±800kV换流变压器套管电场分布三维仿真研究

为解决特高压直流套管绝缘破坏问题,分析了±800kV特高压直流套管的特性,利用Ansoft软件建立套管的三维仿真模型,计算了特高压直流套管在稳态直流、工频交流和极性反转电压下套管内部的精确场强和电位分布,并得到了在温度梯度作用下直流电压和极性反转电压下的特高压套管的电场、电位仿真结果。结果表明,直流电压下,套管的最大电位与交流电压相比,高出约37%。在法兰处,直流电压下其最大电场强度为2.07MV/m,交流电压下其最大电场强度为1.5MV/m,最大电场强度高出27.5%。靠近中心导管端部分的SF6气体中电位分布较集中。温度梯度影响下套管的硅橡胶伞裙最高场强出现在极性反转完成时第5片伞裙附近,最高场强达到1.16 MV/m。相比于常温下硅橡胶伞裙最高场强0.85 MV/m提高了36.4%,说明套管的电场强度更容易发生畸变,将导致绝缘问题的发生。研究成果可为特高压直流套管设计提供参考。     

电气设备常用绝缘材料特性

论述了绝缘材料对电力电子系统及设备稳定运行的重要意义,介绍了中低压电气设备在结构设计中对绝缘材料的特性要求和使用原则,对电气绝缘系统的可靠性及试验方法进行了介绍,为电气系统结构设计及使用提供参考。对常用的绝缘子、环氧树脂、热缩套管等绝缘材料进行了分析介绍,以指导中低压电气设备结构设计中对绝缘材料的正确使用。     

特高压直流穿墙套管故障的振动监测研究

特高压直流穿墙套管是我国电网的卡脖子技术之一。目前不仅其核心设计与制造技术存在较多难点有待攻克，其设备运行的状态监测技术也是一个难点问题。为此，在分析特高压直流穿墙套管的结构和常见故障的基础上，探索了振动法在特高压直流穿墙套管故障在线监测领域的应用，并开展了理论仿真研究，发现当特高压直流穿墙套管的外绝缘或内绝缘发生损伤时，套管的基础特征频率有明显改变。随后对800 kV级特高压直流穿墙套管的电容芯子开裂和硅橡胶伞裙破裂开展了故障模拟和振动测试，结果表明不同故障状态下套管的基础特征频率有较大差异。因此采用振动监测技术可有效实现对特高压直流穿墙套管故障的甄别，可为特高压工程建设和运维人员提供技术参考。     

回复电压法用于变压器油纸绝缘老化状态评估

油纸绝缘材料发生老化现象时,往往会引起固体绝缘纸板材料中含水量增加及绝缘系统电介质响应特性改变。若对其进行回复电压测量,会表现出峰值升高、起始斜率增大以及峰值时间缩短等定性特征。为了进一步量化油纸绝缘老化现象与回复电压之间的关系,在介绍回复电压法基本原理的基础上,针对实验室内不同老化程度和不同含水量的油纸绝缘系统进行了回复电压试验,并结合现场实测经验,提出了基于回复电压的油纸绝缘老化状态评估方法。结果表明,油纸绝缘老化或受潮会显著降低其极化谱的主时间常数,绝缘固体材料的含水量与主时间常数的对数之间存在定量关系,利用主时间常数可以有效评估油纸绝缘的老化状态。     

