基于数字孪生模型的GIS筒体关键部件温变行为研究

为掌握气体绝缘金属封闭开关(GIS)筒体温变位移与其关键部件的行为关系,提高GIS运维技术水平,该文开展了基于数字孪生模型的GIS筒体关键部件温变行为仿真研究。同时提出基于实景点云数据的GIS筒体数字孪生模型重构方法,抽象建立了4种典型故障工况,给出基于ABAQUS软件的GIS筒体温变行为仿真参数取值与网格划分方法,并基于某变电站在役220 kV GIS数据开展了典型故障案例仿真研究。案例仿真结果表明:影响GIS筒体温变位移行为的关键部件主要有母线筒、支撑腿、盆式绝缘子及波纹管,GIS设备温变位移危害评估需综合考虑盆式绝缘子、支撑腿、波纹管的应力承受极限;波纹管的温变位移补偿能力受滑动支撑脚、母线筒弯曲形态影响较大,波纹管轴向位移变化量可作为与GIS设备温变位移行为表征的敏感参数,工程中应重点关注。研究结果可为GIS设备的检修及维护提供工程指导。     

变电站500 kV悬吊式大口径管型母线吊装工艺改进

500kV敬亭变电站扩建500kV富阳II间隔工程,管母为单间隔斜拉悬吊式大口径管母。因扩建间隔区域内HGIS设备在一期施工时已经安装完毕,本期扩建部分的管母I母W相和II母U相位于HGIS套管上方,为保证施工作业过程中的安全,确保不损坏500kVHGIS套管,必须改进传统的管母吊装方法,文中具体阐述了该大口径管母的吊装技术,并在实际工程应用中取得了成功。     

滑动金具对互连高压电气设备抗震性能的影响分析

硬管母连接电气设备结构系统可以有效解决温度变化引起的变形,同时也可以减轻相互连接设备的动力耦合作用。采用具有低周反复滞回特性与耗能能力的滑动金具等方式连接硬管母,对相互连接设备的抗震性能影响较大。文中以某高压直流场回路系统为主要研究对象,简要介绍分析方法,建立有限元模型,并提出具体的仿真分析步骤。通过分析不同连接方式下直流回路系统在常规抗震设计地震工况下的应力,并对关键部位进行强度校核,综合研究了连接方式对高压回路系统的动力特性与抗震性能的影响,得出了有益结论。仿真分析结果可为电力工程设计与抗震加固提供参考。     

基于COMSOL的预制舱式变电站流-热-湿多物理场耦合数值模拟分析

运行在南方高温高湿环境中的预制舱式变电站易因温度、湿度控制不当而造成内部发生凝露现象,引发设备受潮故障。通过传统试验方法探究预制舱式变电站舱内温度、湿度分布成本高且可拓展性较低,套用小型箱体仿真建模方法则无法反映出舱内实际的复杂物理过程。针对上述问题,利用COMSOL仿真软件构建全尺寸气体绝缘变电站(gas insulated substation, GIS)舱体的多物理场耦合仿真模型,研究高温高湿环境下舱体内部的温度、湿度分布特点,并对比分析侧挂式与顶棚式空调布置方案的优劣。结果表明：预制舱式变电站舱体内部温度、湿度分布易受外部环境影响,外部温度、湿度对舱内环境产生影响的主要介质是舱体外壳及通风阀;当舱体处于高温高湿环境中时,顶棚式空调布置方案可将通风阀进气口附近空气域的温度控制在安全运行要求的35℃以下,相对湿度控制在75%以下。研究结果可为预制舱舱体在高温高湿环境下的建造设计方案提供工程建议。     

GIS波纹管温度补偿能力影响因素研究

波纹管是补偿吸收GIS设备温变位移和温变应力的关键结构,掌握影响其温度补偿性能的因素具有重要的工程价值.文中在分析GIS波纹管补偿能力影响因素的基础上,基于Abaqus软件开展了 GIS波纹管温度补偿能力与波纹管的壁厚、波高及布置方式的规律关系研究.案例仿真结果表明,适当减小波纹管壁厚或增加波纹管波高不仅能够增加波纹管...     

330 kV变电站悬吊式管母方案选择及施工质量控制

对管母进行了简单介绍,以某地方330 kV变电站施工项目为例,探讨330 kV变电站悬吊式管母方案选择,并就提高其施工质量的方法进行探讨,以提高变电站供电安全.     

