大型冲击电压发生器及其试验回路电感的估算与实例

大型冲击电压发生器至被试品距离较远，其本体及外回路总电感较大，使雷电冲击试验时的输出波形在峰值处出现过冲，其过冲值往往超出国标所允许的范围。本文介绍了冲击试验回路电感的估算方法，并设法减小回路电感，使输出波形的峰值过冲满足标准要求。估算与实侧对比，结果是相当满意的。     

特高压GIS设备现场标准雷电冲击耐压试验技术的应用

气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)在电力系统中应用广泛,其运行安全可靠对电力系统至关重要。现场雷电冲击耐压试验受制于设备体积和回路电感,难以在GIS变电站,尤其是特高压GIS变电站应用。本文分析了目前GIS设备冲击耐压试验现状,并从波形参数、电压极性和加压间隔时间等方面阐述了GIS设备冲击电压绝缘缺陷检出影响因素。基于研发的特高压GIS变电站现场冲击耐压试验用的可移动式气体绝缘标准雷电冲击试验成套设备,成功在1000 kV南京站和苏州站开展了现场标准雷电冲击耐压试验。     

4.2MV冲击电压发生器触发脉冲耦合方式研究

紧凑型封闭式的冲击电压发生器由于其自身固有电感小的特点,常用于大容量试品现场冲击试验,为了提高装置同步性能,需要在前级设置多路电脉冲触发开关。由于其级间耦合电容和开关杂散电容较大,多路开关同步触发就变得更加困难。在4.2MV封闭式冲击电压发生器中,通过外部触发器产生百千伏纳秒脉冲波形,并通过隔离元件施加至前三级开关触发电极。隔离元件既要保证纳秒级触发脉冲有效地传输至触发电极,又要隔离主回路放电。研究结果表明,千欧级的电阻可有效抑制装置同步时耦合在触发器上的电压幅值,但同时使得触发器输出电压幅值严重降低,前沿变慢;电感耦合方式使得触发电压在波前出现振荡,波形质量较差,且数微亨左右电感难以抑制同步时触发器侧耦合电压幅值;采用电容耦合方式既可以保证触发器输出电压的波形质量,又可以抑制触发器侧同步耦合电压。     

大容量GIS现场冲击试验问题探讨

受制于传统冲击试验设备技术瓶颈,现场冲击试验,尤其是标准雷电冲击试验难以开展。为此,结合气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS)现场雷电冲击试验现状,研究了不同冲击电压波形参数对SF_6气体间隙放电特性的影响,发现冲击电压波前时间对GIS绝缘缺陷检测有效性有显著影响,在一定范围内,波前时间越短,绝缘缺陷检测有效性越高。分析了冲击试验回路参数对冲击电压波形的影响规律,发现负载电容和回路电感是影响冲击电压波前时间的主要因素,提出了2种提高冲击试验缺陷检测有效性的方法:现场试验时可采用隔离开关操作将GIS分成若干段,以减小负载电容;减小冲击电压发生器本体电感,以减小回路电感。     

冲击电容器直流叠加操作冲击回路仿真分析

直流输电线路中性线上运行的冲击电容器,同时承受直流电压及站内外故障操作冲击电压的影响。基于pscad电磁暂态仿真软件对冲击电容器直流叠加操作冲击电压老化试验回路进行了仿真,分析了该试验回路中直流电压对冲击电压发生器输出波形的影响,以及连接操作冲击电压侧与直流电压侧的耦合电容对试品电压波形的影响。分析认为,直流电压对冲击电压发生器输出波形影响极小,耦合电容取值对试品电压波形影响也极小。仿真结果表明,冲击电容器直流与冲击叠加老化试验具有可行性。     

特高压大容量GIS 雷电冲击波形调试研究

雷电冲击耐压试验是检验GIS(Gas Instulated Switchgear,气体绝缘全封闭配电装置)设备绝缘性能的重要手段。特高压大容量GIS设备的雷电冲击试验经常遇到波头时间Tf和过冲系数?超标问题。本文依托厦门理工学院高压电力大厅的试验场地和3000kV/300kJ冲击电压发生器,以1100kV GIS设备(电容量为2500pF)为研究对象,试验中通过优化波头电阻排列、改善高压导线布置、串接阻容装置等方法,使试验波形中的波头时间Tf从最初的1.84?s降低到1.56?s,同时保证过冲系数β不超过10%。本文对特高压大容量设备雷电冲击试验具有一定借鉴意义。     