油纸复合套管受潮状态的频域介电响应分析

油纸电容型套管是大型电力变压器的重要部件,其安全可靠性是电网稳定运行的关键因素。变压器出线套管结构复杂、设计紧凑,在安装设计不当,运行环境恶劣等条件下很容易成为变压器绝缘系统的最薄弱环节。统计表明,25%以上的电力变压器故障是由套管绝缘故障导致的,而套管绝缘受潮导致的事故案例居于套管绝缘故障类型中的前列。因此,对套管绝缘状态的有效评估显得尤为重要。为探究水分对油纸绝缘套管的影响,运用介电响应法,结合在实验中测量得到的单层油纸绝缘的结果,仿真得到简化套管均匀受潮时介电谱。并运用Kramer-Kroning方程将得到的介电谱虚部分解为电导损耗部分和极化损耗部分,观察各个部分随水分变化规律,总结为如下两点：第一是电导损耗分量随水分的增大急剧增大,变化量可以达到好几个数量级,且电导损耗随水分变化其趋势基本不会发生改变;第二,油纸中水分的加入使油纸出现了新的极化过程,在介电谱中0.1~10 Hz出现一个损耗峰,且损耗峰幅值随水分增大而增加。     

半导体纸和铝箔作为套管芯体电容极板的局部放电特性差异及分析研究

套管芯体局部放电是引起套管故障的重要原因之一.传统"绝缘纸-铝箔-绝缘纸"结构为芯体的油纸绝缘套管已使用多年,为进一步优化油纸绝缘套管的芯体结构和绝缘性能,采用力学性能良好的半导体纸为电容极板,对"绝缘纸-铝箔-绝缘纸"和"绝缘纸-半导体纸-绝缘纸"两种结构体系在极不均匀电场下的工频击穿和局部放电特性开展对比研究.试验...     

大型主变低压侧电容式浇铸树脂套管绝缘受潮处理及安装

阐述HETA-40.5/31500型环氧树脂浸纸电容式套管受潮后的分析处理及安装情况。通过安装前后及热油循环前后的套管主绝缘介损试验数据分析,及安装过程中对绝缘情况的判断,提出在大容量变压器安装过程中,环氧树脂浸纸电容式套管的出厂包装、整体安装及现场试验建议,方便今后相关工程实际操作。     

基于非线性电导绝缘的随桥敷设高压直流电缆接头电-热场分布及优化设计

针对随桥敷设高压直流电缆接头绝缘电-热场分布问题,开展基于非线性电导增强绝缘的高压直流电缆接头电场优化设计方法研究,探究电-热-机械应力多物理场作用下聚合物绝缘材料的非线性电导率特性对直流电缆接头绝缘电场分布的影响规律,分析高压直流电缆接头增强绝缘优化设计方法。结果表明,碳化硅(Silicon carbide, SiC)掺杂大幅增强了硅橡胶绝缘的非线性电导率,提高了硅橡胶绝缘的非线性系数参数,降低了非线性电导率的阈值电场强度。当桥梁梁箱温度达到40℃时,直流电缆满载运行条件下电缆接头最大场强位于应力锥根部,达到40k V/mm;非线性电导复合绝缘可显著降低中间接头应力锥三结合点处电场强度,抑制附件增强绝缘的电场畸变。采用非线性电导硅橡胶绝缘作为高压直流电缆接头增强绝缘材料,可弥补电缆接头应力锥无法有效抑制接头绝缘直流电场畸变的不足。研究结果可为随桥敷设高压直流电缆接头绝缘电场调控与设计提供理论与试验基础。     

9A3型燃机发电机出口母排绝缘击穿问题的探讨

就９Ａ３型燃气轮机发电机出口母排绝缘击穿故障进行了理论分析，发现故障是由电晕放电造成的，提出了相应的改进措施，经长期运行考验，所采取的措施是有效的；对同类型机组和发电机防晕设计有一定的参考价值。     

800kV气体绝缘金属封闭开关设备的研制

分析了国内外800kV气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）的制造水平，详细介绍了西安西开高压电气股份有限公司800kV GIS的结构特点及型式试验情况：800kV GIS除断路器外其余部分均按照1100kV电压等级设计，有较大的设计裕度；该产品进行了整套型式试验，绝缘试验分别按800kV和1100kV电压等级进行了绝缘验证，对充气套管外绝缘进行了海拔3000m的修正试验验证；断路器具有很强的短路开断能力，可满足时间常数120ms条件下的短路开断要求．直流分量达81％。型式试验表明，该产品完全满足我国750kV电网对800kVGIS设备的需要。     

