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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

多直流馈入受端电网频率紧急协调控制系统设计与应用

分析了多直流馈入受端电网当前面临的频率稳定问题及相关控制系统的技术现状,阐述了协调利用多直流功率紧急支援、联切抽蓄电厂泵工况机组,以及快速切除大规模可中断负荷等措施的频率紧急协调控制系统主要设计思路,并从系统总体架构、直流故障判据及主要控制策略等方面提出了系统的详细建设方案。最后介绍了该研究成果在华东电网的实际工程应用情况及测试运行效果。

10 kV配电网压缩灭弧防雷装置工频续流遮断与雷电冲击实验研究

针对配电网络通常不架设避雷线,雷击时极易引起闪络跳闸的情况,研究了一种应用于10 kV线路的具备灭弧能力的防雷装置。压缩灭弧装置本质上是一种带有灭弧能力的并联间隙,为验证其有效性,对其分别进行了遮断灭弧实验以及雷电冲击放电实验,实验结果表明:该装置能在4 ms内熄灭电弧且有抑制重燃的效果;通过雷电冲击实验得到了该装置在干弧长度为22.5 cm的支柱绝缘子下的间隙长度为5 cm、7 cm、9 cm的伏秒特性曲线,分析其伏秒特性曲线,最终得出适合此类绝缘子的间隙长度是不超过7.4 cm,为日后的工程安装提供理论指导。

10kV线路用多腔室间隙防雷装置工频续流遮断能力选择建议

我国10 kV架空配电线路近年来安装使用了一些多腔室间隙防雷装置,由于相关研究未及时跟进,多腔室间隙产品的额定遮断工频续流值这一关键参数的选择目前缺乏理论依据。通过建立线路短路故障计算模型,结合典型多腔室间隙产品的试验数据,计算获得不同故障情况下通过多腔室间隙的实际电流,再结合线路工程防雷需求,提出对用在有连续建筑物或绿化树木屏蔽的城区线路(段)上的多腔室间隙产品,额定遮断工频续流峰值短期可选择不小于1kA,远期应选择不小于1.5 kA,对用于空旷地区的线路(段)上的多腔室间隙产品,额定遮断工频续流峰值短期可选择不小于5 kA,远期应尽可能选择更高的遮断续流水平,并进一步给出了安装使用建议。

10kV多级间隙避雷器应用策略分析

为充分发挥腔室间隙类避雷器防雷效果,应结合其防雷工作机理开展适用环境、规范安装、配置策略等方面的研究和实践。针对10kV架空线路的雷害特点和应用工况,结合10kV多级间隙避雷器的工作原理开展分析讨论,通过仿真计算和试验验证等方法进行各类工况下的应用研究,并从杆塔三相配置策略、安装密度分布、吹弧方向设置原则等方面提出该类型产品的应用策略和注意事项。

真空灭弧室真空度检测用高频脉冲电源研制

真空开关真空灭弧室真空度检测是保证真空开关运行质量的重要措施。本文介绍了利用高频脉冲电流法进行真空度检测的原理,提出了其对高频脉冲电源的设计要求,并且研制了一种基于脉宽调制和IGBT逆变技术的高频脉冲电源。本电源采用380V三相交流电作输入,通过三相整流、PWM控制BUCK降压变换、PWM控制单相桥式IGBT逆变和高频变压器升压的方式实现,并且包含了电容充电保护,过流和过压保护电路设计。试验结果表明,本文研制的高频脉冲电源满足真空度检测的需要,并且具有电压和频率独立可调,实现了过流和过压保护,运行稳定性高,操作方便等优点,为开展高频脉冲电流法真空度检测的深入研究奠定了基础。

灭弧防雷间隙降低110kV输电线路雷击跳闸率的效果研究

为解决南方多雷地区雷害事故高发的问题,设计了一种基于"抑制建弧"防雷理念的具有多次触发灭弧能力的灭弧防雷间隙。能够在输电线路遭受雷击时由雷电脉冲启动灭弧装置,在极短时间内产生高强度气流。使工频续流在暂态电弧初期被快速截断,大幅度降低建弧率。提出了在灭弧气流作用下考虑灭弧系数的建弧率及雷击跳闸率算法,从理论上证实灭弧防雷间隙能大幅降低雷击跳闸率。在实际运行中取得了良好的效果。

10kV线路用多腔室间隙防雷装置工频续流遮断能力检验方案验证

根据标准T/CSEE 0082—2018《中压配电线路用多腔室间隙防雷装置通用技术条件》中10 kV系统用多腔室间隙防雷装置的工频续流遮断能力试验方案,笔者采用LC工频振荡电源和冲击电压源搭建了一种工频电流遮断试验回路,并对该回路进行了性能测试,测试结果表明该试验回路能同时满足标准所述试验方案对试验回路的输出电压、输出电流、相位同步控制的技术要求。进一步为验证标准所述试验方案应用于实际产品检测的可行性,利用该试验回路对两种共20只试品进行工频续流遮断能力试验,检测结果表明,该试验回路满足标准T/CSEE 0082—2018规定的试验方法及要求,可以用于10 k V多腔室间隙防雷装置的工频续流遮断能力验证,同时也证明了T/CSEE 0082—2018标准中工频续流遮断能力试验方案的可行性。

新型线路防雷并联间隙切断工频续流研究

雷击作为一种巨大扰动,给电力系统的安全运行带来严重挑战,作为现有防雷措施的补充,研制了一种新型线路防雷并联间隙。通过研究新型间隙内爆炸气流作用下工频续流的形态变化,发现爆炸气流能够带走电弧弧柱中高温的游离粒子,并填充为未游离的绝缘空气,从而快速切断工频续流,利用FLUENT软件对此过程进行仿真,并进行了实验验证。仿真与实验结果表明,半封闭空间内的爆炸气流能够在4 ms左右完全切断工频续流。