便携式快前沿紧凑型现场冲击试验

介绍一种便携式快前沿紧凑型现场冲击试验装置,该装置通过增加GIS母线长度来补偿回路固有电感的影响,通过控制陡化间隙的距离和波头电阻的大小,来产生雷电冲击、操作冲击电压以及VFTO多种冲击电压以满足现场冲击试验的需要,并可以通过控制陡化间隙的击穿电压来控制输出电压幅值,其电压波幅值可高达2 MV、主振频率为6 MHz的电压波,满足了特高压试验对特快速瞬态过电压以及雷电冲击电压模拟的要求。     

振荡雷电冲击电压波形参数分析

为提高气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)可靠性,现场冲击耐压试验至关重要,近年来,振荡雷电冲击电压是该试验常用电压波形。考虑到冲击电压波形随发生器参数及负载变化,它们之间的关系需要从理论上认识清楚。文中根据放电等效电路,建立关于输出电压的三阶微分方程,解得振荡雷电冲击电压及其包络线的时域表达,提取各波形参数,研究它们与负载电容、回路电阻、调波电感之间的关系。结果表明,振荡频率和波头时间由电感和回路电容决定;半峰值时间受波头电阻、波尾电阻和负载电容共同影响;发生器效率随负载电容的增大而急剧下降。当冲击电压发生器参数设计合适时,即使负载电容在大范围内变化,输出振荡冲击电压波形也总能满足标准要求。研究成果对GIS现场冲击耐压试验中电压波形的调节具有很好的指导作用。     

大型变压器雷电冲击试验波形的改善

分析了大型变压器冲击试验回路中存在着较大回路电感的原因,提出了以减小试验回路电感来改善雷电冲击试验波形的有效方法。     

直流叠加冲击电压时GIS母线闪络特性北大核心CSCD

GIS母线残余电压和合闸的操作冲击电压共同作用可能会造成GIS母线发生闪络,开展GIS母线有直流电压情况下叠加冲击电压试验,是研究提高GIS母线绝缘水平的必要方法。文中通过搭建直流叠加冲击电压试验回路,研制1100 kV串联550 kV GIS母线试验平台,开展直流叠加雷电或操作冲击电压试验,结果表明:单独±2400 kV雷电冲击电压或单独±1800 kV操作冲击电压作用时,母线均未发生闪络;负极性直流叠加负极性冲击电压作用时,550 kV GIS母线段多次发生闪络,负—负极性叠加比单独冲击电压作用时闪络电压更低,负—负极性叠加的闪络电压比其他极性组合叠加的闪络电压更低,其中-450 kV直流叠加-2400 kV雷电冲击电压时,与单独-2400 kV雷电冲击电压作用时比较,叠加的雷电冲击闪络电压幅值大约下降28.5%。     

变压器类操作冲击试验的调波理论与计算

本文中作者介绍了变压器、电抗器操作冲击试验的波形标准要求,对试验中各分量进行了分析,并给出了试验调波的计算实例。     

冲击接地电阻测量

详细介绍了冲击接地电阻的测量方法,包括冲击接地电阻的测量方式及换算方法、接地极有效长度的计算等,为冲击接地电阻的测量提供参考。     

振荡型雷电冲击电压和标准雷电冲击电压在220kV GIS中的分布特性研究

GIS具有优良的性能,被广泛应用于电力系统,其在出厂时会进行双指数型冲击考核其绝缘性能,而在现场试验时则会采用振荡型冲击电压波形,在两种冲击电压波形作用下GIS内部各节点的电压分布情况是进行试验结果分析的基础。为了掌握不同类型冲击下的电压分布情况,文中利用数值仿真软件ATP-EMTP,对某220 kV GIS设备进行了仿真建模,分别对振荡雷电冲击波与标准雷电冲击波两种电压波下GIS中波的传播情况和各节点出线的电压分布进行了仿真研究,并对两种电压波作用下的节点电压进行了比对分析。结果表明,相比振荡型雷电冲击,施加双指数雷电冲击时会出现相对较大的过电压,随着测量节点与入口处距离的增加,节点电压降低,波形的畸变减弱。文中的研究结果为GIS现场冲击耐压试验方案的确定、整体绝缘强度的判断提供了数据支持。     

