特高压换流变压器阀侧套管末屏铁磁谐振过电压分析

研究了特高压换流站高端换流变压器阀侧套管末屏电压由高端阀组充电转连接过程所诱发的铁磁谐振过电压机理,并结合现场实际参数采用PSCAD电磁暂态仿真软件进行了详细分析。提出了依靠增大阻尼来抑制铁磁谐振的方法,并分析了其对末屏电压精度和相位的影响。     

实际运行电压下特高压换流变压器阀侧套管电场分布研究

阀侧套管是特高压换流变压器的重要组成部分。分析了换流变压器阀侧套管的典型结构及其在阀厅内的布置方式,以及高端阀厅Y接换流变压器(HY换流变)阀侧套管的实际运行电压波形,运用ANSYS有限元仿真计算软件,建立了换流变压器阀侧套管的电场仿真模型,计算了实际运行电压、等效直流电压、等效交流电压下套管的电场分布特性,对比分析了3种工况下换流变压器阀侧套管电场分布的差异性与相似性,提出了实际运行电压下换流变压器阀侧套管电场分布规律与绝缘结构设计思路。研究结果可为换流变压器阀侧套管的设计及运维提供技术参考。     

灵州换流站换流变压器非电量保护问题分析

针对灵州换流站换流变压器非电量保护所存在影响直流系统运行可靠性的问题,通过对阀侧套管压力继电器一级报警接点、网侧套管升高座瓦斯继电器和阀侧套管末屏电压回路存在问题进行分析,提出相应的改进方案。应用结果表明:改进方案可以快速测定SF6漏气率,使值班运维人员更易于掌控阀侧套管泄漏情况,有利于开展事故应急处置;网侧套管升高座瓦斯继电器由跳闸逻辑改投报警,避免了储油柜油位下降或升高座瓦斯继电器误动作导致直流跳闸的问题,提高了直流系统的运行可靠性。     

换流变阀侧套管试验方法探讨及应用

提出一种在不断电的情况下从套管末屏加压的新的试验方法-末端加压法,并应用于江陵换流站,取得了较好效果。末端加压法对高压直流输电系统所用换流变压器阀侧套管预防性试验,特别是将来特高压直流换流变压器阀侧套管预防性试验具有较高的实用价值。     

换流变套管末屏电压互感器波形畸变分析与处理

为解决高压直流换流站换流变压器套管末屏互感器电压波形畸变问题,根据故障录波波形,从末屏电压测量环节基本回路出发,分析出产生电压波形畸变的原因系分压式电容性电压互感器与次级电感式电压互感器配合使用时产生铁磁谐振所致。根据测量环节电路元件参数,计算出谐振等效电感和互感器二次激磁阻抗,并用测量法实际测量末屏电压互感器的电压与电流参数,换算成互感器二次激磁阻抗,证实了电压波形畸变原因分析的正确性,验证了互感器二次激磁阻抗计算值的准确性。通过推导与分析提出消除谐振的处理措施与电路连接方法,消除了因末屏互感器电压波形畸变导致的换流变中性点偏移,从而消除了造成保护误动作的一大因素。     

特高压直流换流变压器阀侧套管高环温强电流下轴径向的温度分布规律

为准确评估高环温、强电流下胶浸纸换流变压器阀侧套管的热性能,通过夏季负荷高峰期?800k V特高压直金华站换流变压器的运行温度测量,及双12脉动阀组换流变压器侧电流频谱特征的仿真分析,设计了模拟90℃换流变压器油温和50℃阀厅空气温度的高环温强电流下的套管热点温度试验测量系统;利用轴径向测温法掌握了胶浸纸换流变压器阀侧套管芯体温度分布特征;建立用于热点温度暂态值计算的指数函数模型,提出了基于热时间常数的IEC套管稳态温度修正方法。该研究结果可为特高压胶浸纸换流变压器阀侧套管电热耦合优化设计及运行工况下热性能的考核和评估提供方法及理论指导。     

±400 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计

±400 kV换流变压器阀侧套管的设计裕度均低于特高压等级换流变压器套管,且±400 kV换流变压器阀侧套管在换流阀厅用量较大,因此有必要针对±400 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计进行具体分析讨论.分析了±400 kV换流变压器阀侧套管双导电管结构的发热机理,从理论解析角度给出了双导电管结构的设计尺寸,进一步优化设计了套管的芯体绝缘结构,从内、外绝缘配合的角度给出了套管的外绝缘设计方案,并对其整体电场分布情况进行了校核计算:工作电压下其径向电场强度控制在3.11 kV/mm,工频耐压下其轴向电场强度控制在0.51 kV/mm,均满足±400 kV换流变压器阀侧套管设计电场强度控制要求.对研制完成的±400 kV换流变压器阀侧套管进行型式实验,结果表明所研制的套管通过了工频干耐受电压试验并局部放电测量、雷电冲击干耐受电压试验和温升试验等典型型式试验.     

