500kV站用绝缘子串均压环优化设计

为改善500 kV港城变电站电晕放电现象,根据其绝缘子串布置情况,利用有限元计算方法,在ANSYS中建立悬垂串与双联串仿真模型,研究均压环不同结构参数对绝缘子串电压、电场分布的影响,得到最优均压环结构参数。仿真结果表明,500 kV悬垂串均压环最佳结构参数为:罩深230 mm、环径660 mm、管径70 mm,均压环表面最大场强峰值可降至14.5 kV/cm;双联串均压环最佳结构参数为:屏蔽绝缘子片数3、管径100 mm、与绝缘子距离90 mm,均压环表面最大场强峰值可降至14.7 kV/cm。计算结果证明,优化后的均压环明显改善绝缘子串电压分布,降低了单片绝缘子承担的最大电压,并使均压环表面最大场强峰值低于20 kV/cm。     

特高海拔500kV变电站绝缘子串均压环的电晕特性

为了满足高海拔变电站金具防晕降噪的要求,使金具具有良好的电气性能,运用Ansys软件和紫外成像仪重点研究了500kV变电站典型门型构架吊管母V型绝缘子串均压环的电晕特性。首先建立静电场有限元模型进行仿真计算,然后对均压环表面最大电场强度进行海拔校正和均压环结构优化。计算结果表明,均压环表面最大电场强度出现在近管母终端球端拐角处,管径130mm的均压环可以满足海拔高度4 000m处变电站的运行要求。为了对计算结果进行验证,采用与计算模型相同参数的均压环,运用紫外成像仪在平原地区和高海拔地区进行了可见电晕试验研究。试验结果表明,均压环电晕起始电压和电晕熄灭电压都明显高于标准要求值,电晕起始部位在均压环拐角处,与计算结果一致。因此,经过优化后的均压环具有较好的电晕特性,可以满足高海拔变电站的运行要求。     

基于有限元法的500kV变电站电晕放电抑制措施

虽然设计人员在设计时已经采用相应措施防止输变电设备发生电晕放电,但电晕放电现象在我国500 kV变电站运行过程中仍然时有发生。在介绍电晕放电现象和有限元法的基本原理的基础上,应用有限元软件Ansoft分别对电晕放电现象较严重的二分裂间隔棒夹口和复合绝缘子导线侧区域进行仿真分析。分析表明,采用微小夹口结构间隔棒和复合绝缘子导线侧串联玻璃绝缘子是抑制500 kV变电站电晕放电现象的可行方案。     

淋雨条件下220kV绝缘子均压环电晕放电特性研究

淋雨被认为是影响输电线路电力设备运行安全的关键因素之一,严重威胁供电可靠性.文中针对220kV绝缘子均压环,研究了其在干燥与淋雨两种状态时工频交流电压下的电晕放电特性.对两种状态下的放电起始电压、放电重复率以及平均放电量进行了统计和对比分析.同时对两种状态下的放电紫外图像进行了拍摄,统计总结了放电光子数随外施电压的变化...     

500 kV交流线路长棒形瓷绝缘子串均压环优化设计

长棒形瓷绝缘子串金具数量少,沿串电位与电场分布不均,需优化设计其均压环结构。文中基于有限元原理,在Ansys软件中建立长棒形瓷绝缘子串三维仿真模型,分析均压环结构对绝缘子串电位与电场分布的影响,得到均压环最优结构参数。仿真结果表明:500 kV交流线路长棒形瓷绝缘子串均压环最优参数为,罩深300 mm,环径1 000 mm,管径125 mm;均压环表面最大场强可降至743.77 kV/m;3节绝缘子的整体分压比由2:1:1改善为约1.4:1:1。优化后的均压环明显改善了绝缘子串电位与电场分布,有利于绝缘子串长期运行安全。     

