电热耦合场分析在±800 kV穿墙套管电场分布计算应用

800 kV穿墙套管在特高压直流输电工程中发挥着重要的作用，但在应用有限元分析方法对其进行电场仿真优化设计时，往往忽略穿墙套管实际运行时的温度对电场分布的影响。文中首先建立了±800 k V穿墙套管三维仿真模型，通过仿真计算得到穿墙套管的温度场分布，考虑了实际运行中，套管发热对内部环氧芯体电导率的影响，并在温度场分布的基础上，应用电热耦合场分析计算的方法，获得穿墙套管的电场分布。计算结果表明：正常运行时，穿墙套管载流导杆及卷制管温度呈现中间高两边低的分布规律，靠近导杆的芯体温度高，沿径向方向，芯体温度逐渐降低；同时发现，在恒定电导率条件下，芯体径向电场两边高，中间低，分布均匀，在考虑温度对芯体电导率影响的条件下，芯体电场分布沿径向逐渐升高，分布不均匀。可见，温度对穿墙套管电场分布有显著的影响作用，该研究可为穿墙套管设计与优化时的仿真计算提供校正。     

30kV直流XLPE电缆电场及温度场的仿真计算

根据电流场和静电场理论,分析了在计算电缆绝缘层电场分布时必须同时考虑电导率和空间电荷的影响。为计算直流交联聚乙烯（XLPE）电缆绝缘层径向电场及温度场分布,应用多物理场有限元仿真软件COMSOL模拟实际运行工况,解决了电热耦合场场量的计算。仿真计算时,电导率模型采用的是最适合XLPE绝缘材料的经验公式;设计阶段的空间电荷数据是采用电声脉冲（PEA）技术测量绝缘样品而得到。仿真计算结果表明,设计的30kV直流XLPE电缆是满足设计和实际运行要求的。     

±800kV换流变压器阀侧干式套管的损耗分析

换流变压器阀侧用干式直流套管的电、热性能相互影响,因此实际运行中发生的电气绝缘失效与其热性能有直接联系。基于此,有必要对特高压换流变压器干式套管的损耗进行定量分析。换流变压器干式套管的总体损耗主要由载流结构涡流发热和套管芯体介质焦耳发热2部分构成,且实际承受的电流和电压波形均含有大量高次谐波成分。首先通过高压换流变干式套管的具体结构建立了芯子介质和载流结构涡流发热的理论计算模型,然后在实验室条件下获取了干式套管芯子用环氧浸纸复合绝缘的温变、频变非线性特性。进一步,基于频域有限元法,提出了换流变干式套管损耗的数值计算方法。最后,应用上述数值计算结果,分析了换流变压器干式套管在实际运行中发生绝缘失效的可能起因。研究结果可用于换流变套管的热性能计算,对高压干式套管现场运行、维护和事故分析具有一定指导意义。     

基于不同心体设计方法的±800 kV对接式直流穿墙套管电场分布规律研究

环氧树脂浸渍干式对接结构穿墙套管内绝缘由两个换流变干式套管电容芯体尾部对接而成,复合绝缘外套与电容芯体之间充SF6气体。电容套管的内绝缘即电容芯子为电气设计计算的关键部件,目前对电容式套管的主绝缘设计大多采用等电容和等裕度设计方法,两种芯子设计方法下对对接式直流穿墙套管的电场分布有不同的影响,因此讨论基于解析式的电容式套管内绝缘等电容和等裕度设计方法,仿真计算对接式直流穿墙套管不同芯子设计方法下的电场分布,得出对接式直流穿墙套管在不同芯子设计方法下的电场分布规律,发现等裕度设计方法局部放电起始电压比等电容法提高了,这对保障对接式直流穿墙套管的安全稳定运行具有重要意义。     

空间电荷效应下±1 000 kV直流穿墙套管电场计算

±1 000 k V直流穿墙套管是一个复杂的绝缘系统,在运行过程中空间电荷会导致绝缘介质内部的电场畸变,材料的绝缘极易破坏甚至击穿。利用有限元电场分析软件Elec Net搭建±1 000 k V直流穿墙套管的模型,对强场空间电荷效应下高压套管在直流、交流、极性反转等不同工况条件下的电场分布进行了仿真分析,为套管的设计研制提供参考依据。     

