800 kV特高压直流穿墙套管故障分析

±800 kV云广特高压直流工程的800 kV直流穿墙套管投运3年后频繁出现故障,为分析故障的原因,对3支套管进行了解体检查,发现出现不同故障的共同原因均为套管户外端与户内端连接的锁紧环螺纹磨损。磨损产生的金属粉尘附着于套管短尾端,引起介损增加,严重时造成绝缘下降,电流击穿末屏接地点形成放电。同时螺纹磨损造成户外端与户内端连接紧固力下降,表现为套管直流电阻增大。针对故障原因,对套管结构提出增加径向锁紧的定位销的改进设计和对套管预防性试验项目增加直流电阻测试的改进建议。     

±800 kV滇西北特高压直流工程穿墙套管抗震性能研究

在高海拔、高地震烈度地区,良好的抗震性能是特高压直流穿墙管研制和运行的关键。针对滇西北特高压直流工程送端新松换流站9度地震烈度设防要求,为解决穿墙套管的抗震性能难题,评估穿墙套管的抗震性能,建立了新松站±800 kV穿墙套管及阀厅的有限元模型并进行地震响应分析。仿真结果发现设备应力响应较大,为增加应力安全裕度,提高设备抗震可靠性,提出了在穿墙套管根部布置金属摩擦阻尼器的减震方案,以提高套管整体抗震性能。同时根据仿真计算结果设计和研制了开展振动台试验所用的套管支架,对工程供货直流穿墙套管真型设备开展振动台试验研究,对比安装阻尼装置前后的直流穿墙套管地震响应发现:该方案可有效降低穿墙套管的地震响应,其最大应力和最大相对位移分别下降39.2%和71.3%,应力安全系数由1.53提高至2.52,显著提升了直流穿墙套管的抗震性能,满足滇西北工程抗震技术要求。     

±800 kV特高压直流穿墙套管故障分析及设计改进

胶浸纸(resin-impregnated paper,RIP)干式套管内部的SF₆气体与环氧树脂浸纸电容芯体组成的气-固界面是套管内部易发生放电的绝缘薄弱点。该文搭建闪络放电特性实验平台,测试套管环氧浸纸试样和芯体模型在不同表面状态、微粒影响下的表面电荷分布,揭示多种因素对表面电场及闪络特性的影响机制。同时,对套管芯体缺陷试样长时局部放电至闪络放电发展过程进行试验验证。结果表明：高压侧区域套管气-固界面存在高分散性的纤维凸起,运行过程中吸附微粒,在直流电压作用下电荷积聚和电场畸变引发微弱起始局部放电;长期的电压作用使电荷积聚加剧,电场畸变程度进一步增大,局部放电频次和幅值逐步增加,最终导致贯穿性闪络放电。该研究可为胶浸纸套管芯子表面处理工艺的优化,以及长期直流下闪络放电的抑制措施的制定提供理论和实验依据。

     

±800 kV特高压直流穿墙套管故障分析及设计改进

特高压直流穿墙套管作为换流站中连接阀厅和直流场的唯一通道,是承载系统全电压、全电流的核心设备,掌握穿墙套管在直流电压下的电荷积累特性和暂态电场变化规律对保障其运行可靠性具有重要意义。为此以±1 100 kV直流环氧浸纸–SF₆气体复合绝缘穿墙套管为研究对象,建立基于介质内部和分界面上电荷驰豫过程的复合绝缘系统电场模型,提出一种气体饱和电流密度的简化计算方法,以解决求解复杂仿真模型时对流扩散方程收敛较为困难的问题,利用该模型研究环氧浸纸–SF₆气体复合绝缘穿墙套管直流电场过渡过程和界面电荷积累现象,并结合三维电磁–热–流场数值计算,获得环氧浸纸–SF₆气体复合绝缘穿墙套管的三维温度场分布,分析环氧浸纸–SF₆气体复合绝缘穿墙套管在实际运行工况下的电–热耦合场分布规律。相关结论可为环氧浸纸–SF₆气体复合绝缘穿墙套管的结构优化设计、寿命评估和故障分析提供理论依据。

     