500kV十堰变电站220kV GIS设备管母支撑角钢运行情况分析

十堰变电站地处山区,昼夜温差变化大,室外GIS设备易受到温度变化的影响而产生位移。本文分析了500kV十堰变电站GIS设备管母支撑的运行状况,通过对GIS设备波纹管和固定支架的位移进行观测,分析了波纹管的补偿情况和管母支撑的受力情况,指出变电站在支撑方式设计上存在缺陷,并有母线筒两端固定强度不足的隐患,本文针对此问题提出了相应的改造措施。     

智能变电站安全在线监测系统设计

针对现有变电站安全监测系统存在平台冗余、系统分散、信息无法共享等不足,设计了一种基于IEC61850的智能变电站安全在线监测系统,包括周界安防子系统和电气设备温度在线监测子系统,以及变电站安全信息管理子系统。将变电站周界安全信息和设备在线温度信息按照IEC 61850标准统一建模,实现安全测控系统平台的集成。采用激光围栏检测周界入侵信号;使用网络摄像机监视入侵动作;采用新型的声表面波温度传感器进行温度采集,实现了全自动、全天候的实时在线监测变电站周界安防入侵信息和运行设备在线温度信息,为智能变电站的发展提供一种有力的技术支撑与工程参考。     

支柱绝缘子断裂事故分析和超声波探伤的应用

介绍了孝感供电局支柱绝缘子超声波探伤的应用,结合该局Ｄｉａｏ东２２０ｋＶ变电站管母支柱绝缘子断裂的经过及处理情况,分析了事故发生的原因,提出了关于管母的安装、运行、设计、试验等方面的意见。     

变电站管型母线施工经验

随着技术进步,自80年代开始,变电站逐步采用管形母线,管形母线在空间覆盖面很大,当人们进入变电站内,视线首先指向空中管母,如果母线安装质量好,平直度高,就会给人以美的感觉,而且管母安装平直,就不会产生额外的附加应力,延长其各部件的使用寿命。因此,管形母线安装的平直度应引起足够的重视。 一、管母的焊接 (1)管材运到现场后,首先进行平直度的检验,凡弯曲超过对应长度2‰或最大弯曲     

超临界直流锅炉均匀荷载水冷壁支撑结构特性研究

对超临界直流锅炉螺旋管圈水冷壁的均匀荷载支撑结构特性进行研究,建立温度传导特性模型,并运用有限元分析方法对变工况运行时水冷壁管与吊板之间的允许温差及热应力分布进行了分析,表明均匀荷载型水冷壁支撑结构对超临界直流锅炉快速启停的适应性,为提高直流锅炉变工况运行过程中的安全性能提供了数据支持。     

基于负荷和环境温度曲线的输电断面短时过载能力分析

断面中的线路过载跳闸引起的潮流转移是导致系统连锁跳闸的重要原因。然而,过于严格的断面潮流限制可能抑制了线路的输送能力,造成了输电资源的浪费。为解决由尖峰负荷变化引起不必要的负荷控制的问题,可在短时间内允许断面一定程度的过载而不影响系统安全。利用预测的负荷曲线和环境温度变化曲线,考虑动态热平衡过程,建立了断面潮流—温度模型,并提出了该模型的BS23求解算法。通过该模型实现断面导线温度的动态计算并确定断面的短时过载能力。通过对某16节点系统进行仿真计算,结果表明所提方法能够保留尖峰负荷而保证导线温度维持在允许范围之内,较为有效地提高了断面的输电能力。     

热倒母线操作合闸可靠性在线预警技术研究

热倒母线操作中的隔刀可靠拉合检测与防误操作预警一直是变电站日常运维中的难题。提出基于差动原理的隔刀电流计算方法,研究不同系统运行方式、隔刀接触电阻对隔刀电流分配、三相不平衡程度的影响,充分利用母联间隔、线路间隔的状态信息,构建基于隔刀电流、母联间隔三相不平衡度的预警判据,结合母差保护、后台监控系统等研究热倒母线操作远程预警技术,通过改进常规站、智能站母差保护模型,五防系统对热倒母线操作中的隔刀拉合不可靠问题进行预警,通过仿真、实际变电站运行数据验证了该方法的可靠性、安全性。     

断路器暂态模型及参数对VFTO影响的仿真分析

气体绝缘变电站(Gas Insulated Substation,GIS)设备模型的选取是快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage,VFTO)仿真计算的关键,断路器作为GIS主要的电气设备,其模型及参数的选取必然会影响VFTO的仿真结果.为此文中利用EMTP-ATP软件对1 100 kV变电站进行建模,建立了考虑断路器结构的暂态仿真模型,分析断路器结构参数对VFTO的影响.结果表明,合闸电阻对VFFO的幅值具有明显的抑制作用;随着断路器并联电容的增大系统中VFTO幅值呈减小趋势,主要频率和频率幅值减小;断路器对地电容变化对不同节点处VFTO的影响程度不同;空载母线变化对母线端部和断路器处的VFT0影响最大.     

