超高压交流变电站金具电晕特性与选型研究

为消除电晕放电造成的能量损耗和电磁干扰,对不同种类金具的电晕特性以及不同电压等级下金具选型进行研究。利用紫外成像仪对几座超高压交流变电站的电晕放电现象进行观测,找出易发生电晕放电的金具;对此金具结构建立三维有限元仿真模型,计算在施加500 kV和750 kV电压等级下,不同尺寸金具表面电场强度分布情况,并针对场强较大的结构进行优化设计。研究结果表明,随着均压环、屏蔽环管径和屏蔽球球径的增大,其表面电场强度逐渐减小;结合金具表面起晕场强控制限值,给出了500 kV和750 kV电压等级下,耐张绝缘子串屏蔽环、V型绝缘子串均压环以及导线屏蔽球的尺寸选型。     

±800kV特高压换流站阀厅金具防晕设计尺寸研究

起晕场强是阀厅金具电晕控制的重要依据,针对±800 kV特高压换流站阀厅金具防晕设计裕度过大问题,在海拔高度分别为50 m和4300 m的试验室开展了管母线和屏蔽球的起晕电压试验。利用起晕电压试验、Peek公式和Ansys三维电场仿真计算结果,给出了±800 kV阀厅不同类型金具的防晕最小设计尺寸,并在此基础上提出了阀厅金具表面场强控制建议。建议±800 kV阀厅管形金具等效管径不小于150 mm、球形金具等效球径不小于800 mm、边缘倒角曲率半径不小于30 mm。提出±800 kV阀厅金具场强控制原则为:等效直径大于200 mm的管形金具、近似圆柱体或球形金具其起晕场强控制值不大于12 kV/cm,等效直径不大于200 mm的管形金具或近似圆柱体金具其起晕场强控制值不大于18 kV/cm。研究成果为±800 kV阀厅金具的防晕优化设计提供了一定的参考依据,为后续阀厅金具表面场强控制标准制订提供了技术支撑。     

高海拔地区特高压换流站典型电极起晕特性与均压屏蔽电极设计

合理设计高海拔地区特高压换流站均压屏蔽装置能够有效避免站内电晕放电,保障系统安全稳定运行.为实现高海拔地区均压屏蔽金具的可靠应用,文中在平原地区(平顶山)和高海拔地区(羊八井)进行了特高压换流站典型电极的起晕试验,计算获得了不同尺寸典型电极的起晕场强,并提出了海拔4300 m金具的控制场强值.仿真分析了球形、鼓形电极表...     

220kV变电站电晕噪声抑制技术研究和应用

变电站电晕放电会导致变电站工频电磁场及无线电干扰水平超标,对周围环境造成噪音和电磁污染,影响居民生活和工程的环境评价,因此必须对其进行治理。根据相关设备、金具的实际布置形式和外形结构图纸,结合变电站电晕实测结果,同时考虑相间影响和周围带电导体作用,采用有限元软件ANSYS建立了220 kV变电站典型放电位置的三维电场有限元仿真计算模型,计算了金具表面的电场分布,得到了其表面的场强最大值和分布规律。根据计算结果优化了金具的结构、尺寸和参数,并提出了电晕噪声抑制措施。仿真结果表明采取优化和抑制措施后,金具的电场分布畸变有较大改善,表面最大场强下降到3 000 V/mm以下。研究成果为变电站的防晕降噪设计提供了重要参考,为绿色电网和变电站的建设提供了依据。     

高海拔地区高压直流屏蔽金具电晕特性

随着高压直流屏蔽金具国产化的推进,越来越多的国产金具如屏蔽环等逐渐应用到换流站中,而屏蔽环电晕起始特性随自身尺寸变化规律目前尚不清楚。为研究屏蔽环的电晕特性,依据±500 k V木家换流站和昭通换流站阀厅典型屏蔽环的尺寸,设计了环径分别为600、800、1 000 mm的3组屏蔽环,在昆明南网特高压试验基地(海拔约为2 100 m)开展试验,采用阶梯升压方式对屏蔽环加载电压,通过紫外成像仪判断屏蔽环是否发生电晕,以确定对应的电晕起始电压,并根据试验布置建立3D电场仿真模型,采用有限元数值仿真方法,计算出各屏蔽环对应的电晕起始场强。通过对屏蔽环电晕特性的分析研究得出屏蔽环电晕起始电压与场强随环径、管径的变化趋势,并给出各典型尺寸屏蔽环在高海拔地区的电晕起始控制场强,其中最小的起晕场强控制值21k V/cm,这为实际工程提供了校核参考数据,并为屏蔽金具的国产化设计和选型提供参考。     

高海拔地区750kV变电站防晕型金具的研究与应用

750kV兰州东和官亭变电站自2004年建设以来,为西北地区750kV超高压输配电系统的建设奠定了基础.运行中发现了部分设备端子尖端放电、噪声大等问题,因此,高海拔地区750kV变电站防晕型金具的研究及应用成为变电站建设的重要环节.针对高海拔地区750kV变电站防电晕、降低噪音进行了可行性研究,通过对变电站电力金具的改进,成功地解决了设备电晕产生的噪音对环境污染和人身伤害,并在西宁750 kV变电站得到成功应用.为今后高海拔地区750kV变电站防电晕措施的进一步改进奠定了基础.     

