SF_(6)/N_(2)介质条件下GIS隔离开关操作动态击穿特性研究及其操作过电压的计算

从工程应用角度来看,SF_(6)/N_(2)混合气体仍是替代纯SF_(6)气体最有效的方案。为给SF_(6)/N_(2)混合气体作为介质的电气设备绝缘配合提供参考,该文针对SF_(6)/N_(2)混合气体不同混合比和不同气压条件下的隔离开关操作过电压开展了研究。SF_(6)/N_(2)混合气体的击穿特性是过电压计算的基础。研究表明:SF_(6)/N_(2)混合气体临界击穿电压与其气体密度分布呈线性关系。为此,该文建立多物理场耦合模型,采用场计算的方法分析SF_(6)/N_(2)混合气体在隔离开关操作过程中的动态击穿特性。同时为模拟隔离开关的动态操作过程,采用了动网格划分技术。随后对不同条件下混合气体的击穿电压进行了数据拟合工作,并采用拟合优度和显著性检验对拟合函数进行评价,最终采用二次多项式函数进行了拟合。在上述研究基础上,利用混合气体动态击穿特性和重燃判据建立了SF_(6)/N_(2)混合气体放电模型,并根据混合气体动态击穿特性解决了混合气体单次放电模型中上升时间常数的计算问题。最后以典型的550kVGIS间隔回路为例对SF_(6)/N_(2)混合气体介质气体绝缘变电站(gas insulated substation,GIS)隔离开关操作过电压进行了计算。计算结果表明:绝缘强度相同的SF_(6)/N_(2)混合气体与纯SF_(6)在隔离开关操作过程中重复击穿产生的特快速暂态过电压VFTO(very fast transient overvoltage,VFTO)波形及幅值相似且击穿次数相同;0.6MPa气室压强条件下,SF_(6)/N_(2)混合气体中SF_(6)体积占比从20%增加至40%时,隔离开关击穿次数及开关过程中VFTO_(SF6)/N_(2)全过程持续时间均可减少50%左右;30%SF_(6)体积占比条件下,气室压强从0.6MPa增加到0.8MPa时,隔离开关击穿次数减少一半、开关过程中VFTO_(SF6)/N_(2)全过程持续时间缩短30%左右。

基于GIS组合设备的SF6气体压力精准监测研究

SF6气体压力数据中的野值会导致数据质量不高,使SF6气体压力在线监测精度与效率下降,设计一种针对变电站GIS组合电器设备的SF6气体压力在线监测方法。通过SF6气体压力数据采集架构获取气体压力数据,采用回归模型检测并剔除压力数据中的野值。以剔除野值后的数据为基础,采用Beattie-Bridgman方程计算电气设备实时SF6气体压力值,利用灰色理论对压力值展开拟合处理获得精准的SF6气体压力在线监测值。实验结果表明,设计的方法针对SF6气体压力数据采集质量高,监测精度较高。

GIS基于泛在物联网无线高精度SF6自动补气技术探讨

通过对GIS设备和SF6断路器无线高精度自动补气方式的研发和应用,解决了运行状态下的安全可靠补气,降低了人员的操作风险,保证设备安全运行。同时该装置通过物联网将微水、局放、温度等参数监测系统与DCS形成网络链,可以远程监测和控制补气过程。

SF_6气体分解产物检测技术及其在GIS设备故障诊断中的应用

通过检测GIS设备中SF6气体分解产物对设备内部绝缘进行故障诊断和状态评估,具有抗干扰能力强、灵敏度高等特点,正在被应用于设备现场检测分析。笔者分析了SF6分解产物不同检测方法的特点,选用适合现场检测的方法和仪器,对耐压试验后的设备进行气体成分分析,根据SF6分解产物的组分及体积分数进行设备的状态评价和故障诊断。

基于SF_6分解产物融合判断的GIS绝缘劣化趋势划分

为实现用SF_6气体分解产物来诊断和评估气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)绝缘状态,必须寻找出恰当的特征参量,建立气体分解组分与GIS绝缘劣化的判断法则。为此构建了SF_6气体放电分解平台,做针-板缺陷下长期持续性放电分解实验以模拟GIS绝缘劣化全过程。选取SO_2F_2、SOF_2、SO_2、CF4、CO_2为特征组分,获得其在不同阶段的体积分数变化趋势。其中SO_2、SOF_2和SO_2F_2呈类"Logistic"曲线走势,表现出较好的一致性。提出用φ(SO_2F_2+SOF_2+SO_2)/φ(CO_2+CF_4)体积分数比、SO_2体积分数φ(SO_2)和(SO_2F_2+SOF_2+SO_2)体积分数变化率作为特征参量并分析其理化意义,在不同阶段特征参量变化显著,据此采用模糊分析法识别放电严重程度,建立了相应的模糊判断模型,将GIS绝缘劣化趋势划分为"正常阶段"、"劣化阶段"和"饱和阶段",分类结果与实验效果相符合。

