国内文摘与专利

正多次雷电冲击电压作用下变压器油浸绝缘纸板累积效应特性/司马文霞;孙魄韬;吴婧瑜;等/高电压技术,2016(02)油纸绝缘是电力变压器最常用的一种绝缘介质,其在运行过程中不可避免的会受到多次雷电冲击电压的作用,在冲击电压的累积作用下变压器内绝缘有可能会产生不可逆的损伤。鉴于此,通过自动连续冲击电压发生器对油纸绝缘模型的累积施压,来模拟侵入变压器的雷电过电压对油浸绝缘纸板的累积效应。研究了雷电冲击电压幅值U与油浸绝缘     

多次雷电冲击电压作用下变压器油浸绝缘纸板累积效应特性EI北大核心CSCD

油纸绝缘是电力变压器最常用的一种绝缘介质,其在运行过程中不可避免的会受到多次雷电冲击电压的作用,在冲击电压的累积作用下变压器内绝缘有可能会产生不可逆的损伤。鉴于此,通过自动连续冲击电压发生器对油纸绝缘模型的累积施压,来模拟侵入变压器的雷电过电压对油浸绝缘纸板的累积效应。研究了雷电冲击电压幅值U与油浸绝缘纸板击穿时雷电冲击电压累积次数N之间的关系,即U-N特性。并采用Weibull模型分析了油浸绝缘纸板试品U-N特性的变化规律。还通过原子力显微镜(AFM)对比研究了不同次数雷电冲击电压作用后油浸绝缘纸板表面形貌的变化。研究结果表明:随着雷电冲击电压幅值的升高,油浸绝缘纸板累积直至击穿所需要的次数大幅度下降,雷电冲击电压对油浸绝缘纸板具有明显的累积效应;多次雷电冲击电压的累积作用会导致油浸绝缘纸板表面颜色与形貌的变化,200、400、600、800次标准雷电冲击电压作用后,油浸绝缘纸板表面粗糙度比累积试验前分别增加了0.61、2.80、5.97和11.76倍。     

多次雷电冲击电压作用下变压器油浸绝缘纸板累积效应特性

油纸绝缘是电力变压器最常用的一种绝缘介质,其在运行过程中不可避免的会受到多次雷电冲击电压的作用,在冲击电压的累积作用下变压器内绝缘有可能会产生不可逆的损伤。鉴于此,通过自动连续冲击电压发生器对油纸绝缘模型的累积施压,来模拟侵入变压器的雷电过电压对油浸绝缘纸板的累积效应。研究了雷电冲击电压幅值U与油浸绝缘纸板击穿时雷电冲击电压累积次数N之间的关系,即U-N特性。并采用Weibull模型分析了油浸绝缘纸板试品U-N特性的变化规律。还通过原子力显微镜(AFM)对比研究了不同次数雷电冲击电压作用后油浸绝缘纸板表面形貌的变化。研究结果表明:随着雷电冲击电压幅值的升高,油浸绝缘纸板累积直至击穿所需要的次数大幅度下降,雷电冲击电压对油浸绝缘纸板具有明显的累积效应;多次雷电冲击电压的累积作用会导致油浸绝缘纸板表面颜色与形貌的变化,200、400、600、800次标准雷电冲击电压作用后,油浸绝缘纸板表面粗糙度比累积试验前分别增加了0.61、2.80、5.97和11.76倍。     

多次双极性振荡衰减冲击电压作用下的油纸绝缘累积效应

为研究电力变压器实际遭受的雷电冲击电压波和IEC规定的标准雷电冲击电压波(SLIW)对油浸绝缘纸累积作用,基于变电站实测的雷电侵入波形,通过试验方法产生了不同波形参数的双极性振荡衰减冲击电压,采用匝间绝缘模型模拟真实状况下油纸绝缘所承受的电场,并通过测量冲击电压幅值与冲击电压累积次数之间的关系特性和不同次数冲击电压作用前后相对介电常数等电气参数,探索了多次冲击电压作用对油纸绝缘的累积效应。研究表明:多次双极性振荡衰减冲击电压作用下油纸绝缘表现出明显的累积效应,在不同波形参数的冲击电压作用下油浸绝缘纸的U-N特性曲线均呈指数变化规律;在相同电压幅值下,油浸绝缘纸对双极性振荡衰减波的累积耐受能力比标准雷电冲击电压波更好,表明相同电压幅值下标准雷电冲击电压对绝缘的要求偏严;油浸绝缘纸的相对介电常数和介质损耗角正切值均随累积次数的增加呈明显上升趋势,表明多次双极性振荡衰减冲击电压作用对油纸绝缘性能有明显的影响。     

