子击穿闪络泄放雷电流入地,并同时利用雷电脉冲信号触发灭弧气丸产生高速气流,能够在继电保护装置最快响应动作前熄灭电弧。通过仿真在理想状态下得出该装置能够在4 ms内将20 kA的工频续流熄灭;通过试验得出该装置能够在2.6 ms内将5.1 kA的续流电弧熄灭。仿真与试验结果基本一致,共同验证了所设计气吹弧装置具有良好的灭弧效果。

避雷器批量测试装置的研制及试验结果分析

为了解决高压避雷器直流及交流参数出厂试验存在的人员安全及效率低下问题,研制了一种批量试验用测试装置.文章介绍了装置的结构及关键技术参数,设计计算了装置用绝缘支柱耐受电压、最小间隙距离,选取了合闸结构的电气隔离方式.开展了装置对测试结果的影响研究试验,分析了试验数据与真实值之间差异产生原因并推导了关系曲线.研究结果表明:对于避雷器直流参考电压、0.75倍直流参考电压下的泄漏电流、交流参考电压测试,装置的批量测试试验数据与逐个测试值之间没有明显区别.对于避雷器全电流、阻性电流测试,装置的结构影响了测试数据真实性,通过一种修正方法可解决此问题,得到有效的测量数据.

多间隙灭弧结构熄灭工频电弧的仿真与试验

为研究多间隙灭弧结构遭雷电过电压击穿后熄灭工频续流电弧的能力,分析了多间隙灭弧室内的灭弧过程及可能的熄弧方式,并基于Mayr电弧模型理论,针对10 k V电压等级,建立了多间隙灭弧结构击穿后的电弧动态模型,计算了工频续流过零时电弧的熄灭过程,对影响熄弧效果的因素进行了分析;最后利用冲击与工频续流试验相结合的联合试验平台对具有多间隙结构的装置进行了联合试验。仿真与试验结果表明:较小的时间常数以及较高的耗散功率有利于工频续流电弧的熄灭,而多间隙灭弧结构能拉长电弧的特点能同时满足以上两点要求;联合试验时,多间隙灭弧结构能在闪络后的续流阶段快速熄灭电弧,熄弧发生在续流的第一个过零点时刻,熄弧后随着工频电压的恢复,该结构不会发生再次击穿;由于电弧在工频续流阶段存在一定的弧道压降,可保证输电线路不会发生短路性过流保护引发的跳闸事故。

串联真空灭弧室工频预击穿电流的自均压作用

为给多断口真空断路器的开发提供理论和试验依据,进行了小开距下单断口和三断口真空灭弧室的工频电压击穿试验。工频电压击穿试验结果表明,三断口真空灭弧室的各断口电压分布在总电压的上升过程中得到了一定的改善,设计了双断口真空灭弧室的工频电压分布试验验证了该结论。真空灭弧室在工频电压作用下会同时流过容性电流和预击穿电流,故引入了预击穿电流对上述试验现象进行分析,提出了串联真空灭弧室的工频预击穿电流具有自均压作用。仿真得到的场致发射电流和试验得到的预击穿电流波形基本一致,表明真空短间隙的击穿主要是由场致发射引起的。而真正决定断路器开断成败的是暂态恢复电压,指出了多断口真空断路器不能仅依靠这种自均压作用,还需配置合理的均压措施。

直流断路器电流开断试验技术与试验回路

随着直流电力技术的不断发展,直流断路器在高、低压直流电网中的重要性日益明显,直流断路器的试验技术与试验回路设计、实施也成为容量试验站研究的热点。文中分别讨论了中低压直流断路器、高压直流断路器的电流开断技术、开断要求,以及开断试验回路的设计、实施和试验技术。所设计的中低压直流断路器电流开断试验回路一期调试结果为额定电压2 kV、额定短路电流82.6 kA/峰值126.2 kA,完全满足1.8 kV/80 kA直流断路器的试验需求,此外根据设备参数理论上的试验容量可以满足额定参数4 kV/125 kA直流断路器的试验需求。进一步讨论了高压直流断路器电流开断的合成和直接试验回路,并给出了以直接试验回路进行试验时的典型试验结果。文中的研究内容为大容量试验站进行中低压和高压直流断路器电流开断试验回路设计和试验实施具有一定的参考价值。

110kV复合型放电间隙避雷器的电气性能

为降低110kV架空输电线路雷击跳闸率,基于多短间隙过零熄弧后不重燃的机理,提出一种由多短间隙结构和单个大间隙相串联而成的复合型放电间隙避雷器。该避雷器允许多短间隙被击穿建立电弧通道,在间隙中产生的高气压作用下,电弧被推出短间隙。在工频续流自然过零熄弧后,由于分布到单个短间隙上的最大电压不足以重新燃弧,以确保电弧不发生重燃。该文首先通过工频续流试验考核多短间隙过零熄弧后不重燃的可靠性;进而通过雷电冲击试验、淋雨试验和污秽试验,检验该避雷器的电气性能。试验结果表明复合型放电间隙避雷器具有良好的工频续流遮断能力,且电弧不会发生重燃;具有良好的雷电冲击特性和淋雨特性,适用于重污秽地区。复合型放电间隙避雷器满足110kV输电线路安全运行的要求,并能够在继电保护动作前可靠熄灭电弧使其不发生重燃,可用于110kV输电线路防雷。