冲击电压标准波源的研制

IEC标准规定使用高精度的冲击电压标准波源校准数字记录仪,为了能够校准冲击电阻分压器和数字记录仪组成的完整测量系统,文中介绍了可产生IEC 60060-1—2001中规定的雷电全波的冲击电压标准波源的原理、设计和结构。冲击电压标准波源为小型的MAX发生器,其电压峰值Up、波前时间T1、波尾时间T2都可以根据脉冲形成回路的元器件参数计算得到。该标准波源的输出电压波形峰值为80~1 000 V,理论计算时间参数(0.791/58.22)μs。采用PTB校准过的14Bit数字记录仪测量低阻抗标准的输出波形,电压峰值Up实际测量结果与设置值的偏差在0~0.8‰之间;波前时间T1的偏差-2‰~3‰之间;半峰值时间T2的偏差为-1‰~0.8‰之间,峰值参数满足±1‰的允许误差要求,时间参数均满足±1%的最大允许误差要求,连续重复20次,最大标准偏差为2.5×10-4,一年内各电压点的峰值长期稳定性在0.3‰内。该标准波源可作为冲击电压溯源过程中校准数字记录仪的主标准,校准电阻值为3.25 kΩ的冲击电阻分压器,校准分压比为93.42,结果与分压器频率响应试验结果一致,时间参数与MATLAB程序计算结果吻合,表明该低阻抗冲击电压标准波源也可校准电阻分压器。     

新型冲击峰值电压表的研制

对所研制的冲击峰值电压表进行了介绍，对其中的几部分主要电路的设计作了说明，并详细分析了数字分压电路的独特设计，该仪表采用了数字电路及独特的数字分压器，稳定性提高，抗干扰能力增强；其体积、重量均减少了许多。     

冲击电压测量的国际比对

介绍了西安高压电器研究所进行冲击电压国际比对测量的项目和方法,并详细列出了PTB(德国物理技术研究院)的两台分压器A和B以及西高所自制的两台分压器C和D的测试结果;给出了B,C,D对A的比对结果。     

中压缸冲转再热机组邻炉冲转技术应用

具有中压缸启动方式的大型火电机组，采用邻炉冲转具有启动过程中燃油及厂用电能耗低的特点，特别是在大修后的启动过程中，由于试验多、空转时间长，单元制运行时锅炉耗油多，邻炉冲转的优越性就更加明显。因此可以通过改造，加装邻炉冲转系统，使得机组在大修后的启动过程中减少大量消耗并节省许多时间，从而获得较好的经济效益。陕西电力科学研究院和华电蒲城电厂对该厂1、2号330MW机组实施了改造，取得了满意的结果。     

中压缸冲转再热机组邻炉冲转技术应用

具有中压缸启动方式的大型火电机组,采用邻炉冲转具有启动过程中燃油及厂用电能耗低的特点,特别是在大修后的启动过程中,由于试验多、空转时间长,单元制运行时锅炉耗油多,邻炉冲转的优越性就更加明显。因此可以通过改造,加装邻炉冲转系统,使得机组在大修后的启动过程中减少大量消耗并节省许多时间,从而获得较好的经济效益。陕西电力科学研究院和华电蒲城电厂对该厂1、2号330 MW机组实施了改造,取得了满意的结果。     

低压脉冲法和冲闪法对电缆故障定位的分析

介绍了低压脉冲反射法、冲击高压闪络法对电缆的故障定位时产生的波形进行了分析,并结合工作实际经验,对波形的识别进行了总结,并对实例进行了介绍。     

Evaluation of Breakdown Characteristics of Oil-immersed Transformers under Non-standard Lightning Impulse Waveforms - Method for Converting Non-standard Lightning Impulse Waveforms into Standard Lightning Impulse Waveforms

To lower the insulation specifications (specifically, the lightning impulse withstand voltage) of oil-immersed transformers and thus reduce equipment cost while maintaining high insulation reliability, it is required to identify the insulation characteristics under non-standard lightning impulse waveforms that are associated with actual surge waveforms in the field and quantitatively compare them with the characteristics under the standard lightning impulse waveform. In the previous research, field overvoltages in the lightning surge time region were analyzed, and four typical non-standard lightning impulse waveforms were defined. These four waveforms were used to measure the breakdown voltages and the partial discharge inception voltages on three models of the winding insulation elements of oil-immersed transformers. The average breakdown voltages were evaluated in terms of the overvoltage duration. This paper describes a method for converting of non-standard lightning impulse waveforms into standard lightning impulse waveforms with equivalent stress for the insulation. The constructed algorithm was applied to four examples representing two types of non-standard lightning waveforms. Due to the conversion into standard lightning impulse waveforms, the crest values were reduced by 14% to 26%. This seems to be a potential for reduction of lightning impulse insulation specifications of oil-immersed transformers.