双极性振荡衰减冲击电压作用下油浸绝缘纸的绝缘累积效应特性

变压器内油纸绝缘在雷电冲击电压的重复作用下会产生累积损伤,从而对变压器的安全运行产生威胁。实际侵入变压器的雷电冲击电压波受变电站进线衰减、折反射及绕组谐振等因素的影响,具有显著的振荡特性,该波形与IEC规定的标准雷电波形有显著差异。为此基于变电站实测的雷电侵入波形,通过试验方法产生了不同波形参数的双极性振荡衰减冲击电压,采用柱–柱电极结构测量了冲击电压幅值与冲击电压累积次数之间的关系特性(U-N特性)。通过观察累积冲击作用前后油浸绝缘纸的微观形貌变化并测量其相对介电常数和介质损耗角正切,探索了多次冲击电压作用对油浸绝缘纸的累积损伤效应。研究表明,多次双极性振荡衰减冲击电压作用下油浸绝缘纸表现出明显的累积效应,随着冲击次数的增加,电极覆盖区域的试品表面会出现乳白色胶状附着物,且试品表面的纤维结构发生变化,粗糙程度逐渐增大,其相对介电常数和介质损耗角正切值均呈明显上升趋势。     

10 kV高压开关柜烧毁事故分析及处理

针对某220 kV变电站1号主变压器10kV开关柜在运行中发生的短路烧毁事故,进行细致的分析,找出了该设备发生故障的原因,并提出了防止类似事故再发生的应对措施.分析结果表明:(1)该设备发生事故原因是由于该开关柜温升长期超标,真空断路器绝缘拉杆性能逐渐劣化,最后失去其绝缘性能而引发单相弧光接地;(2)引起事故扩大的原因是用以限制操作过电压及雷电过电压的三相限压器额定电压及持续运行电压选择不正确.     

广州蓄能水电厂500 kV电气设备雷电过电压计算

通过ＥＭＴＰ程序计算了广州蓄能水电厂５００ｋＶＧＩＳ电气设备在雷电流沿导线侵入时产生的过电压,结果表明所产生的过电压低于设备的雷电冲击绝缘水平,证明了雷电侵入波并不是１号主变压器损坏的直接原因。     

非标准雷电冲击电压下油纸绝缘击穿特性

变压器实际遭受的雷电冲击电压的波前时间及持续时间变化范围很大,传播过程中的折反射还会造成雷电波的波形振荡。雷电侵入变压器绕组后会引起内部谐振,在匝间和饼间形成较高电位梯度,从而导致匝间和饼间的击穿事故。因此设计了油-隔板和匝间绝缘模型,研究了冲击电压波前时间、振荡频率对绝缘模型击穿特性的影响。结果表明:2种绝缘模型击穿电压均随波前时间的降低而增加,波前时间0.25μs陡前沿冲击电压下的U50%比标准雷电冲击下提高了10%~17%;对于匝间绝缘模型,其放电时延受绝缘层厚度和波前时间的影响显著,并且放电时延对波前时间的敏感度随着纸层层数的增加而升高;匝间绝缘模型能够耐受幅值比标准雷电冲击电压幅值更高的振荡雷电冲击电压,模型的U50%击穿电压随振荡频率增大而增大,振荡频率335 kHz时的U50%是标准雷电下的1.25倍;此外,当匝间绝缘模型中绝缘纸总厚度保持恒定时,绝缘纸层数的增加提高了绝缘模型的击穿强度。     

基于柔性直流的±10kV配电网雷电侵入波过电压仿真

基于柔性直流的配电系统因方便新能源接入等各种优点而成为国内外的研究热点,过电压及防护是其重要研究方向之一。为此,针对某基于柔性直流的±10kV配电网开展了雷电侵入波过电压及防护措施研究。首先,依据±10kV配电网主接线形式分析换流器在雷电侵入波下高频模型的建模方法,并基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序建立交/直流侧雷电侵入波过电压仿真模型。其次,仿真分析了雷电流直击导线和雷击塔顶反击时换流器内各设备雷电过电压分布及影响因素,并对比分析杆塔侧加装L型避雷器对各设备雷电过电压的限制作用。仿真结果表明:交/直流侧不配置L型避雷器雷直击导线、反击塔顶时换流器承受最大雷电流幅值分别为50 k A/34 k A和28 k A/32 k A,而配置L型避雷器后交/直流侧承受最大雷电流幅值提高至75 k A。最后,根据交/直流侧雷电侵入波在各设备上形成的最大过电压,校核避雷器配置方案并确定关键设备的雷电冲击绝缘水平。计算结果表明:直流侧开关场设备、直流电抗器及交流侧联接变压器雷电冲击绝缘水平取为60kV,而直流侧母线上设备、直流侧联接变压器雷电冲击绝缘水平取为40kV。     

