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。     

±350kV柔性直流系统穿墙套管设计选型

结合±350 kV云南电网与南方电网主网异步联网鲁西背靠背柔性直流输电工程的系统特性,从系统对设备的适应性要求、参数配置、典型结构选型、监测装置、试验检验等方面提出了柔性直流系统用阀交流侧穿墙套管设计选型的关键技术原则。研究表明柔性直流工程用交直流穿墙套管设计时需要考虑系统拓扑及接地偏置引起的交直流电压叠加、多种运行方式变化造成的电压电流宽幅波动、套管安装位置对额定电流选取的影响等关键影响因素。分析了干式电容式或干式充气式两种典型穿墙套管结构形式,验证并提出套管用SF6压力监视表无需带温度补偿功能。研究成果已应用于云南电网与南方电网主网异步联网鲁西背靠背柔性直流输电工程用交、直流穿墙套管的设计开发。     

±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。     

±1100kV直流穿墙套管户外侧外绝缘长度设计

基于空气净距及爬电距离,对直流穿墙套管外绝缘的空气净距、爬电距离等进行了研究,给出直流穿墙套管外绝缘长度设计原则,其外绝缘长度设计需同时满足空气净距及爬电距离的要求。根据设计原则,采用计算空气净距及爬电距离的设计方法,对昌吉站±1100kV直流穿墙套管户外侧外绝缘长度进行了分析计算。结果表明,昌吉站±1100kV直流穿墙套管户外侧外绝缘长度最小值为12.99m。     

超/特高压直流套管的研发新思路 ——±800 kV电容式复合绝缘穿墙套管结构设计的探讨

中国早期800 kV直流输电阀厅使用的进口穿墙套管,存在一些运行质量问题和结构设计缺陷。电气性能的可靠性与机械强度设计、制造工艺及成本控制的矛盾交织,使特高压直流穿墙套管的设计与制造成为一个世界性的难题。为破解这个难题,文中提出了开发电容式复合绝缘直流套管的设想,并简介这种套管的主要设计思路,以期其快速发展。     

HVDC换流变压器技术及现场维修情况

介绍了高压直流输电（HVDC）变压器及平波电抗器的磁芯设计、高压直流绕组设计、导线引出端（换流阀绕组）、直流套管设计方案，举例说明了高压换流变压器的制造过程与传统变压器制造过程的不同。并通过高压换流变压器试验，说明如材料、环境等条件对直流工作的影响。最后介绍了一些高压换流变压器的现场维修经验。     

±400 kV直流SF_6气体绝缘穿墙套管研制

特高压直流穿墙套管是换流站中连接直流场和阀厅的重要关键设备之一,±400 kV直流穿墙套管的研制对于实际工程建设与±800 kV及更高电压等级直流穿墙套管的研制都有着重大意义。文中以额定电压±400 kV,额定电流5 000 A的直流纯SF_6气体绝缘穿墙套管为研制对象。研究了套管在绝缘结构、机械结构及试验工装方面的关键性问题。在绝缘结构设计方面,针对直流电场的特点,建立了直流套管电场优化设计平台;在机械结构设计方面,针对超长导电管挠度较大引起的套管轴对称电场分布畸变的问题,设计了超长导电管内部空间立体结构,有效增大了导管本身惯性力矩;针对超长导电管因热胀冷缩引起的金属材料伸缩问题,设计了带波纹伸缩管的专用接头。经试验验证,满足设计指标,能够应用于直流输电工程中且对更高电压等级直流穿墙套管的研制具有重要参考意义。     

±400kV电容式胶浸纤维穿墙套管的设计

高压直流穿墙套管是换流变电站输电设备的重要设备之一,针对高压直流套管的研究工作对中国发展高压直流输电技术具有重大意义。文中以额定电压±400 kV,额定电流4 000 A交流直流互换型穿墙套管为设计对象,研究了高压直流穿墙套管绝缘结构分析与优化中遇到的关键性问题,重点对高压直流穿墙套管的机械性强度与强电场环境空间电荷影响下的高压直流设备的电场计算方法以及绝缘材料的选用进行试验研究与计算,并得出重要结论,具有重要的应用价值。     