高速列车车顶高压设备电场仿真计算及金具结构优化

高速列车车顶高压设备易出现电晕放电甚至沿面闪络,而电场分布特性是影响放电的重要因素之一。笔者结合实际运行中的某高速列车车顶高压设备的设计方案,利用有限元方法仿真计算了其电场分布,得到并分析了车顶高压设备电场分布的规律及特点,并优化了部分场强过高的金具结构。结果表明,车顶高压设备电场分布无轴对称性且极不均匀,设备伞裙的最高场强位于伞裙与高压端金具连接的部位;部分金具表面场强超过起晕控制场强,可能引发电晕放电,经优化后的金具表面场强满足起晕控制场强的要求。     

特高压多端柔直换流站直流场均压屏蔽金具电场分布仿真分析与差异化优化方法

特高压多端柔性直流输电技术是近年来电力系统中重要的发展方向,其换流站中合理的均压屏蔽装置设计能够有效保障系统安全稳定运行,并降低投资成本。针对多端柔直换流站直流场金具优化设计,搭建开展了典型球、环电极电晕试验,得到了适用于换流站不同尺寸金具的控制场强公式。根据±800kV多端柔直换流站直流场的设计方案和设备布置,建立了三维全场域有限元仿真模型,计算分析了运行工况下直流场中各均压屏蔽装置的电位、电场分布,基于控制场强提出了典型金具的差异化优化思路与改进方向。结果表明,直流场内主设备金具及连接金具表面电场强度均不超过2000V/mm,旁路开关均压环表面场强较高、裕度较小,需要增大尺寸;±800kV穿墙套管均压环表面场强较低、裕度较大,可以适当缩小尺寸以降低成本。所得研究成果可为±800kV多端柔直换流站中均压屏蔽金具的自主研发与优化设计提供参考。     

750kV高压电抗器笼式出线结构均压特性研究

750 kV变电站内高压电抗器多采用笼式分裂导线与管母连接,该结构形式较为复杂,容易发生严重的电晕放电,既造成功率损耗,又给周围环境带来可听噪声和无线电干扰,因此有必要对高压电抗器出线结构采取一定的防晕措施。采用三维有限元法,对750 kV变电站高压电抗器出线回路进行仿真计算,得出其三维电位及电场强度分布规律,计算笼式出线各分裂导线表面的电场强度分布情况,分析不同屏蔽环配置对其分布的影响,提出高压电抗器笼式出线结构的屏蔽环配置建议。研究成果有效改善了750 kV高压电抗器笼式出线结构的均压特性,已在甘肃白银750 kV变电站的设计和建设中得到应用。     

基于子模型法750kV变电站内导体三维工频电场分析及优化

随着输电电压等级的提高,变电站内导体周围电晕问题越来越严重。为研究变电站内导体周围起晕情况,文中建立了甘肃某750 kV变电站内导体一跨的整体三维模型,结合有限元仿真软件计算其整体电场分布。然后提取各部位的子模型(如跳线、线夹),对其电场进行更为精确地计算,并提出优化电场分布方案。结果表明:导线表面的电场强度随导线分裂数的增加而下降,采用四分裂导线取代二分裂导线可以降低跳线处表面最大场强,最大电场强度由2 512.54 V/mm六变二金具,外侧线夹表面的电场强度比T型六变二金具外侧线夹表面电场强度下降了1 174.79 V/mm,降幅达到35.36%,可以有效的降低金具发生电晕现象。     

750 kV交流变电站导体电晕校核的新方法

750 kV及以上交流变电站的软、硬导体选择直接关系到变电站的投资及安全稳定运行。随着电压等级的提高,选择合适的软、硬导体也可以降低乃至避免变电站内导体、导线产生电晕及高频的电晕噪声,从而建设资源节约型和环境友好型的精品工程。依托在建的沙洲750 kV变电站内软、硬导体选择及电晕校核,提出了 750 kV变电站内软、硬导体新的电晕校核方法,并针对实际的软导线进行了相关技术经济比较,从而得到最适合沙洲750 kV变电站的软、硬导体型式。     