±800 kV特高压直流穿墙套管地震模拟振动台试验研究

特高压直流穿墙套管是换流站中的重要设备。为评估特高压穿墙套管的抗震性能及地震作用下的响应特征,对±800 k V足尺仿真穿墙套管模型进行了地震模拟振动台试验研究。通过白噪声扫频试验获得了套管的动力特性。通过不同地震动输入,研究了穿墙套管在不同地震动和加速度峰值输入下的响应,获得了穿墙套管关键位置的位移、应变及加速度响应。结果表明,在目标峰值地震动作用下,穿墙套管顶端位移及根部应力较大,外套筒与中间导电杆间的相对位移也较大。在对特高压换流站穿墙套管进行抗震设计时,应注意与之相连的母线冗余度以减小母线对套管的牵拉作用,采取措施提高穿墙套管的应力安全系数,优化套管内部结构以限制其导电杆与外套筒的相对位移。     

±1200 kV特高压直流穿墙套管抗震性能分析北大核心CSCD

为评估特高压穿墙套管的抗震性能,建立了某型1200 kV特高压穿墙套管仿真模型,针对该模型进行了动力特性分析,并通过时程计算方法获取地震下穿墙套管的加速度、位移及应力响应,分析其加速度放大系数以及根部应力峰值。基于结构地震响应研究了谱放大系数曲线及其峰值影响因素,进一步分析了法兰加劲肋和安装板厚度对地震响应的影响。研究表明:在地震波反应谱平台段内,穿墙套管顶部加速度存在明显放大效应,轴向谱加速度放大系数峰值出现在安装板面外变形模态频率附近。法兰加劲肋的设置可有效降低穿墙套管轴向加速度峰值,并减小安装板和法兰根部的应力峰值。随着安装板厚度的增加,穿墙套管轴向加速度峰值和安装板的应力峰值均减小,且随着板厚越大降低幅度逐渐平缓。     

±800kV特高压直流滤波电容器抗震性能分析

为评估±800 kV特高压直流滤波电容器抗震性能并对其进行抗震优化,本文建立了特高压直流滤波电容器的精细化非线性有限元模型,利用时程计算方法获得了滤波电容器在地震下的响应。针对某±800 kV特高压直流滤波电容器,计算发现其在地震作用下具有较强的非线性,结构频率低,位移较大且在设防地震下悬吊绝缘子强度安全系数不满足相关规范要求。通过对底层绝缘子预张拉力及张拉角度进行参数分析,发现增大预张拉力可以减小结构位移响应;增大底层绝缘子张拉放脚可以减小滤波电容器的轴力响应。当底层绝缘子张拉角度为80°,预张拉力为40 kN时,采用额定拉伸荷载不小于536 kN的悬吊绝缘子,可使该型滤波电容器满足设防地震要求。     

±800kV特高压直流隔离开关抗震性能分析

特高压三柱型直流隔离开关是换流站中的重要设备,目前对其抗震性能的研究较少。为评估特高压隔离开关的抗震性能,依据某±800 k V特高压工程中的直流隔离开关,通过精细化有限元分析,计算该设备关键部位的位移、应力及加速度,并分析支架型式及其连梁和隔离开关刀闸机构对隔离开关地震响应的影响。计算结果表明,采用复合材料的设备在地震动作用下,其顶部位移较大,使用管母线以及冗余度较小的软母线连接时,母线对设备可能存在牵拉作用。支架连梁及刀闸机构对设备的刚度影响显著。     

±800kV特高压直流输电工程直流穿墙套管设计缺陷及其改进方法

2011～2016年期间,运用在±800kV直流输电工程中的某类型直流穿墙套管先后6次发生故障,暴露出其在电气连接方面的一系列设计缺陷:均压罩等电位接触不良、表带触指接触电阻过大等。结合直流穿墙套管SF6分解产物超标、内部闪络、回路电阻超标、接头发热案例深入分析了直流穿墙套管故障的原因,总结了增加防松螺钉、等电位线、O型密封圈、接头镀银等改进措施,提出了增加等电位连接可靠性、保证通流裕度的直流穿墙套管设计建议,并提出重视SF6分解产物测试、增加回路电阻测试的运维建议。     

±800kV柔性直流穿墙套管温升特性研究

通过材料特性研究、三维建模计算和验证试验,研究了特高压柔性直流穿墙套管交、直流等效电流下的温度分布特性,分析了仿真计算与实测温度分布之间的关系.     

