在运换流站阀厅防火封堵系统加强技术研究

为提升在运换流站阀厅防火封堵系统的安全性能,根据现有规范规定以及换流变压器放电试验数据,研究了封堵结构抗爆设防目标的合理取值,并且提出了在运换流站阀厅防火封堵系统的防火与抗爆加强方案。针对典型在运换流站,利用LS-DYNA有限元动力分析软件,分析了加强后的封堵结构在不同爆炸工况下的动力响应过程。研究结果表明,提出的封堵加强方案能有效满足抗爆设防目标的要求,建立的抗爆分析数值模型可以指导换流站阀厅防火封堵结构设计。     

特高压换流站阀厅新型防火防爆封堵系统研究

为了提升新建特高压换流站阀厅的安全性能，提出了1 种兼顾防火与抗爆的新型封堵系统，在碳氢升温曲线下对5m×5.2 m 封堵系统真型样品进行了耐火试验，建立了封堵结构的抗爆性能数值分析模型，计算了典型爆炸工况下新型封堵结构的动力响应过程。结果表明，新型防火抗爆封堵系统在碳氢升温曲线下耐火极限大于3 h,在设计爆炸荷载作用下处于弹性状态，不影响系统防火性能。     

高压换流变压器套管内绝缘性能研究现状综述

高压换流变阀侧套管是实现换流变压器与阀塔电气连接的重要设备,笔者主要针对其绝缘性能研究现状进行综述性讨论.首先分析了高压换流变压器套管运行条件苛刻、电场分布复杂的典型特点,并详细梳理了换流变套管的发展及国内外研究现状,最后凝练提出了换流变套管具有价值的研究方向.综述性研究表明:大电流及高电压运行环境为换流变套管绝缘结构设计提出了更高要求,其长期承受交直流叠加、极性反转电应力作用,因此环氧浸纸复合材料绝缘性能、换流变套管发热模型建立、换流变套管主绝缘结构设计、出线装置非线性电场模拟均为具有前景的研究方向.综述分析结果可为高压直流输电工程用换流变套管绝缘设计提供一定技术支撑,并为高端换流变压器套管国产化研制及工程应用指出研究方向和理论指导.     

典型特高压换流变压器火灾数值模拟研究

通过文献调研及事故资料分析,阐释了特高压换流变压器的结构特点和事故工况。采用CFD 数值模拟技术,根据典型事故工况的油料状态、边界条件和环境条件等,设计5 个工况,研究典型特高压换流站变压器火灾的发生和发展过程。分析典型变压器火灾的燃烧形式、热释放速率大小及火源周边温度特性等,获得阀厅外壁面温度对阀厅的影响。设计可脱落式Boxin顶板时,应考虑其在火灾过程初期温度上升较慢、温度较低的特点。为创造换流变火源窒息熄灭的有利条件,应保证阀厅封堵及顶部Box-in 降噪板不受破坏,火灾时主动封闭下3 行散热风扇,阻止空气流入;阀厅封堵破坏时,可以将换流变压器正面散热风扇洞口全部封闭,阻止空气进入。     

极性反转下特高压换流变阀侧套管电场分析

特高压换流变阀侧套管承受混合电压,电场分布十分复杂。采用ANSYS软件仿真分析了特高压换流变阀侧套管在极性反转下的电场分布情况。计算得到了主要介质达到直流稳态的时间常数和最大场强值以及沿伞群的电场分布。计算结果表明:直流稳态后反转的电场要高于极性反转试验中的电场。在介质的分界处,伞群电场有最大值。分析结果为换流变压器阀侧套管的极性反转试验以及设计制作提供了科学的依据。     

特高压换流站内可听噪声特征及分布规律研究

为研究特高压换流站运行中站内可听噪声特征及分布规律,在4个特高压换流站内密集布点测量噪声频谱与A声级,计算各噪声谱质心并讨论噪声频率重心。可知换流阀厅内、换流变和电抗器处噪声可达90 d B(A)以上。各换流站主要室外声源处噪声的谱质心在150~700 Hz之间,呈低频特性,阀厅内噪声谱质心在1 100~1 800 Hz之间,呈中频特性。另外根据实测结果绘制站内噪声分布图,可发现换流变区是站内噪声最高的区域。除了选择低噪声设备,设隔声罩、声屏障等降噪措施外,在建筑设计时将噪声源设备集中布置并远离换流站边界,利用阀厅等建筑作为声屏障能有效降低换流站噪声影响。     

基于三维热力场耦合分析的换流变压器网侧干式套管拉杆连接结构力学计算及优化设计

换流变压器网侧套管在换流站系统运行中承担着关键作用，但在实际运行中其拉杆连接结构多次发生如拉杆断裂、拉杆与载流端子松脱等故障。本研究针对某出现故障的550 kV换流变网侧干式套管，采用三维电磁-热-流场耦合分析方法及热力场耦合分析方法，建立了套管及拉杆连接结构精细化模型，考虑了热传导、热对流、热辐射等条件，计算了网侧套管温度场及应力应变场分布。结果表明：换流变网侧干式套管的拉杆连接系统附近温度较高，拉杆表面大部分区域受到较大应力作用，拉杆与载流端子插接处应力极大，在工况反复热胀冷缩及换流变压器振动等因素的共同作用下可能导致拉杆与载流端子插接处脱开，电气连接失效。同时提出了采用导杆式插接结构替换拉杆连接系统的优化设计方案，通过仿真分析验证了导杆式套管温度分布及应力应变分布满足安全稳定运行的热裕度和机械裕度，为后续生产试验提供依据。     