模块化多断口真空断路器电位和电场分布研究

为分析基于光控模块的三断口真空断路器的静态电位分布和真空灭弧室的电场分布,建立了模块化真空断路器的三维有限元分析模型。计算了竖直型和U型布置时的三断口真空断路器电位分布,采用子模型法分析了真空灭弧室内部的电场分布,同时进行了三断口真空断路器工频分压特性试验。计算与试验结果对比表明:两种布置方式下,高压端断口的试验与计算结果的相对误差<4.5%,三断口真空断路器的电压分布不均匀,高压端断口的分压超过60%,需配置合适的均压措施。计算和试验结果可为模块化多断口真空断路器的静态、动态绝缘特性设计,真空灭弧室的优化设计,多断口布置方式提供参考。

高频小功率硅双极器件ESD潜在失效的无损检测方法

目前国内外研究人员多集中于研究MOS器件和GaAs器件的静电放电(ESD)潜在性失效,而对高频小功率硅双极晶体管的静电放电潜在性失效则研究较少。为此,参考国内外研究人员的研究结果,选择采用高温反偏法、低频噪声法以及电参数测量法来对高频小功率硅双极晶体管静电放电潜在性失效的无损检测方法进行了较为细致的分析研究。通过详细比较后可以确定,高温反偏法和低频噪声法均不能用来检测高频小功率硅双极晶体管的静电放电失效,也就更不能用来检测判别此类器件的静电放电潜在性失效。最后,通过对多个电参数的测量与对比发现,高频小功率硅双极晶体管集电极-基极反偏结漏电流的大范围变化可以表征此类器件静电放电潜在性失效的存在。

一种实用新型单相PFC电路控制方法的分析

分析了家电领域里常用的两种不同PFC控制技术 ,指出其各自的优缺点。在此基础上提出一种新的PFC控制方法 ,给出了理论分析、仿真分析以及实验结果。

架空线路用气体灭弧防雷发展综述

雷击跳闸严重威胁电力系统的安全稳定,且现有"阻塞型"和"疏导型"措施防护效果受多方因素的制约,为此研究了国内外架空线路用气体灭弧防雷措施的发展现状、存在问题及未来研究方向。气体灭弧防雷措施基于"阻塞型"和"疏导型"传统防雷方法,增加气体喷射灭弧模块,形成了"冲击疏导–气体喷射–工频阻塞"的新防雷模式。对雷电破坏能量进行疏导泄放,利用气体对工频续流电弧实行阻塞熄灭,以实现"大幅度降低雷击跳闸"。虽然该措施存在理论研究不深入、防护标准未涉及和运行经验不充足等问题,但其独特的气体灭弧优势能够提高线路防雷有效、安全和经济性能,具有广阔的应用前景。

多柱芯体并联结构避雷器暂态热特性计算方法

多柱芯体并联结构避雷器在特高压交流输电系统和串联电容补偿装置中得到了广泛应用,其暂态热特性的优劣直接影响运行可靠性,应通过合理设计确保其暂态热稳定性。对多柱芯体并联结构避雷器暂态热特性计算方法进行了研究,分析了暂态温升的计算方法,计算了避雷器散热过程的初始条件。根据避雷器散热过程的温度场方程,利用有限元法建立了多柱芯体并联结构避雷器散热特性三维计算模型。设计了避雷器比例单元,进行了暂态温升计算分析和试验,采用2ms方波电流试验方法在较短时间内给芯体注入较大的能量以模拟系统中避雷器芯体的暂态温升过程,测量了每次试验芯体产生的温升。设计了4柱芯体并联结构的避雷器试品,进行了避雷器散热特性计算和试验。试验中,采用工频电流法对避雷器试品进行加热,利用光纤光栅传感器测量避雷器散热过程中的电阻片温度变化。计算和试验对比结果表明,暂态温升的计算结果较实测温升高,计算结果与实测结果的误差均<5%,暂态温升计算方法是有效的。散热特性的计算结果较试验结果偏严,误差<5%,验证了采用多柱芯体并联结构避雷器散热特性计算方法计算避雷器的自然散热特性的有效性。

工频试验变压器高压绕组高电位电流测量系统研制与应用

目前对工频试验变压器的常规测量均为稳态工频参数,未涉及试验变压器高压绕组高电位电流的暂态状况。研制了一套基于Rogowski电流传感器和光电传输技术的高电位电流测量系统,可测量最大冲击电流峰值1000 A,最大工频电流有效值6 A、频率范围50 Hz^20 MHz;进行了频率响应试验、工频小电流和冲击大电流的性能试验,实测了绝缘子工频闪络时和GIS隔离开关开合感性小电流试验时流经试验变压器高压绕组的电流波形。通过试验数据分析了高陡度暂态电流对变压器的绝缘损伤和测量的意义,探讨了通过比较测得的暂态电流最大陡度以衡量试验变压器保护措施有效性的方法。该系统可为衡量试验变压器保护措施的有效性、改进试验回路以及试验变压器损伤、故障等相关的研究提供参考数据,避免盲目使用造成试验变压器绝缘损伤,对保障其安全运行和科研研究具有重要意义。

