存在气泡缺陷的盆式绝缘子电场仿真分析

盆式绝缘子内部存在气泡缺陷是引起局部放电和沿面闪络的重要因素,为研究气泡对盆式绝缘子电场分布的影响,采用ANSYS有限元分析软件建立存在气泡缺陷的盆式绝缘子三维仿真模型,分别研究快速暂态过电压和工频电压作用下,气泡大小、位置对盆式绝缘子电场分布及沿面闪络的影响。结果表明:气泡缺陷会引起盆式绝缘子电场畸变,最大电场强度比无气泡缺陷时增大了30%左右,且气泡越靠近金属端,盆式绝缘子电场强度越大。电场畸变主要出现在气泡缺陷附近,畸变程度与气泡尺寸、径向距离及距表面的距离有关。     

盆式绝缘子金属丝缺陷下电场分布仿真研究

为研究金属丝缺陷对GIS内部盆式绝缘子电场分布的影响,采用有限元分析方法,以实际1100kV GIS内部盆式绝缘子为研究对象,利用ANSYS仿真软件仿真计算存在金属丝缺陷的盆式绝缘子电场分布,并研究金属丝的分布方向、径向距离、长度和宽度对盆式绝缘子电场分布的影响.结果表明:盆式绝缘子内部的金属丝缺陷会使电场严重畸变,电场强度最大值为无缺陷时的10.76倍,且金属丝径向分布时对盆式绝缘子电场的影响更大.盆式绝缘子的电场畸变程度与金属丝分布方向、径向距离及长度有关.     

温度梯度下直流GIL三支柱绝缘子电荷积聚对电场分布的影响分析

在直流电压和温度梯度作用下,气体绝缘输电管道的三支柱绝缘子表面及内部容易积聚电荷,引起局部电场畸变,易诱发三支柱绝缘子沿面闪络和支腿炸裂.通过建立直流三支柱绝缘子电-热-流多物理场的电荷积聚模型,研究了不同运行电流下直流三支柱绝缘子的电场畸变特征.在最大允许电流下,三支柱绝缘子的表面切向电场强度主要集中在支腿底部,最大切向电场强度可达2.87 kV/mm,而三支柱绝缘子金属嵌件-环氧界面的电场强度可达5.96 kV/mm.直流三支柱绝缘子支腿底部特别是与金属嵌件的交界面,是电场畸变的薄弱环节,在优化设计时需重点考虑温度梯度下支腿底部和金属嵌件的表面电场均匀分布.该研究结果可为高压直流气体绝缘输电管道三支柱绝缘子研发提供参考.     

关于直流光学电流互感器光纤绝缘子内部放电机理的研究

乌东德工程首检结束后,大量直流光学电流互感器出现故障。经过排查,故障均是由互感器光纤绝缘子内部的光纤通道损坏导致的;通过对故障测量装置的光纤绝缘子进行解剖,发现在其高、低压端金属法兰内部发生了不同程度的放电。通过仿真建模对光纤绝缘子电场分布进行研究,明确了光纤绝缘子内部放电机理,即在运行工况下光纤绝缘子金属法兰出口处电场较周围更大且该界面为多种材料的复合界面,较易产生空间电荷的堆积,一旦产生小的局放就会使环氧管内壁与光纤外壁不断堆积电荷并使局部电场畸变,最终导致环氧管壁对光纤产生放电。     

±800kV直流分压器典型绝缘故障的仿真分析与应对措施

直流分压器是换流站内的重要电压测量设备,其绝缘故障将直接影响直流输电系统的运行。针对两起±800 kV直流分压器的典型绝缘故障,结合设备解体情况,分析了直流分压器的绝缘结构,运用ANSYS有限元仿真软件,对不同运行工况下分压器的电位和电场分布进行了计算分析,明确了故障原因为:在恶劣的外绝缘运行环境下,分压器环氧筒外套绝缘电阻发生非线性下降,其与阻容分压单元轴向电阻的不匹配导致了分压器轴向电位差,进而引起环氧筒局部放电、沿面放电,以及阻容分压单元径向局部放电和SF_6气体间隙击穿。提出了改善分压器外绝缘电位分布、提高分压器内部局放及击穿阈值、开展针对性运行维护的应对措施。研究成果对于指导直流分压器的选型与运行维护,提高分压器运行的可靠性均具有重要意义。     

