额定电压780kV特高压交流避雷器电位分布计算与测量

适当降低避雷器额定电压可优化绝缘配合,降低特高压变电站的过电压水平或降低对设备的绝缘水平,提高工程经济性。但额定电压的降低代表避雷器内部电阻片荷电率升高,影响其电位分布均匀性。为了定量分析降低额定电压的特高压交流电站用避雷器的电位分布特性,以Y20W-780/1526型UHV MOA样机为研究对象,基于电场数值计算方法,在Ansys软件中建立3D有限元仿真模型,对5种均压电容配置方案的避雷器电位分布进行计算,选取电位分布最优的配置进行试验实测。试验采用无线测量系统,在一柱电阻片间布置36只传感器,通过测量电阻片的电流承担率反映避雷器轴向电位分布情况。对比仿真计算与试验实测结果得出两者的电位分布曲线变化趋势基本一致,最大相对偏差7.32%。考虑电阻片任意组装时电容分散性对避雷器电位分布的影响,计算出Y20W-780/1526型避雷器电位分布不均匀系数为1.129 6。验证了均压环、法兰及外套尺寸结构等条件不变的前提下,通过合理配置均压电容,可降低额定电压的特高压交流电站用避雷器满足技术规范中电位分布不均匀系数不应大于1.15的要求,研究结果可为特高压交流电站用避雷器降低额定电压设计提供参考。     

电阻片介电常数对GIS罐式避雷器电位分布的影响

为了实现超特高压交流无间隙金属氧化物GIS罐式避雷器(以下简称GIS罐式避雷器)的小型化,制造商多采用高梯度电阻片。由于影响避雷器电位分布影响权重最大的因素是电阻片介电常数,而高梯度电阻片的显著特征之一就是相对介电常数较小,这样会使避雷器的电位分布更容易受杂散电容的干扰而更加不均匀,从而影响避雷器的运行可靠性。以某500 kV GIS罐式避雷器为原型,建立三维电场仿真模型,利用有限元计算软件COMSOL仿真研究比较了使用传统电阻片和高梯度电阻片避雷器的电位分布的差异,分析了电阻片相对介电常数对避雷器电位分布的影响和规律,研究结果对超特高压GIS罐式避雷器设计和参数选取具有重要参考价值。     

750kV交流金属氧化物避雷器均压环结构对避雷器电位分布的影响研究

750 kV交流系统用复合外套无间隙金属氧化物避雷器在杂散电容的影响下电阻片轴向电位分布极不均匀,承担电压负荷过高的电阻片会加速劣化、导致避雷器损坏;通常采用在避雷器高压端安装均压环的方式改善其电位分布。采用有限元计算方法,对避雷器采用不同罩入深度、环径、管径的均压环时的电位分布补偿效果进行了研究,分析了电阻片的最大荷电率和沿避雷器电阻片轴向的电位分布,得到优化的750 kV交流金属氧化物避雷器的均压环结构参数,并总结了结构参数对避雷器电位分布的影响,为避雷器均压环的设计提供了参考依据。     

1000kV避雷器动作负载试验研究

介绍了1 000 kV交流系统用避雷器的动作负载试验以及相关参数的确定.通过对1000 kV交流系统避雷器的动作负载试验验证,并对其结果分析,确定了1 000 kV交流系统用避雷器参数选择的合理性；通过试验研究,1 000kV避雷器的最大电位分布不均匀系数为1.096,小于1.15的规定值,其最大电流分布不均匀系数小于...     

1000 kV GIS用高性能罐式金属氧化物避雷器结构特性研究

根据不同电位梯度的电阻片,提出了一种具有创新性的1 000 kV GIS用避雷器结构。采用经过二次开发的有限元、边界元数值计算方法并应用具有强大实体造型、解算、数据分析和后处理功能软件及工作站对初步设计的避雷器结构进行了电位分布仿真计算及抗震性能仿真计算,确定了理想的避雷器均压结构及整体结构。并采用电流法对避雷器电位分布情况进行了实测试验,通过对试验数据进行整理及分析,最终确定了合理的避雷器结构。     