750kV交流复合绝缘子均压环优化设计

基于有限元数值仿真计算方法,建立了750 kV线路杆塔—导线—绝缘子的塔线三维电场仿真模型,研究优化750 kV复合绝缘子均压环的结构参数,并对均压环的均压效果进行了分析。计算结果表明,均压环可显著地改善绝缘子电场分布,高压端均压环表面的最大电场强度控制在20 kV/cm以下,可见电晕和无线电干扰试验的结果表明,高压端金具和均压环的起晕电压、无线电干扰水平均符合国家标准或规程要求,设计的均压环能够满足750 kV输电线路对复合绝缘子的使用要求。研究结果为750 kV输电线路外绝缘设计提供了有益的参考。     

均压环对复合绝缘子电场分布影响的研究

建立数学模型计算了复合绝缘子的沿面电场分布,利用有限元法计算了220kV线路复合绝缘子不安装均压环及安装不同形状尺寸均压环时沿面场强分布和电位分布。分析了均压环各因素变化对电场分布改善效果的影响,指出环径和罩深对端部电压分布改善效果明显,管径对电场分布改善效果好,根据各因素的综合影响,推荐了220kV复合绝缘子均压环的结构参数。     

1000kV交流复合绝缘子串电场分布计算及均压环设计

1 000kV复合绝缘子的结构特点导致了其电位分布很不均匀,高压端金具附近的强场区会使绝缘介质和金具表面发生电晕放电,如何设计均压环使绝缘子沿面电场分布得到改善,对输电线路的安全运行具有重要的意义。本文基于ANSYS有限元软件建立1 000kV复合绝缘子的三维模型,计算无均压环时和有均压环时的复合绝缘子沿面电场强度分布和电压分布,具体分析了大小均压环的位置、环径、管径对复合绝缘子沿面电场强度的影响,并确定均压环的最佳位置和结构参数。计算结果表明,有均压环时均压环表面,高压端金具表面及绝缘护套表面的最大场强均可达到要求。     

南充500kV变电站电晕放电成因分析及抑制措施

电晕是高压输变电设备上常见的放电现象,不仅会引起电能损耗和无线电通信干扰,还会产生臭氧和氮氧化物污染环境,为解决此一问题,结合南充500kV变电站某门型塔出现的电晕放电现象在COMSOLMultiphys-ics软件中建立了仿真模型;基于有限元法计算了电晕区域的电场分布,分析了电晕形成的原因,得出了屏蔽环选取时未考虑复杂的电气接线和导线排列等因素的影响以及各导体产生的电场相互叠加是导致该变电站出现电晕放电现象的主要原因的结论;提出了优化屏蔽环尺寸、改变接线方式和调整各相母线排列方式等措施以减轻或消除电晕放电。分析表明,与改变接线方式和调整各相母线排列方式相比,优化屏蔽环几何参数的措施简单易行且抑制电晕放电效果明显,是消除南充500kV变电站电晕放电现象的最佳方案,而改变接线方式和调整各相母线排列方式亦可为将来工程的设计提供参考依据。     

500kV紧凑型线路悬垂复合绝缘子均压环电晕抑制分析

500kV紧凑型输电线路部分均压环由于结构设计和安装方式不合理,电晕现象严重,需要对其结构进行优化和改造以抑制电晕放电。为此,使用紫外成像仪沿线观测导线和杆塔金具,找出了有明显电晕现象的均压环,确定了放电位置和强度,运用三维有限元方法建立了紧凑型直线塔模型,计算了该均压环的电场分布,分析了其球头和环体产生电晕的原因,提出了均压环的结构优化方案,将环表面最大场强由3868V/mm降低至2475V/mm。根据优化方案制造的新均压环挂网运行后的结果表明,球头和环体无电晕,防晕效果显著。该研究可为今后超、特高压线路防晕金具的设计、制造和安装提供研究经验和思路。     

330 kV带均压环的棒形悬式复合绝缘子电场有限元分析

采用ANSYS有限元软件对装有几种不同规格均压环的330kV棒形悬式复合绝缘子进行了电场有限元计算,得出了均压环的位置和尺寸与电场分布的关系。与实际测量结果的比较说明,采用的建模手段和求解方法是有效的。     

Voltage-sharing Characteristics of Porcelain Insulators for 750 kV AC Substation

Considering the complex environment in 750 kV AC substation, porcelain insulators have particular electric field and voltage distribution in comparison with those used in AC transmission line, meanwhil...     