通过750 KV变压器套管末屏进行过电压监测的方法研究

针对西北750kV超高压电网所处特殊自然环境下易遭受过电压危害的特点,研究探索750kV电网过电压监测方法。根据变压器电容式套管结构原理,研制出系列750kV变压器套管末屏连接专用精密低压臂分压器,与套管电容组成测量过电压信号的冲击电压分压系统。分析研究了750kV变压器套管末屏频率响应特性,该系统可满足电网雷电冲击、操作冲击过电压现场测量的要求。论证了750kV电网采用变压器电容式套管末屏连接低压臂分压器进行过电压监测的可行性。     

通过750kV变压器套管末屏进行过电压监测的方法研究

针对西北750kV超高压电网所处特殊自然环境下易遭受过电压危害的特点,研究探索750kV电网过电压监测方法。根据变压器电容式套管结构原理,研制出系列750kV变压器套管末屏连接专用精密低压臂分压器,与套管电容组成测量过电压信号的冲击电压分压系统。分析研究了750kV变压器套管末屏频率响应特性,该系统可满足电网雷电冲击、操作冲击过电压现场测量的要求。论证了750kV电网采用变压器电容式套管末屏连接低压臂分压器进行过电压监测的可行性。     

±800kV换流变压器阀侧干式套管的损耗分析

换流变压器阀侧用干式直流套管的电、热性能相互影响,因此实际运行中发生的电气绝缘失效与其热性能有直接联系。基于此,有必要对特高压换流变压器干式套管的损耗进行定量分析。换流变压器干式套管的总体损耗主要由载流结构涡流发热和套管芯体介质焦耳发热2部分构成,且实际承受的电流和电压波形均含有大量高次谐波成分。首先通过高压换流变干式套管的具体结构建立了芯子介质和载流结构涡流发热的理论计算模型,然后在实验室条件下获取了干式套管芯子用环氧浸纸复合绝缘的温变、频变非线性特性。进一步,基于频域有限元法,提出了换流变干式套管损耗的数值计算方法。最后,应用上述数值计算结果,分析了换流变压器干式套管在实际运行中发生绝缘失效的可能起因。研究结果可用于换流变套管的热性能计算,对高压干式套管现场运行、维护和事故分析具有一定指导意义。     

空间电荷及金属颗粒对换流变阀侧套管的电场分布影响

换流变压器阀侧套管承受交、直流复合电压,对套管的性能和质量有严格的要求。直流电压下,不同介质界面处空间电荷积聚会引起局部电场的畸变,金属颗粒的存在也会大幅提高局部场强,二者均会降低套管的绝缘性能。文中根据换流变压器阀侧套管的结构,采用有限元分析软件,建立了阀侧套管的仿真模型,分析了加入空间电荷后不同类型电压下套管的电场分布以及金属颗粒对局部电场的影响。结果表明,直流电压下介质界面处空间电荷更容易积聚,交直流复合电压下空间电荷能够引发套管内部局部电场的畸变。与交流电压相比,直流电压下金属颗粒对局部电场的畸变程度影响更大,在SF₆气体中金属颗粒对电场畸变程度的影响大小与其所在位置的关系不大。     

某换流变阀侧套管电压测量系统谐振过电压分析

针对某换流变在运行过程中阀侧套管电压监测数值升高的问题进行分析,通过信号处理、理论分析和实验室检测,确认引起此次异常的主要原因为二次系统发生分频谐振,并给出了解决办法,对其他换流变出现类似问题提供了有效的分析手段。     

±800 kV换流变压器阀侧交流耐压试验局部放电超标分析

在云广直流输电工程HY12换流变压器阀侧绕组交流外施耐压带局部放电测量试验中,发现其2.1套管放电超标。基于阀侧绕组在绝缘试验过程中的场域分布和试验加压过程数据,分析了局部放电回路,结论为：局部放电超标是由于2.1套管内部局部放电造成。采取更换2.1套管的措施后,成功地通过了试验。     

换流变压器网侧套管绝缘在线监测系统研究

针对高压直流输电系统中换流变网侧套管末屏结构,详细设计并实现了基于Windows操作平台的套管在线监测系统。该系统考虑了环境条件、电压采集、信号干扰等因素,全面监测套管的运行状态,以保证换流变设备的安全稳定运行。该系统已在贵广I回直流工程的安顺换流站成功应用。     

云广直流输电工程双12脉波桥不对称运行对过电压的影响分析

在楚穗直流工程第4阶段孤岛调试的准备工作中,操作极1高端阀组由定角度控制方式切换为定U dio控制方式完成一段时间后,该极低端阀组的M型避雷器发生过热损坏。通过对现场录波文件的分析,确认高、低压阀组不对称运行时400 kV母线上的24次特征谐波谐振是M型避雷器损坏的直接原因。通过仿真分析明确了在400 kV母线上出现24次谐波的机理,确定换流变压器二次侧对地杂散电容引起24谐波放大,导致过电压的产生。建议在切换定角度控制方式为定U dio控制方式时,高、低压阀组应同时切换,且在双阀组分接头控制逻辑中,高、低压阀组应设置跟随逻辑以确保分接头档位差不超过一档。采取上述措施后,可以有效防止由于双阀组不对称运行引起的过电压。     

Some ways of increasing efficiency and reliability of excitation systems of large synchronous machines

It is suggested to replace the double-winding transformer of the excitation system of a synchronous machine with a valve-side winding rated for the total forcing voltage and rated current by a three-winding transformer with two valve-side windings, i.e., working and forcing. In the proposed transformer, each of the windings is connected to its own converter bridge circuit and the voltages are summed up during field forcing, which allows the power of the rectifying transformer to be decreased, the shapes of the current and voltage curves at the converter inlet and outlet to be improved, transformer losses and voltage crests on the rotor, and inverse voltages on the thyristors to be reduced, etc.     

VBE系统保护性触发导致安顺换流站极Ⅱ闭锁分析及反措

针对安顺换流站VBE系统保护性触发导致极Ⅱ闭锁事故,基于高肇直流系统控制原理,分析了故障过程,指出UdL分压器传感器故障是导致换流阀保护性触发的主要原因,换流变压器分接头采用Udio控制模式是间接原因。根据RTDS仿真结果提出了如下反措:将整流侧换流变压器分接头控制设为角度控制模式,以避免类似的故障。