±1100kV特高压直流换流阀地震响应分析

位于地震高烈度区的换流站中,换流阀塔的抗震性能对换流站的安全运行有很大影响。以±1100kV特高压直流换流站内的高端换流阀厅及换流阀塔为原型,建立其有限元模型并进行时程响应的分析计算。结果表明:在加速度峰值为0. 2g的地震作用下阀塔底部水平位移响应可超过0. 7m,且拉杆绝缘子最大应力为290MPa。建议改进换流阀塔悬挂结构的构造措施,以防止悬挂绝缘子屈曲,并降低阀塔底部的水平位移响应。     

换流变阀侧干式套管内部插接结构过热隐患分析及整治

近年来,国内多个换流站发生国外某公司生产的换流变阀侧SF6气体绝缘环氧树脂浸纸(RIP)干式套管因内部插接结构严重过热引起的内部闪络放电故障,该型号套管内部铜铝导电杆为表带触指触头插接结构,因装配需要,铜导杆上端部装配有尼龙材质的导向锥.为查明套管过热故障原因、消除同类设备隐患,笔者结合套管结构、设备故障特征及实物解体插拔测试情况对该类套管存在的安全隐患进行了分析,利用红外测温、X光成像等检测技术手段对±500 kV昭通换流站同类隐患套管的运行情况进行了普测评估并提出了隐患整治措施.最终采取更换为改进结构铝导电筒的方式完成了昭通换流站27支隐患套管的现场维修,整治后运行两年,未出现套管故障或过热情况,设备隐患得到控制.相关隐患分析及整治措施可为同类设备隐患整治提供借鉴.     

大型换流变火灾与泡沫细水雾联用灭火系统特性研究

为研究大型换流变火灾外围池火燃烧特性及灭火要求,建立了换流变火灾试验模型,研制了换流变实体火灾灭火试验平台,通过开展池火燃烧及泡沫-细水雾灭火试验研究,分析了火灾时换流变外围温度场特性。试验表明：模型中换流变油池火燃烧行为与实际换流变火灾类似,池火贴壁燃烧且卷吸效应明显,阀侧火的羽流温度高于其他区域,换流变壁面快速升温致使钢材屈服强度降低,局部结构出现变形,换流变内部变压器油、防火墙壁面升温缓慢。泡沫细水雾联用系统灭火可快速扑灭明火,降温、隔氧效果明显。     

±800kV普洱换流站高端阀厅结构设计

普洱换流站高端阀厅采用钢-钢筋混凝土框架剪力墙混合结构,文章重点论述了其结构模态分析、结构布置和节点连接等方面内容。并和全钢结构型式进行技术经济比较,提出了较为合适的±800kV换流站高端阀厅结构型式。     

大容量柔性直流换流站阀厅联合建筑结构选型及优化

大容量柔性直流换流站工艺复杂,布置紧凑。由于阀厅联合建筑体量大且各区域使用功能不用,造成联合建筑不同区域的跨度、层高及荷载差别巨大。厦门柔性直流换流站阀厅联合建筑通过概念设计,合理设置结构缝,使整个建筑各单体结构明晰,受力合理,提高了结构的抗震性能,减小温度应力影响。同时,根据阀厅跨度大、高度高、荷载重的特点,联合建筑阀厅采用综合效益最优的全钢结构,满足规范对结构承载力和位移要求。此外,屋面采用以压型钢板为底模表面浇筑混凝土的组合屋面以利于抗风防水。     

竖向地震对柔性直流换流站大跨度阀厅结构影响分析

柔性直流换流站阀厅常常采用大跨度钢结构,由于阀厅结构的复杂性和重要性,应对其竖向地震响应进行分析。依托厦门柔性直流换流站工程,采用弹性时程分析法对大跨度阀厅结构的竖向地震响应进行计算分析。结果表明,不同于水平地震,竖向地震对阀厅屋盖弦杆及钢柱的轴力影响较大,其对重型屋盖阀厅结构的影响比轻型屋盖阀厅结构更为显著。此外,通过对不同跨度的重型屋盖阀厅钢结构在不同场地类别下的竖向地震响应的试算,推荐该类结构在7度0.15g时竖向地震影响系数可偏安全的取0.08。     

机器学习在煤粉着火敏感性预测中的应用

摘 要：为探究机器学习模型预测煤粉云最低着火温度（Minimum Ignition Temperature,MITc）的可行性,收集Godbert-Greenwal炉测试得到的煤粉云最小着火温度和影响因子数据,并分析了影响因子的关联性。利用AUC/ROC、Kappa系数、敏感性、特异性、MAE、RMSE等指标对三种机器学习模型在煤粉云最小着火温度和着火概率两方面的预测效果进行评价。结果发现：RSM模型的预测效果最差;RF模型在预测煤粉云MITc和着火概率时具有较好的精度和稳定性;Bagging模型在预测着火概率时AUC值均大于0.85,但预测MITc时效果较差。结果为煤粉云着火敏感性预测提供了一种新的研究思路。     

特高压换流站主要装配式建构筑物技术研究

目前国务院正在大力推广装配式建筑的模块化设计。针对特高压直流换流站,结合工程建设效率、性能、经济性、适用条件等因素,对常见站内装配式建构筑物的结构体系、混凝土结构连接节点、建筑墙体等因素进行了综合的分析比较,提出了适用于特高压直流换流站阀厅、主控楼、备品库、GIS室以及围墙和电缆沟等主要建构筑物的装配式选型。     

地铁换乘站侧式站台与同层站厅烟气控制

以提高车站整体的消防安全性为出发点,针对大型地铁换乘车站侧式站台与共用站厅同层的情况,在规范要求基础上提出相应的防火分隔措施,并分析相应的侧式站台排烟控制模式可能存在的问题。结合具体的工程案例并借助FDS进行模拟研究,提出设计建议以期为相似的工程提供经验借鉴。