110kV变压器中性点雷击过电压分析

110kV电网在全国覆盖范围大,线路和变电站容易遭受雷击,雷电波沿输电线路侵入或直击变电站在变压器中性点上产生过电压,对中性点绝缘构成威胁,因此研究雷击下变压器中性点过电压表现特性及引入过电压保护设备后的限压效果具有实际意义。根据某110kV变电站接线情况,结合雷击过电压理论及110kV变压器中性点绝缘性能,利用电磁暂态分析程序ATP对雷击线路雷电波侵入变电站和雷直击变电站情况下变压器中性点过电压进行仿真,分析变压器中性点过电压值及引入氧化锌避雷器后限制过电压情况,提出了增大变压器中性点避雷器通流容量限制中性点雷击过电压的措施。     

某矿区110kV主变雷害事故原因及改造措施仿真分析

针对一起矿区变电站110 kV主变遭受雷害事故原因进行深入分析,并对相关直流电阻测试和油色谱分析数据进行分析以及对现场35 kV线路进行勘察,发现由于35 kV线路遭受雷击,不能有效限制雷电冲击过电压波峰值,导致雷电过电压波成功侵入到变压器35 kV侧,损坏主变绕组绝缘。针对上述原因,提出对进线段采取差异性防雷改造,对变电站前四级杆塔安装可调试过电压保护间隙,通过调整间隙动作值,逐级进行保护。并通过ATP-EMTP电磁暂态仿真软件对进线段差异性防雷改造前后的雷电防护效果进行仿真对比分析。     

浅谈110kV主变中性点放电间隙的作用

针对一起110 kV变压器跳闸事故进行短路计算,查询了110 kV变压器中性点氧化锌避雷器与放电间隙的配置原则,以及湖北电网雷电信息查询系统,经综合分析发现,当110 kV线路遭受雷击,雷电波从线路侵入110 kV变电站到达变压器中性点,产生较高雷电过电压时,避雷器没有达到动作条件,靠间隙击穿来保护变压器中性点绝缘.同时分析了氧化锌避雷器的动作条件,以及间隙被击穿的条件,表明主变压器中性点避雷器与棒间隙的配合使用可以有效保护变压器中性点绝缘.     

浅谈110 kV主变中性点放电间隙的作用

针对一起110 kV变压器跳闸事故进行短路计算,查询了110 kV变压器中性点氧化锌避雷器与放电间隙的配置原则,以及湖北电网雷电信息查询系统,经综合分析发现,当110 kV线路遭受雷击,雷电波从线路侵入110 kV变电站到达变压器中性点,产生较高雷电过电压时,避雷器没有达到动作条件,靠间隙击穿来保护变压器中性点绝缘。同时分析了氧化锌避雷器的动作条件,以及间隙被击穿的条件,表明主变压器中性点避雷器与棒间隙的配合使用可以有效保护变压器中性点绝缘。     

考虑波形起始点的特高压变电站雷电入侵过电压分析

变电站雷电入侵过电压是特高压输变电工程的重要课题。为研究工频电压对变电站雷电侵入波过电压的影响,考虑雷电入侵时刻工频电压的波形起始点对雷电入侵过电压的影响,以某1 000 kV特高压GIS变电站为例,采用电磁暂态仿真程序ATP/EMTP建模研究了不同波形起始点对应的雷电侵入波过电压,并根据波形起始点的分布概率,研究了雷电侵入波过电压的分布规律,提出以90°波形起始点为依据进行雷电侵入波过电压计算和绝缘配合的建议。     

220kV主变低压绕组短路变形事故分析

正1引言电力变压器是确保电网安全稳定运行的关键设备。在雷电频繁发生的地区,变压器常常遭受雷击,雷电产生的过电压、过电流对变压器产生巨大冲击,常会引起绕组出口短路或近区短路,这对变压器的绝缘和抗短路能力是一大考验,尤其是低压绕组常因抗短路能力不足而发生变形,严重时甚至损坏烧毁。本文中笔者通过一起雷击导致变压器低压侧短路事故,分析事故发生的过程,找出故障发生的原因并给出合理的建议。     