220kV交流无间隙金属氧化物避雷器 电位分布及改善措施研究

杂散电容会使交流无间隙金属氧化物避雷器(metal oxide arresters without gaps,简称MOA)在持续运行时电位分布畸变而不均匀,严重时会导致局部电阻片承受过高的电压负荷,泄漏电流增大而加速老化,进而导致整只避雷器的损坏。因此本文对高压MOA的电位分布和均压措施进行了分类研究。采用ANSYS有限元仿真计算软件,分析了均压环罩入深度、电阻片间金属垫片排布方式和电阻片相对介电常数差异化分布对电位分布的影响。基于电位分布对220 kV MOA的设计结构进行了优化。通过研究,得到了不同结构方式下MOA电位分布的优化效果,对改进MOA的结构设计和提高运行可靠性具有一定的指导意义。     

500kV金属氧化物避雷器安装缺陷的试验及分析

针对一起500kV金属氧化物避雷器电压致热型缺陷开展综合试验和研究分析。通过解体试验发现避雷器上节和中节安装顺序错误,使得运行中避雷器电位分布不均匀系数增加,上节避雷器电阻片功率损耗及荷电率增加引起发热,与分析结论保持一致。此外,针对该避雷器发热异常的试验分析方法,还进行了适用性分析并提出了防治措施。     

并联均压电容配置对特高压无间隙金属氧化物避雷器电位分布影响的研究

特高压无间隙金属氧化物避雷器挂网运行时,杂散电容的存在使得避雷器沿电阻片轴向的电位分布极不均匀,从而部分电阻片荷电率很高,会引起电阻片加速老化和热崩溃,导致避雷器损坏。改善避雷器电位分布,降低荷电率可以有效提高其运行可靠性,常采用在避雷器高压端加均压环、避雷器元件并联均压电容的方式均压。笔者采用有限元法对特高压无间隙金属氧化物避雷器挂网运行时的电位分布进行了仿真计算研究,在给定的均压环配置下,研究了均压电容的配置对避雷器电位分布的影响,得出较为有效的降低电阻片荷电率的方案,为特高压无间隙金属氧化物避雷器均压方式的优化提供了参考依据。     

1000kV避雷器电流分布试验方法及特性的研究

介绍了1 000 kV交流系统用避雷器的电流分布试验方法及研究结果。在操作冲击电流和雷电冲击下多柱并联电阻片的电流分布试验结果表明,冲击电流的波形对电流分布系数的影响不大,但在同一波形下随着冲击电流幅值减小,电流分布系数增大;同时分析了电阻片配组参数,当按照每层每片电阻片的直流2 mA参考电压值和500 A操作冲击残压值之间的偏差同时小于0.5%的原则进行配组,电流分布系数小于10%;不同串联片数的4柱并联电阻片组进行试验,结果表明,随着串联电阻片的数量增加,电流分布系数减小。     

避雷器能量吸收与均流技术的研究

多柱并联避雷器的电阻片之间存在电流分布不均匀的现象,影响多柱并联避雷器整体能量吸收能力。分析了影响避雷器电流分布不均的因素,利用专门的试验回路分别对4柱并联的单片电阻片、多片电阻片和电阻片柱进行了试验验证。结果表明:为达到均流的目的,避雷器电阻片配组时,电阻片的U1mA相差不宜超过0.5%,残压不宜超过1%,避雷器各柱电流分布不均匀系数应小于110%。     

特高压避雷器的探讨

介绍了国外特高压避雷器的发展和运行情况,对前苏联、瑞典、德国及日本等国家研究和开发特高压避雷器的主要技术参数、结构及性能进行了分析。阐述了中国避雷器发展的状况,分析了中国已经研制的750kV系统用避雷器技术性能,提出了准备开发的1000kV避雷器的技术参数和建议。为了降低系统的绝缘水平,应开发1000kV的敞开式电站保护用避雷器、GIS电站保护用避雷器及线路保护用避雷器。避雷器的额定电压为828kV,雷电冲击保护水平为1620kV。并指出中国在现有的基础上能够开发出1000kV避雷器。     