GIS设备中SF_6气体分解影响因素分析

通过研究影响SF6气体分解的因素,掌握SF6气体分解机理,对于设备维护和安全运行具有重要指导意义。结合国内外的文献资料,分析了不同放电故障下影响因素(放电能量、水分、氧气、SF6气压、电极与绝缘材料和吸附剂)与SF6气体分解产物生成量的关系,初步总结了相关因素与气体分解产物的定性定量关系,为掌握SF6气体分解机理奠定基础。

GIS中SF6绝缘系统缺陷放电的“0-1”现象

气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)在电力系统中广泛应用,而SF6绝缘系统缺陷放电是影响GIS安全可靠运行的关键因素之一。文中主要从SF6气体绝缘系统的特点和缺陷放电特征两方面进行综述。首先介绍了SF6气体绝缘的特点,并从电子碰撞截面的角度揭示了'缺陷敏感'的原因。其次,综述了电极凸起、绝缘子附着微粒、绝缘子内部气隙、绝缘子裂纹、自由金属微粒这5类GIS常见缺陷在工频电压下的局部放电特征,发现GIS运行气压下缺陷放电的'0-1'现象,即外施工频电压(Ua)低于击穿电压(Ub)时,缺陷诱发的局部放电量(Q)极小且增长缓慢,呈状态'0';但当Ua逼近Ub时,Q骤增且立即发生贯穿性放电,呈状态'1';状态'0'和'1'之间的转变在很窄的电压区间完成,Q随Ua的变化呈阶跃状。最后,通过'驼峰曲线'、放电形态等揭示了SF6绝缘系统中缺陷放电'0-1'现象的形成机理,即高气压SF6氛围中的缺陷放电的'无晕'击穿机制。

关于GIS和SF_6断路器的现场检测方法

本文介绍了GIS和SF6断路器的现场检测方法 ,包括机械振动法、检测管检测法和动态电阻检测法 ,分析了每一种检测方法的原理、适用设备。根据试验中发现的问题和经验 ,提出了抗干扰措施。

一起GIS设备SF_6气体泄漏故障的分析与处理

针对GIS设备SF_6泄漏故障,介绍了基于红外成像和定量检测的联合检漏方法的技术优势。结合某220 k V变电站GIS设备漏气故障,首先应用联合检漏方法进行泄漏点定位,之后开仓检修,查找漏气部位、分析漏气原因,给出GIS设备漏气消缺具体过程,最后总结了防止GIS设备漏气的具体措施,对电网的安全运行、GIS设备制造和环境保护具有现实意义。

基于故障树的GIS设备SF_6气体泄漏分析

针对GIS设备SF_6气体泄漏问题,文中将包扎法粗略估计与红外检漏法精确定位两种检测手段相结合,参照设备内部结构,根据现场实践经验,提出了一种利用故障树查明泄漏根源的分析方法。同时,制定出有针对性的预防措施,从设计制造工艺、安装工艺和日常维护等方面总结经验,加以改进,避免类似故障再次发生,具有一定的应用价值。

SF_6气体分解物与GIS设备运行状态关系的探讨

随着近几年GIS设备的广泛投用,其在运行中发生故障的情况越来越多,笔者应用便携式色谱仪及SF6分解气体快速测试仪对现场SF6气体分解物进行了测试,例举了几起500 kV变电站GIS设备故障状态下的SF6气体色谱分析图和SF6气体分解物组分含量数据表,结合实例初步探讨了GIS设备几种不同故障类型与SF6气体分解物之间的关系,为准确诊断GIS设备运行状态提供了宝贵经验,该工作还需今后进一步论证与实践检验。

低环温下特高压GIS设备SF6气体状态管理系统研究

特高压GIS设备中大量采用纯净SF6气体作为绝缘和灭弧介质。SF6气体的温度、湿度、纯度及其分解产物是影响特高压GIS设备可靠性重要因素之一。随着特高压工程大规模建设,出现极低温站址,此环境下SF6气体易液化和出现高概率内部放电故障,严重影响特高压电网安全稳定运行。为提高低环温下特高压GIS设备运行可靠性,文中基于不同媒介热平衡理论和一定工况下气体状态方程,并采用红外温度采集、微量气体微积分分析及电化学检测技术设计一种新型SF6气体状态管理系统。同时介绍了系统功能、硬件结构和软件控制流程。通过现场应用,数据检测可靠、系统运行稳定,应用结果表明该新型SF6气体状态管理系统可确保低环温下特高压GIS设备安全稳定运行。

