西安西电开关电气有限公司通过一级安全生产标准化机械制造企业考评

11月11日，西安西电开关电气有限公司（以下简称西开电气公司）召开“创建一级安全生产标准化考评复评末次（发布）会议”，由中国机械工业安全卫生协会组成的考评组对西开电气公司开展安全生产标准化的考评情况进行了总结。经过严格考评，西开电气公司以955．11分通过了国家“一级安全生产标准化机械制造企业”的考评。

±550kV直流气体绝缘金属封闭开关设备长期带电试验研究

现有海上风电送出换流平台的直流侧均采用常规敞开式设备及电气连接布局,设备占用空间大。为了有效减小平台面积及质量,采用直流气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)替代原有敞开式设备。直流GIS绝缘件长期运行在单极性直流电压下,表面会产生电荷积聚,从而改变沿面电场分布,降低绝缘子沿面闪络电压。目前,暂无关于直流GIS的国际、国内标准,缺乏系统、全面的试验指导,开展长期带电试验考核可有效验证直流GIS的可靠性、稳定性。本文围绕长期带电试验方案及试验样机展开研究,基于多物理场耦合仿真结果,提出长期带电试验方案,并设计样机形态。

1100 kV特高压交流变电站开关设备低温应对措施

随着特高压交流工程建设的不断开展,越来越多特高压变电站将建设在低温地区。由于特高压开关设备普遍采用SF_6气体绝缘,在低温地区使用会存在低温液化问题,降低设备运行稳定性,提升电网运行风险,需采取措施提高设备耐受低温能力。基于设备重要性的考虑,对于1 100 kV GIS,宜采用户内布置方式。对于户外使用的1 100 kV出线套管和分支母线可采用降低气压的方法降低气体液化温度。对于其他电压等级的GIS设备,可在设备外壳加装加热装置,按一定程序对设备气室加热,保证绝缘和灭弧介质SF_6的状态稳定。上述低温应对措施均通过了低温试验考核,试验结果将为后续低温特高压站的建设和运行提供指导。

特高压气体绝缘开关设备中特快速瞬态过电压特性的试验研究

气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关操作产生的特快速瞬态过电压(very fast transientovervoltage,VFTO)会影响电气设备的安全运行,随着系统电压等级的提高,该影响会越来越严重,在特高压系统中尤为突出。为掌握特高压GIS的VFTO特性,在特高压GIS设备的VFTO试验回路进行了大规模GIS隔离开关操作试验,并对VFTO测量结果进行了统计分析。研究得到了VFTO全过程波形的波形特征、击穿次数、频率成份和残余电压分布,单次击穿波形的波形特征和振荡系数分布,及预充/不预充直流电压下的VFTO幅值特性,揭示了隔离开关加装阻尼电阻对VFTO的抑制作用。所获得的特高压GIS中的VFTO特性为进一步研究VFTO仿真和绝缘配合等提供了依据。

基于有限元仿真和遗传算法的1100kV盆式绝缘子电气、机械性能综合优化

为提高盆式绝缘子的电气、机械和热性能,开展了1100kV盆式绝缘子的结构优化工作。首先,在给出1100kV盆式绝缘子电、力、热场设计控制值的基础上,对盆式绝缘子结构进行了参数化,基于有限元仿真模型探究了局部参数改变对盆式绝缘子电气、机械性能的影响规律;然后,根据局部参数的影响规律,提出了盆式绝缘子电气、机械性能综合优化方案以及基于遗传算法的结构参数优化方法;最后,根据遗传算法及有限元仿真,实现了盆式绝缘子的结构优化,优化后盆式绝缘子的最大场强降低约10%,且满足其对机械性能的要求。