800 kV气体绝缘金属封闭开关设备的研制

分析了国内外800 kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的制造水平,详细介绍了西安西开高压电气股份有限公司800 kV GIS的结构特点及型式试验情况:800 kV GIS除断路器外其余部分均按照1 100 kV电压等级设计,有较大的设计裕度;该产品进行了整套型式试验,绝缘试验分别按800 kV和1 100 kV电压等级进行了绝缘验证,对充气套管外绝缘进行了海拔3 000m的修正试验验证;断路器具有很强的短路开断能力,可满足时间常数120 ms条件下的短路开断要求,直流分量达81%。型式试验表明,该产品完全满足我国750 kV电网对800 kV GIS设备的需要。     

一起800 kV高压套管绝缘故障的原因分析

在简要介绍我国800kV高压套管首起绝缘故障情况的基础上,重点分析了故障原因,指出了高压套管绝缘薄弱部位,并提出了相应的措施,为后续750kV工程电气主设备高压套管的生产、运输、安装和运行维护提供了指导。     

不同缺陷下油纸绝缘套管中氢气生成特性研究

近年来,因变压器套管故障导致的电力事故频发,严重影响了电力网的安全稳定运行。变压器套管在制造、安装以及运行过程中都可能存在内部绝缘缺陷,并在长期电热联合作用下进一步劣化,最终导致故障的发生。鉴于此,以油中氢气含量为主要研究方向,设计并制作了含有不同缺陷套管芯子,并搭建了油纸绝缘套管中氢气生成特性实验平台开展研究。研究结果表明：当纸中含水量较低时,套管油中无明显氢气产生,但在油中水分过饱和致使套管尾部出现积水的情况下,水滴表面电场畸变并发生放电,油中氢气含量呈现出先缓慢后快速的增长趋势;当套管芯子内部存在电容屏褶皱缺陷时,油中氢气含量随电压施加时间近似呈线性增长;相对于以上两种缺陷,当套管存在金属尖端缺陷时,油中氢气生产速率显著增加,并伴有连续微小气泡产生。研究结果为利用氢气传感器开展油纸套管内部缺陷监测提供了数据支撑,提升了变压器油纸套管运维智能化水平。     

带电作业用绝缘遮蔽用具组合沿面放电试验研究

在配网带电作业中,为了提高绝缘防护面积,常将多个绝缘遮蔽用具组合使用,此时不同遮蔽用具之间的重叠部分就成为绝缘防护的薄弱区域。针对几种常用的绝缘遮蔽用具开展了组合使用时的沿面放电试验,采用球-棒电极模拟现场作业工况,并使用高速摄像机观察放电路径。结果表明,绝缘遮蔽用具的材料类型对其沿面绝缘性能影响较大,橡胶类和塑料类遮蔽用具的沿面绝缘性能接近,树脂类遮蔽用具的沿面绝缘性能较低;树脂绝缘毯在组合使用时,重叠部位贴合更加紧密;当重叠长度为15cm时,树脂绝缘毯重叠区域的沿面放电电压与橡胶毯接近;考虑10kV配网线路最大工频电压为24kV时,绝缘遮蔽用具组合使用时的重叠部位的长度不小于15cm。     

绝缘缺陷对回复电压极化谱的影响

回复电压法利用极化完全建立的时间(主时间常数)评估油纸绝缘的老化状态,但老化的油纸绝缘系统易出现多个回复电压峰值,影响其主时间常数的确定。因此,在实验室条件下,搭建变压器油纸绝缘的模拟模型,从充电电压、绝缘结构、不均匀老化三个方面研究不均匀绝缘介质对回复电压峰值曲线的影响。结果表明,绝缘纸层数和绝缘缺陷会引起回复电压峰值曲线出现多个峰值,该现象可用于分析油纸绝缘状态的局部缺陷。     

