750 kV GIS设备长母线结构滑动支撑失效原因分析

GIS设备长母线结构在大温差条件下,母线筒体热胀冷缩现象十分明显。为保证GIS运行安全,母线筒应在支架上自由滑动。通过一起750 kV GIS母线筒体焊缝开裂故障的分析,对滑动支撑的不同装配方式进行试验验证,分析滑动支撑失效的原因,并提出保障GIS设备长母线结构安全稳定运行的建议。     

基于有限元的GIS母线不对中机械振动特性研究

GIS母线较长或安装错位时,会出现母线不对中现象。这种机械故障会导致GIS导杆受力不平衡,引起机械振动。文中通过有限元仿真的方法,建立单相GIS母线模型,并施加正弦载荷模拟不对中故障激励,探究其振动特性。采用有限元软件对母线模型进行计算模态分析,得到结构的固有频率和振型。通过分析母线外壳X、Y、Z方向振动加速度以及总加速度时域图和频谱图,获得各个方向上振动的频谱特征,总结自由状态下和约束条件下母线外壳的传播特性。     

330kV变电站的110kVGIS母线筒漏气故障

针对一起330kV变电站110kV GIS母线筒受气温影响而开裂漏气事故,调查并分析事故原因,在考虑使用地实际环境后提出改进设备结构、GIS母线加装拉杆等措施,以防止气温变化下因热胀冷缩系数不同而引起GIS母线筒变形或出现裂纹。     

采用柔性支架处理GIS热胀冷缩的研究

随着气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的广泛应用,经常会遇到母线较长的情况。尤其是户外安装的大电站,温差变化大,母线的热胀冷缩补偿尤其重要。文中以河南许昌长葛南变电站110 k V工程为例,对GIS母线进行热胀冷缩分析与计算,提出了一种采用柔性支架进行补偿的方法,采用有限元仿真方法对柔性支架的最大偏移量和强度进行计算。计算结果表明:采用柔性支架完全可以满足长直母线的热胀冷缩补偿要求,有效地保证了产品安全可靠运行。     

800kV GIS母线内部故障电弧分析及试验验证

母线是GIS设备的主要导电回路,设计具有高参数、高性能的母线结构是保证GIS设备可靠运行的基础。母线在发生内部故障电弧时会产生压力升高,从而引起壳体的破坏,会对整体设备运行及人身安全造成严重危害,因此需要对母线在内部故障电弧下的压力升高进行分析。文中介绍了800 kV GIS母线的技术参数和结构特点,对某实际工程母线结构内部故障电弧下的压力升高及烧穿时间进行了详细地分析及计算,通过内部故障电弧型式试验进一步验证了该母线具有良好的耐受内部故障电弧的能力。     

基于振动原理的GIS母线导电杆松动故障分析与诊断

气体绝缘组合电器(GIS)长期工作在大电流强电动力环境下,受开关设备反复操作与长期机械振动影响,GIS设备的电气连接处易出现松动故障,导致GIS异常振动,甚至引发气室漏气与绝缘性故障。针对GIS母线导电杆松动故障,提出了基于振动检测的故障诊断方法。对正常运行与松动故障时的振动进行理论分析,建立126 kV振动检测实验平台,研究母线导电杆松动时振动信号特征。研究表明:正常运行时,GIS母线管外壳振动频率在1 000 Hz以内,100 Hz是主要机械振动频率。母线导电杆松动时1 000 Hz以上频率成分显著增加,并且故障越严重增加越明显。故可将故障时显著增加的1 000～3 000 Hz的频域能量E_(1～3 kHz)与1 000 Hz内的频域能量E_(0～1 kHz)作为特征量,将其比值定义为松动故障系数γ,反映故障的严重程度。计算表明,γ0.04母线导电杆松动故障,γ越大故障越严重,当γ≥0.1则松动较为严重。     

252 kV三相共箱GIS母线壳体温度场分布特性研究

气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switchgear,GIS)在电力系统中应用广泛,其内部触头过热会引发重大事故,因此研究其温度场分布特性具有重要意义。文中设计了252 kV GIS温升实验平台,通过实验获得了GIS母线导体、SF6气体和外壳部位的温度分布情况。针对上述实验平台建立了GIS三维物理模型和数学模型,基于有限元分析法对上述实验获得的GIS母线壳体温度场分布规律进行了仿真佐证。研究结果表明,在GIS壳体内部靠上区域,SF6气体温差较小,梯度不明显,而在GIS壳体内部下方区域,SF6气体温度呈明显的梯度分布;靠近壳体的SF6气体温度和壳体温度趋于一致;对于外壳,其顶部和侧面温差不大,底部温度最低,沿着圆周方向从顶部到底部温度逐渐降低。上述研究可为揭示GIS内部温度场分布特性和确定温度感知最灵敏位置提供一定的指导意义。     

GIS开关操作外壳振动分布特性仿真研究

GIS设备为全封闭结构,传统的GIS设备故障诊断的方法有很多,但是对于故障的定位和处理较为困难。文中提出利用开关操作作为激励源,通过设备外壳表面的振动信号检测GIS设备故障的思路。根据110 kV GIS设备的结构,采用有限元分析软件,建立了设备的仿真模型,并考虑了螺栓连接方式、振动传递衰减等诸多因素,对GIS开关操作时设备外壳的振动特性进行研究。结果表明,壳体部位比临近实心结构处的振动加速度峰值更高,螺栓松动缺陷的存在会减弱连接部位振动加速度峰值的差距,设备内部存在异物时对所在位置附近的振动特性有轻微的影响。     

特高压GIS现场雷电冲击试验电压台阶现象分析EI北大核心CSCD

随着电压等级的提高,气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)的应用越来越广泛。为确保绝缘性能,GIS设备在入网前都要进行现场耐压及绝缘试验。雷电冲击耐压试验是GIS等高压电器设备现场试验必须进行的试验项目之一,但现场发现,雷电冲击耐压试验过程中存在波形畸变问题,在雷电波的上升沿会出现所谓的"台阶"现象。通过ATP-EMTP电磁暂态分析软件搭建试验系统模型,对电压波在特高压GIS负载内的传播过程进行了计算,并对出现台阶现象的原因进行了分析。结果表明,台阶现象是由负载的分布特性与各个电气环节间波阻抗的相互作用引起,高压引线与分支母线间节点处、分支母线末端集中性负载所产生的电压负反射是引起电压波形出现台阶的主要因素。根据以上研究,提出了存在台阶的试验电压波形波前时间的确定方法。     

基于振动信号的GIS触头接触异常研究分析

为研究GIS在开关接触不良状况时振动机械特性,笔者在实验室搭建GIS振动信号测试模型,利用自主开发的诊断测试系统对振动机械特性进行了研究,检测结果发现,当GIS设备振动频率基频为100 Hz,接触不良故障严重时,会出现明显的300 Hz和600 Hz信号。通过现场测试,验证了该方法的有效性。