高温高压蒸汽管道应变测量及应力分析

火力发电厂蒸汽管道是一个庞大复杂的结构体系,运行数年后,由于高温引起的安装应力使管道支吊架松驰,管道结构发生变形,导致非计划性停机检修,影响电网经济和安全运行。为找出管道的最大应力及应力分布,提出了用高温应变测量分析方法,对高温压力下的蒸汽管道进行现场应力测试,通过重新合理调整支吊架,大幅降低了管道结构应力并达到延寿的目的,实际验证表明该方法具有良好的降应力效果。     

一种变电站电气设备温度在线监测新方法

为了实现对电气设备的远程、实时、在线的可见光图像和红外温度监测,设计并开发了具有红外检测与图像监控功能的系统。针对变电站电气设备在线监测的特点,从红外理论出发,构建了系统测温模型,分析了影响测温的一些因素及大气衰减的影响;完成了大气透射率的仿真计算并提出了温度修正算法以提高测温精度。开发了具有RS-485串口和激光瞄准方式的改进型红外测温仪,并将其红外测温功能与图像监控软件有效结合。该系统可以在图像监控画面上选择特定的电气设备对其进行远程红外测温,并将返回的温度值加以存储和分析。系统具有较高的经济效益和工程实际应用价值。     

总线式绝缘在线监测系统的同步采样控制

为便于监测种类繁多、分布分散的变电站高压设备绝缘,阐述了应用现场总线技术组建的总线式电站设备绝缘在线监测系统的结构,提出了多下位机同步采样控制新方法。基于该方法开发的一套电站设备绝缘在线监测系统在实际工程的应用实践验证了该方法和设计方案的可行性。     

燃煤电站烟道布置烟气冷却器阻力特性的数值模拟研究

为更准确预测复杂流场下烟气冷却器的流动阻力,提出通过局部翅片管束的直接模拟,拟合阻力系数,运用多孔介质模型,对烟道布置烟气冷却器的阻力特性进行模拟分析的方法,并对某燃煤电站高阻力烟气冷却器进行阻力特性模拟分析。结果表明：采用变向窄进出口烟道型式会影响烟气冷却器前、后界面上全压分布,但对烟气冷却器阻力的影响较小;烟气冷却器翅片管结构及宏观结构型式是该燃煤电站烟气冷却器阻力高的主要原因;烟气冷却器阻力的预测值与实测值误差较小,能较好地满足工程设计需求。     

变电站自动化系统设计分析——面向电力市场基于现场总线技术

为保证变电站自动化系统监控主站的可靠性,文章提出将中央处理器的负载水平作为衡量其可靠性的重要指标,并在详细分析的基础上,给出了监控主站的信息资源平衡方法。文章还在介绍现场总线所具有的全数字化通信、分散控制、开放互连等优点的基础上,从现场工程实践出发,提出了电力市场环境对厂站自动化系统的技术要求,分析了现有厂站自动化系统的不足,提出了一种面向电力市场基于现场总线技术的变电站自动化系统方案,期望能妥善解决好目前厂站自动化系统相对封闭、功能重复、资金浪费、难于扩充和信息资源分布不平衡等问题。     

风电场与电铁同母线接入对供电质量的影响研究

基于实际工程,借助电磁暂态仿真软件EMTP-RV,建立了广西灵川县灵田风电场的详细仿真模型及与风电场接入同一变电站110 kV母线的灵川电铁牵引站及机车负荷模型.研究了风电场在不同风速出力和电铁负荷状态下公共接入点电能质量,以及风电场与电铁牵引负荷接入同一110 kV母线的相互影响.并开发了电能质量计算模板用于多种电能质量指标的计算.多种运行工况的仿真表明,风电场与电铁负荷接入同一母线会恶化电网的运行条件,导致公共接入点剧烈电压波动,并向公共电网注入大量谐波.针对仿真中揭示的电压波动与功率振荡现象,结合现场条件,针对性提出合理调度风电出力、谐波治理与无功补偿等多项改善措施,使接入点的电能质量满足国家标准.