1000kV瓷外套MOA电阻片与瓷套电位关系的研究

依据实体模型,采用有限元ANSYS分析软件对1000kV系统用瓷外套MOA建立2-D模型,进行场强和电位分布计算。比较了采用并联均压电容前后MOA内部电阻片与瓷套内侧的电位和场强分布的变化,结果表明:MOA电阻片与瓷套内侧容易发生放电或闪络现象的位置分别为,第一节单元距单元上法兰的1/6～1/5处和第四节单元距单元上法兰的1/6～1/5处;并联均压电容之后,各单元电阻片上的场强和承担的电压趋于均匀化,但某些单元的径向场强和电位差变大,不利于MOA的安全运行。     

110kV小型化GIS用SF_6罐式(单相)无间隙金属氧化物避雷器的设计

介绍了110kV小型化GIS罐式(单相)避雷器结构、特点,对避雷器的电场、电位分布和机械强度进行了计算,并指出内部绝缘气体压力确定的原则。通过试验验证,避雷器的结构设计是合理的,达到了小型化的目的。     

不同安装位置金属氧化物避雷器试验方法

在进行金属氧化物避雷器(MOA)的直流1 mA参考电压U_(1mA)及0.75 U_(1mA)下的泄漏电流测量时,MOA的安装位置对试验起着一定的制约作用。以±800 kV楚雄换流站直流场金属氧化物避雷器试验为例,综述了800 kV五节、500 kV三节、多支并联单节、多支并联双节的无间隙金属氧化物避雷器的试验方法。分别对参考电压由上至下有着增大或减小趋势的多节避雷器提出了各自的不拆引线试验方法;依据现场试验经验提出了多支并联的双节避雷器借助绝缘杆的不拆引线试验方法和多支并联的单节避雷器且下法兰连接在一起的避雷器(震荡装置避雷器、串补平台避雷器等)采用竖立绝缘杆,仅改接高压加压线的高效试验方法,并简要对下法兰未连接在一起的多支并联的单节避雷器提出了多支共同加压,同时测量的试验方法。经过现场试验的验证,上述方法在保证工作安全和质量的前提下,可以提高试验效率。     

基于ATP-EMTP对500kV输电线路取消合闸电阻的仿真研究

以500 kV输电线路空载线路投切操作过电压为研究对象,利用电磁暂态计算程序(ATP-EMTP),分别对合闸电阻,高性能避雷器对三相同期合空载线路过电压抑制效果进行仿真研究,从合闸电阻两端电压差,避雷器安装位置和吸收能量能力等几个方面讨论了避雷器取代合闸电阻实现的可能性,对500 kV输电线路操作过电压的防护方案进行优...     

一起金属氧化物避雷器缺陷数据的分析及预防措施

对一起220 kV线路金属氧化物避雷器(MOA)运行过程中全电流异常增大的原因进行了分析和处理.针对现场MOA内部受潮劣化后,其运行电压下全电流及阻性电流均增大,尤其是阻性电流分量幅度增加更快的特点,对避雷器进行带电检测试验、停电试验和解体检查,证明了红外测温、阻性电流测量可及时准确发现M0A受潮的内部故障.     

交流500kV系统用电站型复合外套金属氧化物避雷器的研制

介绍了交流500kV系统用电站型复合外套MOA研究的主要内容及主要技术难点。对于密封结构,采用线、面密封结合的办法,并用双密封圈进行密封,漏气率小于6.65×10-8Pa·L/s;充分利用复合外套的优点,采用在绝缘筒壁设计压力释放结构的办法来解决防爆问题,并一次性通过63kA大电流和800A小电流压力释放试验;采用均压环和优化分节并联不同均压电容的方法,可使避雷器最大电位分布不均匀率降低到10%～-10%;产品的抗弯强度达25.3kN·m。     

500kV无间隙MOA电位分布分析及其均压化措施

采用静电场数值计算的模拟电荷法 (CSM)和电路分析中的节点电压方程法对 50 0 k V无间隙 MOA阀片承担的电压进行了分析。分析结果表明 ,上节元件两端和下节元件靠近地端的阀片承担较大的电压 ,这与该 MOA解剖结果一致。为改善此 MOA阀片承担电压的均匀性 ,对可能采用的几种措施用此种分析方法进行了仿真研究。并提出了“场 -路”结合思想 ,电场计算部分不仅可采用 CSM,也可采用有限元法 (FEM)、有限差分法 (FDM)等其它数学方法。本方法也为三维场转化为轴对称场或平行平面场提供了一种有效的途径。