换流站±800kV直流穿墙套管回路电阻异常

介绍某换流站高端阀厅±800 k V直流穿墙套管预防性试验时发现套管回路电阻异常,这将会给设备正常运行带来风险。本文通过介绍设备情况、试验数据、返厂解体情况,初步分析得出了安装和装配过程不严谨、运行过程中受到机械外力、长时间大负荷运行产生氧化层等是导致回路电阻异常的三种主要原因,从而提出了后续的运行和维护措施。     

±800kV气体绝缘直流穿墙套管的研制

为支撑我国特高压直流输电工程建设,实现重大装备国产化,西安西电开关电气有限公司开展了±800kV直流穿墙套管的研制工作。本文研制了一种气体绝缘直流穿墙套管,使用专业分析软件对直流穿墙套管内部电场及结构强度进行了仿真计算,并在国家高压电器质量监督检验中心通过全部型式试验,其结构简单、通流能力强、可靠性高,能够很好地适用于特高压直流输电工程中。     

±800kV特高压直流测量系统优化研究

直流测量系统由光电互感器、光电转换模块、传输光纤、测量装置等系统构成,具有结构简单、抗干扰能力强、响应迅速等优点,能满足±800 kV特高压直流控制保护系统的性能和功能需求.介绍了特高压直流系统中光电互感器结构及其测量系统的工作原理,对比了实际工程中的配置情况,针对工程中直流滤波器电流互感器配置不当产生电磁干扰和测量系统滤波回路设计缺陷导致保护误动作等问题进行了分析,研究了相应的优化措施.通过仿真和工程实践验证了优化措施的正确性,可以提高特高压直流控制保护系统的运行稳定水平.     

±800 kV特高压直流保护优化研究

±800 kV特高压直流输电系统在电网中起到重要的资源调配作用。介绍了特高压直流保护的特点和保护分区,在对比分析云广和糯扎渡工程直流保护配置和保护功能逻辑基础上,研究特高压直流保护的优化。重点介绍了糯扎渡工程中极差动保护、金属回线差动保护和直流滤波器C1不平衡保护的保护配置、逻辑及其优化情况。优化后的直流保护配置和保护逻辑能够提高保护系统的速动性和可靠性,增强了特高压直流系统的稳定水平,对其他直流系统运行维护和后续工程设计也有一定的参考意义。     

±800 kV特高压直流输电技术研究

文章论证了在我国金沙江水电送出工程中采用±800kV,6400MW特高压直流输电技术的可行性.对特高压直流输电工程的工程设计所涉及的一些技术问题进行了全面探讨,在常规直流输电工程经验的基础上,根据特高压直流输电的技术特点,提出了一些新的设计思路和观点.     

±800 kV特高压直流GIL关键技术研究

为了提高特高压直流输电线路走廊选择的灵活性,研究可以替代部分架空输电线路的直流气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal enclosed transmission line,GIL)具有重要意义。提出了在进行直流GIL绝缘子相关试验时,以带绝缘子的圆柱平板电极替代带绝缘子的同轴圆柱电极的试验方法。结合国外小尺寸电极试验结果,采用麦夸特法拟合得到了考虑表面粗糙度的同轴圆柱电极SF6气体间隙下临界击穿场强估算公式。设计了包含微粒陷阱、微粒驱赶电极和屏蔽环的直流GIL电极结构,并对此进行了电场分布的仿真,结果表明此结构具有抑制金属导电微粒运动的作用。     

±800kV直流穿墙套管安装和现场试验关键技术研究

±800kV直流穿墙套管是特高压直流输电的关键设备之一,±800kV云南—广东特高压直流输电工程中的特高压直流穿墙套管在世界范围内属于首次研发和使用。介绍了±800kV直流穿墙套管的结构及其主要技术参数,给出了套管及其空心复合绝缘子的技术要求,重点阐述了套管的安装及现场试验,对直流耐压试验过程中出现的贯穿性闪络放电问题进行了阐述并从套管的外绝缘裕度、环境条件以及均压环的配置等方面分析了原因,介绍了其在新工程中外绝缘裕度的改进措施,为特高压直流穿墙套管的设计、制造提供依据。     

一起±800kV换流站极I直流穿墙套管故障分析

本文中作者介绍了一起±800k V换流站极I直流穿墙套管故障。对套管进行了电气试验检查以及解体分析,确定了故障的原因和故障位置,并提出了相关建议和措施。     

一起±800kV换流站极Ⅰ直流穿墙套管故障分析

本文中作者介绍了一起±800kV换流站极Ⅰ直流穿墙套管故障.对套管进行了电气试验检查以及解体分析,确定了故障的原因和故障位置,并提出了相关建议和措施.