基于CDEGS的裸导体表面电场强度分析

DL/T 5222-2005《导体和电器选择设计技术规定》提供了裸导体可不验算电晕的最小外径的计算公式,选定的导体表面电场强度水平是否满足Q/GDW 551-2010《变电站控制电晕噪声技术导则(导体金具类)》等相关规范的电晕控制要求并有多少裕度不得而知,且应用于750 kV、1000 kV电压等级的经验不多。本文基于CDEGS仿真计算软件,对按DL/T 5222-2005规范选定的可不校验电晕的最小外径的导体表面电场强度进行了核算。结果表明按DL/T 5222-2005规范进行750 kV、1000 kV导体电晕最小外径时是可靠的,且海拔1000 m及以下全面电晕电场强度E0宜取2000 V/mm。     

变电站计算机监控系统在750 kV官亭变的应用

750 kV官亭变电站是我国建设的第一座750 kV变电站,是目前海拔最高的特高压变电站,对于打通我国“西电东送”北通道发挥着重要作用。750 kV官亭变计算机监控系统的投运,缩小了我国与国际超高压变电站自动化技术发展进程的差距,同时为西北750 kV超高压电网的生产管理,安全和经济运行奠定基础。文章主要介绍了750 kV官亭变电站综合自动化系统的主要结构、功能及对其优缺点进行分析阐述。     

±800kV云广线换流站母线电晕特性试验研究

为实现±800kV直流换流站母线电晕特性影响换流站管母线的优化设计和经济运行,对不同对地高度的φ250和φ300管母线的起晕电压、无线电干扰、可听噪声和地面合成场强进行了实验室试验。试验表明,φ250、300管母线施加±800kV直流电压时,管母线在高度10m和12m时起晕电压>±1200kV;管母线下地面合成场强<30kV/m,可听噪声<55dB,无线电干扰<60dB。φ250和φ300管母线电晕特性均满足±800kV换流站控制指标的要求。考虑到±800kV云广直流输电工程换流站的海拔高度影响,建议送端站选择φ300管母,受端站选择φ250管母,且其对地高度≥12m。     

330kV同塔双回线路过电压计算及分析

803电厂规划双回330kV线路接入酒泉750kV变电站,全线采用同塔双回路架设,增加了相间电容和相地电容,增加了系统过电压水平;另外,由于803电厂处于甘肃河西电网末端,运行条件较为苛刻。因而有必要对803电厂-酒泉双回330kV线路进行过电压研究。基于此,首先利用戴维南定理对803电厂-酒泉750kV变电站相关系统...     

750kV乌北片区电网短路电流现状及改进措施

由于电源大规模投运,750 kV乌北变电站短路电流水平严重超过了断路器额定开断能力。针对750 kV乌北变电站220 kV侧短路电流严重超标的问题,分别从电网运行方式调整、发电厂升压站采用高阻抗变压器、加装限流电抗器及变电站中性点加装限流电抗器几个方面对短路电流下降情况进行了相关分析计算,但合理的网架结构和电源装机规模是解决短路电流超标问题的最根本途径,结合远期750 kV五家渠变电站的投运对乌北片区短路电流进行了预测。该分析结果对于合理规划750 kV片区电源容量,限制电网短路电流水平具有一定的参考价值。     

云广±800 kV直流换流站管母线电晕特性及优化研究

直流母线电晕特性是换流站选择母线的主要考虑因素。本文通过建立换流站母线表面电场、地面合成场强、无线电干扰和可听噪声的计算模型,计算分析了±800 kV换流站管母线的起晕电位梯度、起晕电压、合成场强、无线电干扰和可听噪声水平,并结合计算结果和相关标准,确定了±800 kV换流站管母线电晕特性参数的控制指标。以控制指标为依据,评价了不同母线型式和布置情况下的电晕特性参数,获得了±800 kV云广直流换流站管母线规格和布置高度。推荐的管母线规格为：送端站选择φ300 mm管母,受端站选择φ250 mm管母,管母线对地高度不小于12 m。     

复合绝缘材料在750kV变电站中应用的关键技术

为保证沙州750 kV变电站电气设备外绝缘全复合化设计顺利实施,对750 kV变电站电气设备外绝缘全复合化设计的关键技术进行研究.研究内容包括提高复合绝缘材料耐风沙性能及耐紫外线性能技术、提高环氧树脂绝缘材料弹性模量成型技术、750 kV主变压器及高压电抗器出线套管研制技术、750 kV复合支柱隔离开关研制技术、72.5 kV复合柱式断路器研制技术等.上述关键技术的顺利完成,对于确保复合绝缘材料首次在750 kV变电站全面应用的安全性与可靠性具有重要意义.     

800kV套管现场吊装工艺控制

西宁750 kV变电站是已建成的我国目前海拔最高(2 650 m)的同等级电压变电站。800 kV设备套管长度长、重量大、价格高、生产制造周期长,现场安装技术质量要求高,稍有不慎将会造成套管损坏,严重影响工程工期。文章阐述了西宁750 kV变电站800 kV套管现场吊装的工艺控制及注意事项。