66kV变电站系统防雷与绝缘配合研究

以某变电站发生的雷击事故为例,以电磁暂态程序ATP-EM TP为计算平台,搭建了雷击输电线路雷电侵入波侵入变电站的计算模型。采用ATP-EM TP对站内各电气设备上可能出现的最大雷击过电压值进行了定量计算,分析了雷击造成事故的过程和输电线路绝缘变化对侵入变电站雷电过电压的影响,并提出了防雷改进措施。计算结果表明:输电线路绝缘变化对变电站内电气设备上的过电压幅值基本没有影响。     

500kV XLPE海底电缆线路的暂态电压及绝缘配合研究

基于舟山混联输电线路工程,应用PSCAD/EMTDC软件,建模仿真研究了500 kV交联聚乙烯海底电缆绝缘和内(绝缘)护层上的各类暂态电压和绝缘配合问题,计算了断路器合闸操作、断路器重击穿和雷电流侵入时电缆绝缘及内护层上暂态电压的分布特性,分析了短路及故障电流、电缆中间段金属护套与铠装短接、电缆接地体阻抗等对电缆内护层感应电压的影响。结果表明:操作空载线路和最大雷电流侵入在电缆绝缘上可分别产生最高850 kV的操作暂态过电压和1 230 kV雷电暂态过电压,通过在断路器上加装合闸电阻和(或)在电缆上并联合适电抗器可以有效限制操作暂态电压;单相金属性短路故障和最大雷电流侵入在电缆内护层可分别产生最高7.5 kV和11.4 kV的暂态电压,电缆中间段金属护套与铠装短接方式可减小电缆内护层上约1/3的暂态电压,而电缆两端三相集中接地体的阻抗对电缆内护层上暂态电压的影响可忽略,各种暂态下电缆绝缘和内护层的绝缘配合满足500 kV电缆的相关标准要求。     

不同波形参数冲击电压下油-隔板绝缘放电特性

变电站布置、绕组内部谐振等因素会使得侵入变压器内部的雷电过电压的波形参数异于标准波形;此外,GIS中隔离开关操作造成的特快速暂态过电压(VFTO)带来的危害也与日俱增。为此设计了一种油-隔板绝缘模型,研究了波前时间、振荡频率对击穿特性的影响,以及VFTO下油-隔板绝缘模型击穿特性和隔板几何位置对放电特性的影响。结果表明,油-隔板绝缘模型击穿电压随波前时间的减小而增高;振荡频率增大会提高模型击穿电压,最高提高达30%;油-隔板绝缘模型在VFTO下的击穿电压较标准雷电冲击电压下提高10%;单层隔板时模型击穿电压随纸板与球电极之间距离的增大逐渐降低。     

420kV GIS变电站雷电侵入波过电压计算与防雷措施研究

420kV GIS变电站在发生雷电侵入过电压时,雷电波将沿线路传入变电站,严重影响设备的绝缘水平,其与保护装置避雷器之间的绝缘配合问题是电力系统中最基本和最重要的一种绝缘配合。对氧化锌避雷器的工作原理、特性及雷电流的模拟进行了阐述,以某420kV GIS变电站为对象,利用电磁暂态程序(ATP-EMTP)搭建了电磁暂态仿真平台,对国外某420kV GIS变电站400kV侧出线段杆塔受雷击时,引起绝缘子发生闪络后侵入波雷电过电压进行计算,在其最严重的单线单母单变运行方式下,在给定避雷器配置方案措施下,获得420kV GIS变电站出线端电压互感器及主变压器端口的过电压波形。通过计算分析,设计满足规范及工程实际要求。     

电压互感器柜内过电压保护器烧损事故分析及反措建议

对广东电网公司揭阳供电局220 kV铁山变电站2号主变压器低压绕组电压互感器柜内过电压保护器烧损事故进行分析,指出雷电波经10 kV馈线侵入10 kV高压室是事故的诱因,而电压互感器柜内组合式过电压保护器结构设计缺陷引发相间短路则是造成事故扩大的主要原因,变电站出线电缆终端避雷器和终端塔地网的不可靠也是导致事故发生的原因之一。针对该典型事故折射出10 kV配电网防雷和过电压管理上存在的问题,提出具体的反措建议。