GIS隔离开关操作条件下SF_6气体高频放电模型的研究

GIS隔离开关操作时,触头间SF_6气体放电具有快速性、高频性和重复性特征。上述特性会对VFTO的陡度、幅值等暂态特性产生重要影响。因此,建立隔离开关操作条件SF_6气体高频放电模型对VFTO的精确仿真而言十分重要。在已有试验研究结果基础上,论文分析了SF_6气体放电不同阶段的阻抗变化规律,对比了火花放电和开关操作条件下SF_6气体放电之间的差异,发现Toepler模型、Barannik模型和Vlastos模型所描述的阻抗变化规律与SF_6气体放阻抗变化规律十分相似。为此,论文借鉴了火花放电模型的数学表达式。在此基础上,根据采用SF6气体放阻抗变化规律,采用分段思想对火花放电模型的数学表达式进行改进,从而建立了3种不同的SF_6气体高频放电模型。为验证模型的正确性,将其应用于VFTO的仿真。结果表明仿真计算值与VFTO的实测波形基本重合、幅值几乎相等,证明了模型的正确性。

高压SF_6封闭组合电器(GIS)的发展及故障诊断

介绍了GIS设备的结构、概况和发展方向,针对其常见故障进行分析,并介绍了几种常用的故障检测方法。

GIS用SF_6高压断路器电场与电压分布计算软件

针对GIS用SF6高压断路器体积小型化带来的电场分布不均匀问题,计算高压断路器内部三维电场分布来优化其内部结构显得尤为重要。为此基于APDL语言开发了一种实用的电场和电压分布计算软件,APDL是ANSYS的二次开发语言,具有参数化操作的特性,使工程人员在无需掌握有限元软件ANSYS的情况下,利用有限元法计算GIS高压断路器内部的三维电场和电压分布。该软件操作灵活、简洁,可选择不同的工况测试模式,计算相应的电场和电压分布,是一种较实用的电场计算软件。

40.5kV无SF_6 C-GIS开关柜研究

随着《京都议定书》的签订以及环保意识的提高,SF_6的应用越来越受到人类担忧,其限制使用必将成为电气行业的发展趋势。为在40.5 kV C-GIS中避免使用SF_6气体,在目前中压C-GIS中采取的少用或完全避免使用SF_6的方法上,提出一种改进设计气体间隙和界面绝缘水平的方法,实现以低压力氮气作为气体绝缘介质并完全替代SF_6气体的设计。开发了1种三相共箱式40.5 kV-1250 A充低压力氮气的C-GIS样机,同样具有SF_6气体绝缘开关柜占有空间小的优点,验证了此发展概念的可行性。

基于GIS室SF_6在线监控系统的西门子S7-1200PLC的应用

1 GIS室SFe在线监控系统的意义 高压开关是发电厂、变电站的重要设备之一，为了能够安全可靠地将电力送到国家电网，必须确保高压开关等设备工作正常、可靠运行。在高压开关GIS设备中，高压开关气室保护气体SF6的密度及水含量都对高压开关是否能够安全运行起着非常重要的作用，因此，需要对高压开关GIS设备中SF6气体的密度及水含量进行实时监测。

利用SF_6分解物检测GIS内部局部放电故障

六氟化硫(SF6)电气设备在制造、现场安装和运行过程中,不可避免会在其内部产生一定的不良缺陷,这些薄弱部位在强电场的作用下易引发局部放电,若局部放电长期存在,在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验,不但能够确定绝缘故障的原因及其严重程度,还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题,是预防绝缘故障、保证GIS安全可靠运行的重要措施。本文总结了前人对于GIS局部放电机理的研究成果,通过设计试验验证了局部放电中S2OF10、SO2F2和SO2的产生,证明了使用SF6分解物检测GIS局部放电故障的可行性。

SF_6气体分解物组份检测法在GIS局部放电故障诊断中的应用

绝缘降低是GIS气体绝缘组合电器设备故障的主要原因,对GIS进行局部放电在线检测可有效掌握设备绝缘状况。本文分析SF_6气体分解物组份检测方法的原理,并搭建实验平台模拟几种典型绝缘故障,得出相应的检测频谱图。通过对检测频谱图分析,总结出该方法在GIS故障类型识别方面的特点,为后续GIS局部放电引起故障类型的研究提供参考。

高压及超高压SF_6断路器和GIS市场与技术进步

高压及超高压SF6断路器和GIS市场 我国电力工业的持续快速发展，为高压开关制造业提供了广阔的发展空间，这从各类型高压开关产品产量逐年增长上可明显看出。根据高压开关行业协会最新统计，2006年相比2005年，各类高压开关产品的产量都有明显增长，有的甚至幅增较大。