±800kV直流分压器径向电位分布有限元分析

直流分压器由于内部阻容单元与外绝缘结构电压分布不同,不可避免地使阻容单元与空心绝缘子之间形成径向电位差。为研究直流分压器径向电位与大气环境条件的关系,以具有复合外套的±800 kV直流分压器为例,采用有限元分析计算干燥、均匀湿污、非均匀湿污和大雨等条件下直流分压器内部的径向电位分布。计算结果表明,干燥条件下径向电位最高处位于分压器高压端附近第二节阻容单元处,最高径向电位差约为60 kV;湿污条件下,分压器最大径向电位略微升高,约3 kV;雨量较大并桥接部分伞裙时,最大径向电位会有不同程度的提高,与雨帘的长度和位置有关。直流分压器内部径向电位的抬升易引发内部电极径向放电的风险,因此直流分压器内部绝缘裕度设计过程中应考虑不同工况下的径向电位变化。     

界面电荷注入与积聚行为对直流GIS/GIL绝缘子沿面电场的影响分析

气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)和气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metalenclosed transmission line,GIL)运行电流大,设备内部存在明显的温度梯度分布,造成高压电极附近电荷的注入与迁移加剧,导致绝缘子内空间及表面电荷的积聚,畸变电场,容易诱发沿面闪络故障。为此文中建立了电—热耦合应力下直流盆式绝缘子内的电荷注入与积聚模型,研究了考虑电荷注入和迁移特性的绝缘子空间电荷及表面电荷积聚情况,并分析了不同负载电流下绝缘子沿面电场分布规律。研究结果表明:温度梯度下,导体—绝缘界面电荷注入会造成绝缘子内部同极性空间电荷的积聚,并且空间电荷积聚密度会随着负载电流的增大而增大;空间电荷的积聚会减弱高压电极附近电场强度,增强绝缘子凸侧表面法向电场强度,加剧表面电荷的积聚;空间及表面电荷的积聚会使绝缘子表面电势上升,导致接地电极附近电势差增大,电场强度显著增大,地电极三结合点处的场强由空载条件下的1.71 kV/mm增长为额定电流作用下的3.47 kV/mm,增加了103%。该研究结果有助于理解温度梯度下直流绝缘子表面电场畸变机理,并对直流绝缘子的优化设计和安全运行有一定的参考价值。     

缺陷对交流1100kV GIL三支柱绝缘子电场分布影响的仿真

缺陷及导电微粒会严重畸变气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)用三支柱绝缘子的电场分布,甚至引发击穿、放电故障。该文分析特高压(UHV)GIL内可能存在的缺陷及来源,应用有限元仿真软件COMSOL研究了界面缺陷、内部气泡和导电颗粒对三支柱绝缘子电场分布的影响。结果表明,嵌件界面剥离和中心导体气隙对绝缘子电场分布有着相似的影响规律,其延伸长度越长,缺陷宽度越窄,则绝缘子表面最大电场强度越高。内部气泡对电场分布的影响与尺寸基本无关,但与其位置相关,越靠近金属嵌件对电场的影响越严重。附着导电颗粒会显著增强周围电场,其尺寸越大、电场畸变的范围越大,但对最大电场强度值影响较小;悬浮导电颗粒的尺寸越大,距离三支柱绝缘子表面的垂直距离越小,在三支柱绝缘子表面引发的电场畸变越严重;电场强度最大值随着导电颗粒靠近绝缘子腹部中心而增大。此外,所研究的几类缺陷中,附着导电颗粒对三支柱绝缘的危害最大,其次为界面缺陷。     

表面电荷积聚对冲击电压下绝缘子沿面放电的影响

绝缘子的表面缺陷会导致表面电荷积聚，使绝缘子表面的电场发生畸变，影响冲击电压下绝缘子的沿面放电。研究了表面电荷对绝缘子沿面放电进程的影响，发现表面电荷积聚可以降低绝缘子沿面放电的起始电压。外施冲击电压的极性与绝缘子表面电荷极性是否相同会影响绝缘子的电晕起始时刻、由流注向先导的转变时间间隔和流注电晕电流。表面电荷对GIS支撑绝缘子的50％冲击闪络电压和伏秒特性也有一定的影响。     