复杂电场作用下换流变压器套管绝缘特性分析

换流变压器套管是高压直流输电系统的关键设备之一,在运行中需要承受各种类型的电压作用。为综合考量换流变压器阀侧出线套管的绝缘特性,笔者建立某干式直流套管数值分析模型,利用有限元计算方法计算套管在不同类型试验电压作用下的电场分布,分析套管绝缘性能。结果表明:换流变压器套管在交流电压下电场呈容性分布,且在环氧树脂主绝缘内较为集中;在直流电压作用下电场呈阻性分布,且在SF6气体内较为集中;直流电场下介质中积累的电荷造成极性反转时套管内电场突变,环氧树脂和硅橡胶中的电场在反转后瞬间均出现峰值;伞群中部硅橡胶中的峰值场强达到了直流稳态值的22.32倍,会对套管绝缘造成极大威胁。     

高压SF_6气体绝缘套管全工况长期老化性能探讨

通过建立高压套管全工况运行仿真平台,分析了高压交流套管中心导杆集肤效应,对高压套管本体全工况条件下电场分布规律进行了仿真计算。然后开展了高压缩比套管设计及试制,搭建了高压缩比套管老化试验平台,对套管用胶纸复合材料的介电性能、理化性能、力学性能进行了分析。结果表明:高压SF_6气体绝缘套管的内部热源主要包括中心导杆集肤效应发热和芯子本体介质发热两部分;套管双层复合电介质的电场强度及其分布分别与其相对介电常数和介质损耗因数有关;高压缩比套管性能试验可在一定程度上反映实际运行套管的老化特征规律。     

高压直流海底电缆电–热–流多物理场耦合仿真

高压直流电缆运行时径向温度和电场分布是反映其运行状态的重要参数,考虑流场的海底电缆电热耦合规律研究具有重要意义。依据南澳直流工程±160 kV高压直流海底电缆,利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件,建立了海缆本体及其敷设环境的3维电–热–流耦合模型,以控制变量法研究了铺设和埋设2种敷设方式下海缆载流量、海水温度和海水流速对海缆径向温度和电场分布的影响。结果表明:载流量是海缆径向温度和电场分布的主要影响因素;在该模型下海缆导体温度和绝缘层温差与海水温度存在线性关系;很小的海水流速能显著降低海缆温度,因此提出静止海水散热的流速修正系数;海水流动有利于海缆散热,导致海缆温度分布发生变化,同时影响海缆绝缘材料电导率而导致电场分布发生改变。     

电热耦合模型应用于干式油气套管径向温度分布计算及其试验研究

550 kV电容干式油气套管芯体温度场分布与套管长期安全稳定运行有直接关系,因此在该型套管样机试制过程中应对芯体内部径向温度分布进行研究。通过建立套管芯体电热耦合理论模型得到在线性材料条件下套管芯体径向温度分布规律,并运用电热耦合有限元模型在材料非线性条件下对理论模型进行推广,最后对套管芯体局部温度点开展试验测量研究。结果表明:550kV电容干式油气套管温度最高点位于中心导杆附近其值约为95℃;在材料非线性条件下得到套管径向温度值低于线性条件下的计算结果;额定载流量下套管芯体热击穿电压值为538kV,高于套管最高工作相电压。     

纳米氮化硼改性绝缘纸板在μ800 kV干式套管中的电场仿真分析

为了探究高压直流干式套管中温度梯度对电场分布的影响机理,以±800k V换流变压器干式套管为研究对象,利用多物理场耦合软件对套管芯子径向温度场电场分布进行了研究,利用氮化硼(Boronnitride,BN)纳米粒子对环氧浸渍纸进行改性,尝试通过降低温度梯度的方法来改善电场分布。研究发现:BN粒子的引入改变了材料的电导率温度系数b,并增大了导热系数λ,降低了电容芯子温度梯度;随着载流量的增大,电场分布曲线出现绕曲线中心旋转的现象,并表现为电场梯度从负值开始不断增大;分布曲线旋转角度大小,电场梯度增大大小均可以用bΔT和bd T(r)/dr来表示;适当大小温度梯度的存在,有助于电场均匀,当bΔT=ln(r2/r1)时,电场分布均匀;b/λ从材料角度反映了电场分布曲线旋转速度,b/λ较小的材料,在不同载流量下的电场梯度相近,减小了载流量变化对电场分布的影响,使得材料在较大载流量时电场梯度较小;若材料仅在单一载流量下应用,则可以通过温升大小,来近似计算b来筛选材料,可以基本实现电场分布均匀。     