真空灭弧室中X射线对人体健康的影响

一般认为,在进行真空灭弧室的出厂耐压试验时不会产生危及人体健康的X射线,但这忽略了两个非常重要的因素,即过小的开距和较高的外施电压。为深入了解X射线对高压试验人员的影响,在不同情况下进行一系列模拟加压试验,并对生产线上大量真空灭弧室进行X射线释放量的监测,发现在高电压老炼过程中会释放出高水平的X射线,无论瞬时量还是累计量都已经远远超过标准中规定的要求。因此,在从事该项工作时,采取适当的防范措施是十分必要的。

介质阻挡放电检测塑料容器的密封性能

利用介质阻挡放电检测在食品和医疗行业中广泛使用的塑料容器密封性能是一种可检测微小渗漏的非接触式新型检漏方法,而高压放电电源是该技术的关键。为了解高压放电电源性能和参数变化的规律,建立了高频高压电源和负载的等效电路模型并进行了仿真和放电实验研究。研究结果表明,当置于2个高压电极中的塑料容器出现密封不良时,在2个电极之间产生比较强的介质阻挡放电,使高频高压电源的谐振电路偏离其谐振点,高压电压和谐振电流都会减小,放电电流会增大。因此,监测介质阻挡放电电源的谐振回路中的相关电路参数的变化情况,能够可靠地实现塑料容器的密封性能的检测。

35 kV线路用自灭弧防雷间隙及工频续流遮断试验

为了验证35 kV线路用自灭弧防雷间隙在继电保护动作前的灭弧有效性,因此对其工频续流遮断能力进行研究。对自灭弧防雷间隙进行灭弧机理分析,明确其多断口灭弧结构的性能。依照国家标准中雷电冲击放电试验和空气间隙距离的规定进行试验,确定其击穿放电电压应大于325.1 kV,空气间隙距离约376mm,额定电压为40.5kV。根据IEC标准搭建了工频续流遮断试验平台。该试验平台能够产生1.2/50μs的标准雷电冲击电压和10个完整周期且频率为50 Hz左右的工频电压,并具有选相触发能力。工频续流遮断试验结果表明:35 kV自灭弧防雷间隙在1.5 ms附近产生的气流作用于电弧最为强烈,在3 ms内熄灭峰值为1.289 kA的工频续流,且不会发生电弧重燃现象。

一种音频100A测试电源

介绍TPS-10KH100A型音频大电流(100A)高稳定度测试电源的性能、原理,并对音频大电流源在升流器和互感器设计、制作中的关键技术和使用中的合理匹配问题进行了介绍。

四频涡流检测仪原理及应用

在理论分析和大量模拟试验基础上研制了四频涡流检测仪。混频处理去除了电站热交换器管板干扰信号 ,提高了信噪比。现场使用证明 ,该仪器具有操作方便。

110 kV固态气体灭弧防雷间隙工频续流遮断试验

为了验证110 kV固态气体灭弧防雷间隙的工频续流遮断能力,需要对其进行雷电冲击放电试验,确定间隙距离和50%放电电压,再进行工频续流遮断试验,测量工频续流幅值和工频续流持续时间。依据GB/T 16927和IEC 60060中的相关规定使用3000 kV/675 kJ冲击电压发生器对间隙进行雷电冲击放电试验,试验确定110 kV固态气体灭弧防雷间隙的最大有效距离约890 mm,50%放电电压约568.4 kV。根据标准搭建工频续流遮断试验平台,该平台能同时产生1.2/50μs标准雷电冲击电压和50 Hz工频电压,并设置同步控制回路,能在不同相位角同时施加冲击电压和工频电压。工频续流遮断试验结果表明:110 kV固态气体灭弧防雷间隙能在4 ms以内熄灭最大幅值2.3 kA的工频续流,并且不会发生重燃。

不同污秽浓度下10 kV氧化锌避雷器联合加压试验研究

为检验10kV带串联间隙氧化锌避雷器工频续流遮断能力以及不同污秽浓度下避雷器的污秽性能,通过一种冲击试验与工频续流试验相结合的一体化联合加压试验装置对其进行试验,并采用PSCAD软件进行仿真分析。结果表明:试验所得结果与仿真结果基本相符,验证了避雷器的工频续流遮断能力;污秽对避雷器的工频续流有较大影响,随着避雷器表面污秽浓度的不断增加,工频续流持续时间不断增加,并逐渐达到饱和(6.3ms),当污秽浓度进一步增加时,工频电弧出现无法熄弧的情况;并且随着污秽浓度的不断增加,工频续流电流幅值不断增加,且上升趋势不断增加。