±1000kV级直流输电工程系统过电压抑制和绝缘配合

换流站过电压抑制和绝缘配合是±1 000kV级特高压直流输电工程的关键技术之一,对降低设备的绝缘水平和制造难度具有重要的意义。为此,论述了抑制±1 000kV级特高压直流换流站电气设备上的过电压措施及高性能避雷器参数的选取,指出提高避雷器的荷电率和减小避雷器的残压比是降低避雷器保护水平的重要措施,并详细介绍了采用高性能避雷器降低设备绝缘水平的可行性。给出了±1 000kV级特高压直流输电工程设备绝缘配合方法—确定性法,该方法须通过仿真计算可确定合理的避雷器配合电流和配合电流波形,以准确地进行绝缘配合。通过计算,给出了±1 000kV级特高压直流设备冲击绝缘水平的推荐值:±1 000kV、±1 100kV直流极线的操作/雷电冲击绝缘水平分别为1 900kV/2 250kV、2 050kV/2 400kV;±1 000kV、±1 100kV换流变阀侧Y绕组端子/D绕组端子的操作冲击绝缘水平分别为1 950kV/1 500kV、2 050kV/1 600kV。同时,根据线路过电压沿线分布的研究结果,建议线路杆塔绝缘配置应结合线路过电压幅值、分布特性和沿线海拔高度综合分析,并采用分段设计原则以使线路杆塔的造价更加经济合理。     

1000 kV特高压电力变压器绝缘水平及试验技术

中国1 000 kV交流特高压系统绝缘配合不是对 500 kV系统的简单放大,也并未完全依照GB311.1-1997或IEC60071-1-1993标准,是在优化原则下研究确定的。变压器绝缘水平为：雷电冲击耐压2 250 kV、操作冲击耐压 1 800 kV、工频耐压1 100 kV(5 min)。由于特高压变压器各绕组绝缘水平及绝缘试验电压要求不同,而变压器各绕组是通过电磁耦合紧密联系的,工频和操作冲击试验电压在各绕组间按变比传递,因此势必造成有些线端绝缘设计不能按其技术规范所规定的试验电压来考核。此外,特高压电力变压器电压高、容量大、尺寸超大,试验回路尺寸也相应扩大,杂散电感、电容影响也更加突出。这将造成雷电冲击试验电压波形的波头时间拉长,而设计计算一般按照标准波头进行。因此,在特高压变压器绝缘设计中,应关注长波头试验电压的影响。文中详细介绍了中国1 000 kV交流特高压工程用电力变压器的结构特点、绝缘水平及绝缘试验中的特殊问题。     

变压器绕组纵绝缘强度分析方法

提出了连续式、纠结式和内屏蔽结构变压器绕组纵绝缘强度的分析方法,对特高压暂态过电压（ＶＦＴＯ）下变压器绕组纵绝缘强度分析进行了探讨。     

统一潮流控制器用500 kV油浸式串联变压器技术解析

500 kV串联变压器是苏州500 kV统一潮流控制器(UPFC)工程中的关键设备,承担着换流器与线路电压、功率输送调节的任务。由于500 kV串联变压器特殊的联结方式和运行工况,其与常规500 kV变压器存在诸多不同。第一,网侧绕组相对地主绝缘与线路电压等级匹配,而端间纵绝缘则由各项过电压决定,带来了网侧绕组绝缘水平复杂的特点;第二,绝缘试验中雷电全波冲击试验和外施耐压试验也与常规变压器差异较大;第三,串联变压器的特殊工况造成了其对抗短路能力和过励磁能力要求高的特点。在苏州UPFC工程中,针对500 kV油浸式串联变压器开展了大量的技术研究,克服了网侧绕组绝缘复杂、试验技术特殊、抗短路能力和过励磁能力要求高等难题。文中分别从运行工况、技术特点和试验要求等方面对苏州UPFC工程中500 kV串联变压器进行技术解析。     

1000kV交流紧凑型输电线路过电压与绝缘配合

特高压紧凑型线路输电工程的关键技术之一是限制过电压水平和合理选择线路绝缘水平。为此,基于两个500kV区域大电网之间采用1000kV紧凑型线路作为联络线的特高压系统,采用EMTP程序,重点研究了长度为100～500km的紧凑型线路的工频和操作过电压,统计分析了线路合闸和单相重合闸相地和相问过电压的波前时间和相间过电压的...     