直流800kV穿墙套管安装工艺的探索和总结

[摘要]：向家坝-上海±800kV特高压直流示范工程奉贤换流站工程是我国目前电压等级最高的换流站,直流穿墙套管作为换流站特有的设备,因其起着联系阀厅内换流阀与户外直流场设备的作用而倍受重视。本次施工我方把直流800 kV 穿墙套管吊装作为主设备安装工作中的重点和难点,在施工中探索总结出一套实用的吊装工艺方法,通过悬挂配重平横,转移重心,内外配合等方法。保证了套管吊装工作全过程在安全、可控的情况下进行。上海±800kV奉贤换流站工程直流800kV穿墙套管现场吊装工艺可供同行参考和借鉴。     

特高压直流SF6气体绝缘穿墙套管绝缘结构设计研究进展

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。本文综述了特高压直流SF_6气体绝缘穿墙套管的研发和应用进展,讨论了该类套管的绝缘特性和绝缘结构设计方法,以及国产套管的组成、外绝缘设计和结构形式,并提出了当前绝缘结构设计中需要解决的问题。     

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。     

换流变压器阀侧套管选型技术

换流变压器阀侧套管承接着换流变压器阀侧出线内外绝缘,是支撑换流变压器长期稳定运行的核心元件.针对在运直流输电工程中阀侧套管发生的质量缺陷和现有行业标准的不足,通过调研目前国内直流输电工程3种典型绝缘结构换流变阀侧套管的技术要点,系统归纳了换流变阀侧套管的绝缘结构设计、耐热载流能力设计及绝缘材料选择、与阀侧引线对接配套、密封结构及机械强度设计、与阀厅封堵组合、户外端金具连接匹配等6项设备选型技术要点,提出了阀侧套管排产过程的品质控制针对性措施建议.相关研究成果指导了在建直流输电工程国产化换流变压器阀侧套管的选型应用.     

±1100 kV直流纯SF_6气体绝缘穿墙套管关键技术研究

±1100 k V直流纯SF_6气体绝缘穿墙套管(以下简称±1100 k V直流穿墙套管)为目前世界电压等级最高的直流设备,也是直流输电系统中的关键设备。依托昌吉至古泉±1100 k V特高压直流输电工程,以±1100 k V直流穿墙套管为研究对象,建立了套管的三维物理模型,从直流绝缘材料、电场强度、机械强度及温度场等方面进行优化设计,并制造了±1100 k V直流穿墙套管样机。该样机顺利通过了全套型式试验验证,其各项性能指标均满足工程要求。通过该套管的研制,掌握了特高压直流SF_6气体穿墙套管的关键技术,并可以推广应用到其他电压等级产品中。     

±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。     

特高压交流试验基地800 kV穿墙套管的吊装

武汉特高压交流试验基地800 kV直流穿墙套管,是我国至今最重、最长的套管,且质量分布不均匀,吊装高度高,与常规垂直吊装的套管相比,现场吊装难度较高。介绍了特高压交流试验基地800 kV直流穿墙套管的施工前技术方案准备,详细介绍了现场吊装准备及正式吊装工作。     

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。     

高压交直流电容式套管内部电场的分析比较及改进

高压交、直流电容式套管内部电场分布有较大的不同。通过采用有限元法对两者进行精确分析,得到了套管内部场强的准确分布,这可为套管的设计及改进提供理论参考。     

解决高压直流穿墙套管非均匀淋雨闪络的措施和途径

简述了直流换流站穿墙套管非均匀淋雨闪络的试验研究结果及防止非均匀淋雨闪络的现场措施，并在此基础上，对新建高压直流工程中穿墙套管的设计提出了建议。     

±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。