塔头复合绝缘子均压环优化配置分析

为优化分析复合绝缘子串均压环的配置,针对输电铁塔塔窗结构的特点,使用模拟电荷法和间接边界元相结合的电磁场混合方法,以某紧缩型330 kV输电铁塔为例,分析了悬于其上的复合绝缘子高压端电场强度受均压环的影响规律及均压环表面电场强度的变化规律。分析结果表明:增加均压环管径和减小环径可减小复合绝缘子高压端端部和均压环表面的最大电场强度,而绝缘子高压端端部最大电场强度随均压深度的增加先减小后增加。     

1000 kV交流复合绝缘子均压环参数设计

为了将1000kV交流特高压输电线路复合绝缘子沿面电场分布控制在合理的范围内,根据复合绝缘子的特点,采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,选择使用有限元法进行1000kV交流输电线路复合绝缘子串沿面电位、电场分布计算及均压环参数优化设计。应用ANSOFT软件建立1000kV交流线路带杆塔、导线的全三维模型,研究了均压环的管径、环径和抬高距离对绝缘子电场分布影响的规律,从控制电场强度的角度出发得到了均压环结构参数的配置方案。三维计算结果表明,安装了均压环后,复合绝缘子护套、金具、均压环表面最大电场强度均可以满足要求,绝缘子沿面电位分布的均匀性也得到了提高。金具可见电晕和无线电干扰试验的结果表明,高压端金具和均压环的起晕电压、无线电干扰均符合国家标准要求。     

Structural optimization of grading rings on composite insulators on 500‐kV compact transmission lines

Serious corona discharges occur on some grading rings of 500‐kV compact transmission lines in China owing to defects in the structural design. The noise of the corona is heard clearly even 50 m away from the tower. In order to solve this problem, we have optimized the structure of the grading rings to suppress the corona. In this study, the grading rings that had serious corona discharges were identified and observed with an ultraviolet imager (UVI), and the electric field (E‐field) distributions of the grading rings were calculated by means of the three‐dimensional finite element method. Based on an analysis of the areas on the grading ring where excessive high E‐field magnitudes were observed, we optimized the structures of the grading rings to improve the field distributions on their surfaces. Based on the optimization suggestions, new grading rings were manufactured to replace the old ones. UVI observations showed that the new grading rings could effectively prevent the occurrence of corona discharge. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

500 kV复合绝缘子横向覆冰现象有限元分析

雨凇覆冰严重影响输电线路的安全,绝缘子上的冰棱会导致其电场与电位分布的恶化。为探究绝缘子覆冰横向增长现象对绝缘子沿面电场电位的影响,利用ANSYS仿真软件,建立500 kV复合绝缘子覆冰有限元模型。根据输电线路现场与实验室中绝缘子覆冰出现的冰棱横向增长现象,在仿真模型中改变冰棱长度、角度、位置以及横向竖直冰棱同时出现等情况,对比分析不同工况下各覆冰形态对复合绝缘子电场电位分布的影响。仿真分析表明：雨凇条件下,覆冰横向增长冰棱长度、位置的改变对复合绝缘子沿面电位电场分布的影响较小;随着冰棱铅垂角度减小,复合绝缘子沿面电场电位分布畸变增大,竖直覆冰对复合绝缘子沿面电场电位分布起主要影响。     

500kV输电线路阻波器均压屏蔽环的研制

论述了５００ｋＶ输电线路阻波器均压屏蔽环的设计,介绍了均压屏蔽环制造中特殊工艺的操作方法。     

基于有限元方法500kV交流输电线路表面电场强度的研究

本文基于有限元方法详细讨论了500 kV交流输电线路导线表面电场的分布规律,并定量分析了线路参数及导线表面特性对导线表面最大电场强度的影响.结果表明,线路采用多分裂、大截面、倒三角布置方式,可以降低导线表面电场强度;不光滑导线将导致导线表面电场增大.