550kV气体绝缘母线大电流工况下温升特性分析

探究气体绝缘母线在超高压大电流工况下的温升特性对设备的正常运行以及监测维护意义重大。然而,在长期大电流负荷运行下,因接触异常等原因导致母线在较小封闭空间内产生大量热量,极易造成局部过热严重威胁设备安全运行。针对这一问题,本文以550kV气体绝缘母线为研究对象,构建了考虑接触电阻的3维电磁-温度-流体多场耦合模型,计算其在1.1倍额定电流(8800A)、气压0.3MPa条件下的母线温度分布,并搭建了大电流温升试验平台进行验证,试验测量结果与仿真结果吻合度高。基于验证后的可靠模型,进一步探究了通流水平、SF_(6)气压及接触状态对母线温度分布的影响规律。结果表明:母线最高温度位于盆子凹面处电接触部位顶部(约为54℃),该端触头上方SF_(6)温度比导杆上方高近15℃,凹面处触头径向温度梯度明显低于凸面处触头径向温度梯度;在非等温自然对流的情况下,母线温度整体呈径向上高下低、轴向端部高中间低的规律分布;母线温度随通流水平提高呈非线性上升、随SF_(6)气压增大呈近似线性下降,可在一定范围内提高设备绝缘气体压强以降低设备运行温度;异常电接触处温度随阻值增大近似线性增加,而电接触异常往往是母线过热的主要风险点。研究结果可为超高压大电流气体绝缘设备产品设计及状态监测提供参考。

基于脉冲同步的配电电缆局部放电在线监测及定位方法

为了解决配网电缆局部放电在线定位难题,文中提出了一种基于脉冲同步的配电电缆局部放电双端在线定位方法,并研制了面向泛在电力物联网的配电电缆在线监测系统。首先,通过向电缆中注入脉冲信号,实现双端系统的时钟同步,并获得高频信号在电缆中的传播速度,解决了到达时间分析方法在配网电缆应用中同步困难的问题,并提出了采用基于能量法估计的局部放电脉冲到达时间,提高局部放电定位结果的鲁棒性。然后,描述了面向泛在物联网的配网电缆局部放电在线监测要求和架构。其次,详细讨论了关键硬件的实现方法,包括增益可调的高频电流互感器和感性脉冲注入装置。最后,为了验证提出方法和系统的有效性,在实验室10 kV电缆上进行了局部放电模拟试验,实验结果表明,提出的定位方法相比于传统的基于GPS同步的定位方法定位精度显著提升。此外,利用研制的测试系统对风电场真实的35 kV电缆进行了现场测试,验证了提出方法的可行性。

金属全封闭开关主母线回路接触电阻的控制措施

主回路电阻是设备出厂试验的主要一项技术参数之一,该参数值的合格与否,关系到产品运行的安全性、可靠性。但在实际生产中,有时发生电阻值不稳定的情况,尤其是三相共箱母线段,需要进行多次调整。为了解决这一问题,笔者对母线回路电阻的影响因素进行了分析,结合生产实际情况,分析了主母线回路电阻的主要影响因素以及相应的控制措施,通过不同装配状态下对测量数据进行对比分析,找到主要因素。改善、优化母线装配工艺,控制主要零部件的形位尺寸,达到产品的设计要求。

GIS隔离开关用绝缘拉杆的放电研究分析及防范措施

对一起GIS隔离开关用真空浸胶绝缘拉杆在入厂验收试验时击穿进行了分析。用Maxwell3D分析软件对绝缘拉杆结构进行了电场仿真计算,其结构设计合理。对击穿零件采用了X射线探伤、解剖、着色探伤等不同的检测方法,分析出拉杆击穿是因为绝缘拉杆内部存在气隙缺陷所致,并采用Maxwell3D分析软件比较了绝缘拉杆不同部位的气隙缺陷对电场分布的影响。计算结果表明:当气隙缺陷在接近绝缘拉杆高压侧时电场激增最为严重,存在更高的放电隐患。基于以上分析结果并根据绝缘拉杆生产的工艺特点,提出了生产工艺过程的重点关注点,以防止绝缘拉杆在真空浸胶过程中出现气隙或层间分离等缺陷。同时在绝缘拉杆检查过程中增加强光检测方法,有效地筛选材料缺陷,使零件出厂合格率得到保障。

快速接地开关用电动弹簧操动机构的研制与分析

笔者介绍了自主研发的252～1100 kV GIS、HGIS中要求输入转角为90°的快速接地开关用电动弹簧操动机构的基本结构、工作原理、主要技术参数及特点：借助商用MSC．ADAMS软件进行动力学的模拟仿真分析，并对其进行相关的机械特性试验。试验结果表明，设计与试验实测值基本吻合，完全能够满足快速接地开关的要求。