小功率金卤灯再启动特性机理的探讨

利用专门设计的金卤灯再启动特性测试仪记录了金卤灯再启动特性的若干典型曲线，对某些异常特性的发生机理进行了分析，找到了它们与金卤灯内在质量的联系，研究表明通过测量金卤灯的再启动特性可以方便地诊断金卤灯的内在质量。     

变电站隔离闸刀触头的检修方法

电网运行中GW4、GW5、GW7等型隔离闸刀触头容易发热,影响变电设备的操作和安全运行;通过分析闸刀触头发热的原因,找出处理发热的办法,以解决触头发热的问题,促进电网安全生产和稳定运行。     

发电机定子绝缘剩余寿命评估参量的选择

为选择发电机定子绝缘剩余寿命评估的特征量,测量了运行23年的发电机定子线棒局部放电、tanδ和击穿电压等参量,分析了非破坏性参量与击穿电压的关系,并根据绝缘老化机理和过程,得出了tanδ、Δtanδ、S+k,S-k, Asy等5个特征参量。分析发现第一主成分中上述参量的比重较大,证明它们能较好预测绝缘的老化状态。     

发电机转子接地故障的处理方法

论述发电机转子动态不稳定接地故障的分析处理方法.     

动态信号分析仪示值误差测量结果的不确定度评定

介绍了用直接测量法评价动态信号分析仪的频谱幅值和频率指标时,测量结果的不确定度分析和评定过程.讨论了影响频谱幅值示值误差和频率示值误差的测量不确定度的几个主要来源.通过实例,给出了频谱幅值示值误差和频率示值误差的不确定度分析和评定结果.     

加快黄河北干流梯级开发的思考

根据规划在黄河北干流上布置万家寨、龙口、天桥、碛口、古贤、甘泽坡6座水利枢纽工程。北干梯级开发可有效控制和管理黄河的水沙关系、洪水;改善生态环境,使水资源得到合理利用;向华北电网提供大量电力,对秦晋2省工农业、通航和旅游等具有促进作用,并带动地方经济的发展。     

一种考虑了负荷特性的企业电网潮流算法

大型企业电网的负荷特性主要表现为感应电动机群特性,为了改进现在常用的电力系统潮流算法中用恒功率模型来表征节点负荷,不能满足工程精度要求的问题,提出了在对企业电网负荷节点电动机群进行等效变换后,引入负荷特性的潮流计算的思路,在此基础上进行了理论推导,并经过现场实测数据,进行了仿真。仿真结果表明,负荷特性的潮流计算方法符合企业工程精度要求,可以达到提升业电网潮流计算结果在精确度、实用度等方面的要求,具有一定的理论和工程意义。     

凝汽器热水井冲击振动的综合治理实践

给出了凝汽器热水井冲击振动发生的部位及具体原因。结合机组的实际情况,实施了优化运行、设备治理及系统改造等综合治理措施。     

绝缘子憎水性图像水珠/水迹形状提取算法

绝缘子表面憎水性检测是判别绝缘子性能优劣的主要手段.传统的检测方法具有其主观性,图像处理技术的引入为憎水性检测提供了更为客观的方法.考虑到绝缘子所处环境的复杂性(污秽、光照等)以及憎水性图像本身的特殊性(水的透明性),本文首先对绝缘子憎水性图像进行自适应直方图均衡和基于模糊逻辑的滤波,以达到增强图像的效果;然后通过基于模糊熵的自动阈值分割方法来获取水珠(水迹)的形状信息,最后用数学形态学的二值重构开运算来去除由于分割引入的噪声.实验统计结果表明,该方法能够对各级憎水性图像进行有效地分割.     

压实度标准制定的合理性

通过土料干湿法对比试验和环刀取土尺寸效应对比试验, 探讨了影响分层碾压土基垫层 压实度的主要因素, 指出通过击实试验制定土基压实度标准和施工质量检验时应注意的问题, 以及如何确保压实度标准制定的合理性和现场检验的客观性。