高压直流输电直流分压器内部故障分析及反措

高压直流输电工程中的直流分压器是极母线、中性母线电压的核心测量设备,直流电压的正确测量是保证直流控制保护系统正确控制保护行为的关键。实际运行经验表明,直流分压器内部绝缘闪络导致其内部分压、均压的阻容值发生变化,此时分压器电压传递函数发生突变,二次侧感受到的电压发生畸变,从而可能导致直流控制保护误动作。结合现场实测波形,通过PSCAD/EMTDC仿真分析定性确定了直流分压器内部不同故障点所引起的电压变化规律,在总结故障成因的基础上提出了相关反措建议。     

一种基于电压静态稳定性的电力系统自复性指标

本文针对电力系统的运行稳定问题,提出了一种综合的系统电压自复性指标。该方法结合了系统潮流方程的降阶雅克比矩阵最小特征值以及L指标,既能考虑到系统整体的电压裕度,又反映节点的电压稳定性,能够在直观、全面地体现系统当前运行状态距离崩溃点的距离的同时,对系统的状态变化进行监测。该评价方法在IEEE30节点系统模型与某实际电网模型进行测试,仿真结果表明该指标能够在系统负荷变化时较好地体现系统运行稳定性的波动。     

高压断路器电弧电压测量的导体附加压降消除方法

电弧电压测量是研究开断电弧特性的重要手段。针对目前电弧电压测量中存在的试品内导体附加压降不方便消除的问题,文中提出了一种附加压降消除方法,并研制出一套126 kV高压合成试验电弧电压测量系统。该系统在12~126 kV电压等级合成试验中得到了验证,该系统可在一次试验中获取导体附加压降消除所必须的数据样本,避免了正式试验前再进行额外短路试验,使得测量简单方便。     

降低电压互感器二次回路压降方法

电压互感器(TV)二次回路压降大小直接影响计量的准确性。通过对二次压降存在的主要问题进行分析,给出降低二次压降的方法,并做出相关比较和总结,推荐使用自动跟踪补偿法和光纤传输法。     

用系统电压进行电压互感器的核相试验

通过一次接线系统为同电源,其二次电压回路均为中性点接地及二次电压回路为非同相接地核相情况的分析,提出二次电压回路接地点为非同相时的测试及分析方法.     

关于电容式电压互感器测量谐波电压的问题

文章论述了电容式电压互感器测量谐波电压时存在的问题,并提出建议。     

关于电容式电压互感器测量谐波电压的问题

文章论述了电容式电压互感器测量谐波电压时存在的问题,并提出建议。     

动态电压恢复装置的电压瞬时跌落补偿技术研究

介绍了动态电压恢复装置的基本结构及工作原理,通过相量图的分析,得到了电压瞬时跌落补偿的电量关系式及几种典型的补偿方法.同时,讨论了补偿计算所需的瞬时跌落电压特征值的快速测量方法.     

低压配电系统中电压损失问题的探讨

针对低压配电系统中电压损失问题,从民用配电系统设计的角度,分析了线路电压损失的数学模型,在此基础上,给出了电压损失计算实例,并根据设计规范及重要用电设备对电压要求进行了探讨.     

动态电压调节器在电压跌落控制中的研究

随着各种敏感性设备在电力系统中的大量投入使用,电压跌落成为人们最为关注的影响设备正常工作的电能质量问题。配电系统电压跌落时,动态电压调节器可以维持敏感性设备的电压稳定。给出了动态电压调节器的电路结构以及其改善电压跌落的基本工作原理,论述了动态电压调节器的动态特性,并结合这些特性对其可靠性提出了一些改进措施。     

降低电压互感器二次压降的技术措施

针对不同情况通过采用不同的压降补偿方法,使电压互感器出口电压与电能表端子电压一致,从而使计量更加准确,并以一个实例作说明。