1000kV与500kV交流线路同塔架设相间放电特性及绝缘配合

为确保1000kV与500kV同塔架设相间绝缘设计的可靠性和经济性,采用2套长波前冲击电压发生装置产生不同波前时间冲击电压模拟线路相间过电压,针对中国1 000 kV双回特高压线路与500 kV双回超高压线路同塔架设的杆塔结构及导线布置特点,开展了上侧1000kV相间操作冲击放电试验、下侧500 kV相间操作冲击放电试验,以及1000kV与500 kV相间的空气间隙放电试验研究,获得了不同间隙距离放电特性曲线和对地高度影响等研究结果。并根据中国华东地区拟采用该输电方式的苏州—沪西段工程相间过电压水平,分析提出了相间绝缘间隙配置推荐值。研究表明8分裂导线相间1000 s操作冲击放电电压平均间隙系数K为1.61,8分裂—4分裂和4分裂-4分裂相间标准操作冲击放电电压平均间隙系数分别为1.44和1.49。该研究成果为国际上首次提出的特高压与超高压同塔架设输电方式提供了外绝缘设计依据。     

特高压换流变压器的绝缘结构和试验

回顾总结了国内外的特高压变压器技术现状,介绍了特高压换流变的作用、绝缘结构特点以及换流变的绝缘试验,指出了特高压换流变压器800 kV端绝缘结构耐压水平最高达到1257 kV以及阀侧套管和出线装置、陡波对绕组纵绝缘的影响和阀侧引出线等绝缘结构薄弱点,为特高压直流换流变的绝缘结构设计制造提供理论依据.     

一起110 kV变压器雷电侵入波事故仿真及分析

为判断一起110kV变压器35kV侧绕组绝缘击穿事故原因,用ATP-EMTP仿真计算了雷击110kV变电站35kV进线段时站内设备的过电压值。仿真结果表明:雷电流直接击中导线,在导线上产生较高电位并沿线传播,在变压器上形成的过电压高于350kV,超过35kV绕组耐受冲击电压,导致变压器中压绕组绝缘击穿。仿真结果为提出防雷改造措施提供了技术依据。     

±800 kV溪洛渡-浙西直流输电工程换流站直流暂态过电压

特高压直流换流站的过电压水平对换流站设备的绝缘配合和系统的安全可靠运行等方面都有直接影响。基于溪洛渡-浙西±800 kV特高压直流输电工程,对两端换流站的高压端Y/Y换流变压器阀侧绕组接地、低压端Y/Y换流变压器阀侧绕组接地、交流侧相间操作冲击、全电压起动和直流极线接地等典型故障工况进行了仿真研究,给出了溪洛渡换流站和浙西站的相应避雷器承受的最大过电压和能量。计算结果可为该特高压工程换流站设备的绝缘配合设计及相关设备的选型、制造和试验等提供依据。     

±1 100kV特高压换流变压器的主绝缘结构

对网侧绕组接1000kV交流、直流侧额定电压为±1 100kV的特高压换流变压器绕组布置方案进行了研究,分析了各主绝缘结构布置方案的优缺点,选出了最佳结构布置方案,并对其主绝缘结构电场进行了计算,计算结果表明,所推荐的绝缘结构布置合理,绝缘裕度满足工程要求。     

1000MVA主变压器高阻抗电压参数的选择

结合500kV木棉变电站输变电工程,对广东电网1 000MVA主变压器高阻抗电压参数的选择进行了研究和分析,主要对容量为1 000MVA的高阻抗变压器的短路阻抗、变压器第三绕组容量、变压器低压侧额定电压以及容性无功功率补偿装置的配置进行分析论证,为500kV木棉变电站高阻抗变压器(容量为1 000MVA)的选型工作提供依据,为广东电网未来规划建设500kV变电站的建设模式提供参考。     

Studying the Impulse Overloads in the Windings of a Station Service Voltage Transformer

One of the key factors determining the performance of a 110–500-kV station service voltage transformer (SSVT) is a compact insulation design that provides minimum winding sizes. Since SSVTs are new equipment that combine the operational features of a power transformer and the design features of a measuring voltage transformer, it is necessary to study the characteristic transient processes occurring under the impact of lightning-impulse test voltages and lightning and switching overloads in operation in order to ensure proper insulation design. The article presents the results of an experimental investigation of impulse transients in the windings of a full-scale mockup model of an active part of a 20-kV A SSVT with a rated voltage of 110 kV. The influence of grounding the low-voltage winding terminals on the maximum values and duration of impulse stresses on the longitudinal insulation of the high-voltage winding is revealed. It is shown that, unlike in the case of power transformers with disc windings, more significant effects on the insulation are produced when no load is applied on the low-voltage windings.     