智能电网及高压开关设备技术发展

通过对智能电网及相关概念的阐述和理解,使我们了解智能变电站技术动态与技术发展水平,其对智能设备的要求,以及智能设备关键技术的研制方向。

海上风电用气体绝缘金属封闭开关设备抗振可靠性研究

海上风电用气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)通常安装于海上升压站中,GIS在吊装、运输及正常运行时会受到风浪、潮汐等振动载荷的长期影响。为保证GIS能够满足海上振动工况,在GIS设计阶段需要对其结构强度进行相应的抗振计算或仿真校核。目前,国内关于海上风电用GIS抗振计算的相关规范较少,本文结合多个海上升压站GIS设计经验,对海上风电用GIS安装、运输及运行时的受力特点进行研究,并结合相关标准设计一种用于海上风电GIS抗振仿真的计算方法,为相关设计人员提供参考。

气体绝缘封闭金属开关设备与气体绝缘输电线路应力分类及其校核标准比较

气体绝缘封闭金属开关设备和气体绝缘输电线路按照其结构特点分别属于压力容器和压力管道,应力分类和校核标准不尽相同。本文基于气体绝缘封闭金属开关设备与气体绝缘输电线路的结构特点,根据JB 4732《钢制压力容器-分析设计标准》及ASME B31.3《ASME压力管道规范B31-工艺管道》分别讨论了气体绝缘封闭金属开关设备与气体绝缘输电线路的应力特点、应力分类以及校核标准,并介绍了基于有限元软件Workbench和Autopipe实现气体绝缘封闭金属开关设备与气体绝缘输电线路应力分类和校核的有限元仿真方法。通过以上研究,旨在为气体绝缘封闭金属开关设备、气体绝缘输电线路设计人员提供有价值参考。

变电站高压开关机构操作联锁方式研究

介绍了高压开关机构操作过程中的电气联锁、机械程序锁联锁、触头状态监测、微机闭锁、机构挂锁、电动与手动操作的切换闭锁等联闭锁系统及方法。

高压开关操动机构中直流电动机的应用

电动机是高压开关操动机构中重要的元件之一,直流电动机是使用最多的一种。介绍了操动机构中常用直流电动机的类型、对弹簧机构和液压机构用电动机进行了计算,并与实测结果进行了对比。

一种抽水蓄能电站用换相开关构型参数及温升研究

本文首次分析我国抽水蓄能电站单台350MV·A以下容量主流发电电动机用换相开关的设计过程,探讨换相开关的技术特点及设计要求,并就设计方案的温升特性进行仿真研究。以该设计方案制造的样机通过了温升型式试验,验证了设计的合理性和可靠性。本文研究可为同类产品的性能提升或相似产品的研发提供参考。

一种大电流接地开关设计研究

为提高对大电流接地开关设计结构的认识,提高设计可靠性,文中对某型号发电机断路器成套装置用接地开关进行了设计研究。接地开关体积小,动热稳定性考核严苛,采用经验公式与仿真分析相结合的方法,完成了满足短时耐受电流130 kA(3 s)、峰值耐受电流390 kA参数条件的接地开关设计,并通过动热稳定型式试验验证了设计的合理性和可靠性。

GIS隔离开关机构电动机故障分析

事故概述 某变电站的550kVGIS设备在投运后，频繁出现了隔离开关机构驱动电动机故障，前后有12台电动机进行了更换，主要现象是电动机烧毁和电动机转速变慢。对返厂损坏电动机进行了检查。检查中发现烧损电动机的转子对地绝缘明显下降，线圈电阻变化较大，电动机全部受损，

66kV开关设备电缆舱安全设计

海上风电66kV开关电缆舱结构不同于常规开关柜,一旦发生内部燃弧故障,事故可能波及整个风电机组塔筒。介绍了66kV开关设备电缆舱泄压装置、壳体强度及电缆舱门紧固等相关设计,并通过仿真及实际试验进行了验证,为从业者提供相关参考。随着海上风电的发展,大容量风电机组已成为发展趋势。风电机组容量提升,集电电压由35kV提高到66kV,原塔筒内的中压电气设备更替为66kV高压电气设备。

浮式发电船用气体绝缘金属封闭开关设备抗振可靠性研究

为保证GIS能够满足发电船的振动工况,在GIS的设计阶段需要对其结构进行相应的抗振仿真校核以及振动试验验证。目前,关于浮式发电船用GIS抗振仿真方法及抗振试验程序和标准较少,结合国内首个220 k V浮式发电船项目的GIS设计经验,对浮式发电船用GIS的抗振仿真方法及振动试验程序进行研究,为相关设计人员提供参考。