冲击电压下CVT传递特性及其缺陷故障检测研究

电容式电压互感器（CVT）内部存在绝缘缺陷时,其整体运行状态不会出现明显变化,但CVT频率响应特性会发生改变。为准确检测出CVT内部的绝缘缺陷,通过获取CVT宽频电压传递函数进行CVT绝缘缺陷故障检测。搭建了冲击电压试验平台,通过雷电冲击、操作冲击和振荡操作冲击3种冲击波形,研究了不同类型冲击电压波形下的CVT频率响应特性。研究结果表明,由3种不同类型冲击电压获取的CVT电压传递函数主要参数特征基本一致,在主电容充电电压相同的情况下,振荡操作冲击电压可以提高输出电压,高效地获取CVT宽频电压传递函数。通过对比不同绝缘缺陷条件下由振荡操作冲击电压获取CVT电压传递函数的差异,为利用冲击电压频率响应特性检测CVT内部绝缘缺陷提供了支撑。     

1100kV SF_6断路器断口联合电压试验研究

断口联合电压试验是断路器绝缘型式试验的重要项目。11 00kV SF_6断路器较高的绝缘水平、较大的断口电容对绝缘试验室提出了更高的要求和挑战。应用电磁暂态程序EMTP对1100kV SF_6断路器断口冲击联合电压试验多种工况进行了数值仿真,优化确定了相关试验方案。仿真结果表明:对于操作冲击联合工频的试验方式,可以单纯通过提高工频侧的电压峰值补偿电压跌落;对于雷电冲击联合工频的试验方式,应通过部分提高雷电冲击侧的电压峰值、部分提高工频侧电压峰值补偿电压跌落。根据仿真结果,机械工业高压电器设备质量检测中心按照GB/Z 24838-2009对新东北电气研制的1100kV SF_6断路器顺利进行了断口联合电压绝缘型式试验。     

带防错装置的电压互感器制作方法及其应用

提供了一种电压互感器中带防错装置的航空插座工艺制作方法,先将航空插座各触点端分别焊接绝缘线,绝缘线按标识套有线号管,再采用PVC电气胶带围绕插座缠一圈,内部灌封硅橡胶,金属管脚和焊点不外露,待胶干后将PVC电气胶带去除,在绝缘线端部设有接线鼻,插座各端子之间能够满足3000V耐压。采用绝缘线焊接各触点端,避免二次短路造成设备故障实现绝缘稳定;采用硅橡胶灌封焊接端,在满足3000V耐压的情况下,保证密封实现防水防污垢功能;在绝缘线端部设有接线鼻,实现电气可靠连接,提高可靠度。     

变压器外部引线接头过热原因及预防

电力变压器外部引线接头同时发热会造成桩头密封圈老化渗油,油溢至套管,沾粘吸附上导电性的金属尘埃,遇上雨雪天气湿度增加时,再出现过电压,就可能发生套管闪络放电或爆炸.渗油严重时,油面下降还会影响变压器的绝缘、散热效果.……     

汽轮发电机轴电流报警原因分析及处理

针对某电厂3号汽轮发电机自商运并网后频繁出现轴电流高一段报警问题,根据轴电流产生的机理以及轴电流波形特性,采用模拟对比的分析方法,分析造成该次频发轴电流高报警的直接原因为发电机励端大轴存有随机、不稳定性接地故障。为进一步确认故障位置,通过对发电机励端绝缘结构分析,在停机大修解体期间,对发电机励端所有绝缘部件进行检查,发现了励端外油档绝缘层失效及高压油管安装不规范引起轴瓦绝缘失效为造成机组在运行期间产生轴电流高报警的根本原因。在大修回装时,采取对励端部件进行有效绝缘控制和对高压油管增加热缩套绝缘防护方案后,彻底解决了本次轴电流高报警的问题。