330kV变压器局部放电试验加压方式研究

针对330 kV变压器局放试验,分析了试验加压方式并通过工程验证得出变压器低压绕组额定电压较高时,采用对称加压方法,试验设备额定电压可以降低为单边加压方案的一半,有利于提高工作效率。对称加压法试验时,对变压器高、低压绕组之间绝缘及中、低压绕组之间绝缘考核更为严格,低压绕组端子耐受电压情况更接近运行实际,有利于提高缺陷检出率,保证设备的安全投运。     

特高压变压器差动保护现场试验

晋东南特高压交流变电站1 000 kV变压器采用调压变与补偿变共体、主变与调压补偿变相互独立的结构,该变压器的差动保护极性要求特殊,既要满足调压变和补偿变差动保护共用TA的不同极性要求,又要解决正反调压时引起的电流极性改变问题。文章对1 000 kV变压器的调压补偿变进行了差动保护配置,分析了调压补偿变差动保护的TA极性,研究了调压补偿变差动保护的现场试验方法。调压补偿变差动保护现场试验结果表明1 000 kV变压器采用的结构能满足差动保护对TA极性的特殊要求。     

电容式电流互感器额定电压下介质损耗试验分析

介质损耗测试是电容式电流互感器绝缘测试中十分重要的项目。但随着设备电压等级越来越高,常规的10kV介质损耗测试由于其电压与设备额定电压相差甚远,其测试数据难以全面反映出电容式电流互感器的绝缘特性。为此提出电容式电流互感器在常规介质损耗测试中出现异常情况时,追加进行额定电压下的介质损耗测试。以孙村220 kV变电站201C相和211C相两台电容式电流互感器为例,介绍了其在额定电压下介质损耗测量的试验过程,并结合试验数据对试验结果进行了相关的阐述和分析。     

基于模块化多电平换流器的多端柔性直流系统接地方式

对舟山多端柔性直流输电系统的接地方式进行了研究,确定了各换流站应采取的接地方式,其中定海和岱山换流站推荐联结变阀侧采用星形电抗＋中性点电阻接地的方式,衢山、洋山和泗礁换流站推荐采用Y/Y型联结变＋阀侧绕组中性点电阻接地方式.在确定各换流站接地方式的基础上,计算确定了换流站设备的过电压和绝缘水平,其中定海和岱山换流站联结变网侧为220 kV交流系统,推荐的设备雷电冲击绝缘水平为950 kV,其他三站联结变网侧为110 kV交流系统,推荐的设备雷电冲击绝缘水平为450 kV;五端换流站联结变阀侧及直流侧的额定电压基本一致,联结变阀侧交流母线的雷电和操作冲击绝缘水平推荐为650 kV（或750 kV）和550 kV,200 kV直流母线的雷电和操作冲击绝缘水平推荐为650 kV（或750 kV）和550 kV.     

750kV变压器长时感应电压试验预加电压时间的探讨

随着750 kV电网覆盖范围的逐步扩大,对比1 000 kV特高压变压器长时感应电压试验标准,中国早期750 kV变压器长时感应电压试验要求较为宽松。调整长时感应电压试验预加电压时间是解决这一问题的有效措施。笔者基于威布尔分布法,根据已有特高压变压器基本绝缘结构试验数据,确定了超、特高压器基本绝缘结构局部放电概率在短时间范围内的扩大威布尔分布参数。结合中国750 kV工频过电压水平,利用油—屏障绝缘局部放电概率扩大威布尔计算公式,同时考虑预加电压、安全系数和局放控制概率水平,对750 kV长时感应电压试验预加电压时间进行了计算和分析,提出了相应预加电压时间的参考值。。     

有载调压电力变压器粗细调和正反调的性能和经济分析

以两台220kV变压器为例,比较了粗细调压方式和正反调压方式对变压器绝缘和绕组结构的影响,分析了有载调压电力变压器粗细调和正反调的性能和经济性.     

13.8kV水轮发电机圈式定子绕组的端部绝缘

分析了圈式定子绕组端部的局部放电情况,提出了加强端部绝缘整体性、减小气隙、提高起晕电压及合理选择绝缘间隙等一系列措施。它应用于13.8kV水轮发电机圈式定子绕组中。     

1000 kV特高压变压器现场绕组变形测量与分析

以国内首台1 000 kV特高压变压器现场绕组变形测量试验为例,介绍了采用频率响应法(FRA)和短路阻抗法(SCR)对特高压变压器绕组变形进行综合判断的情况,详细说明了2种方法的特点、现场试验技术和测量结果,有效提高了变压器绕组变形诊断的可靠性和准确性。