1100kV直流电阻标准分压器电场仿真分析和方案设计

目前,我国直流电压比例标准的最高电压等级为800 kV,若直接套用该标准进行1100 kV直流电压互感器现场校准实验,其周围电场的分布仍不均匀,将导致准确度降低,故文中针对这些问题研究设计了1100 kV直流电阻标准分压器。本文基于Ansys仿真软件搭建了1100 kV直流电阻标准分压器的有限元模型,计算并分析了分压器周围和沿测量电阻层方向上的电场分布,得出了均压环的尺寸和位置对分压器周围最大场强的影响特性,通过合理设置均压环的圆心到地面的距离、内环半径、圆心到对称轴的距离,可大幅改善分压器周围最大场强。本算例中,分压器周围最大场强的大小从6869.37 V/mm降低到1566 V/mm,提高了绝缘水平;施加屏蔽电阻层后,沿测量电阻层上的电场强度减小到142.17 V/mm,且分布均匀,提高了测量准确度。本设计对分压器设计、制造、运行等部门有较好的借鉴作用。     

±1200kV标准直流分压器设计及测量不确定度评定

为满足特高压直流输电工程用直流分压器的校准需求,研制了一台±1 200 kV标准直流分压器。在设计制造过程中,通过电场仿真优化了分压器的结构和屏蔽环的设计,分压电阻采用特殊的屏蔽结构减小了泄漏电流和电容电流的影响,然后对标准分压器进行了量值溯源并进行了国内比对,依据不确定度的评定方法分析了测量不确度分量,给出了总测量不确定度。     

按暂态电场原理计算电阻分压器的方波响应

提出用暂态电场原理及其计算方法来计算电阻分压器的方波响应。文中以一台1.5MV的电阻分压器为实例作了计算,证明该法能对分压器在方波作用下的暂态行为给出完整的概念,能对其冲击测量特性作出详尽的评价。     

10kV级电阻型电子式电压互感器电场计算及参数设计

利用有限元方法,计算了电阻式分压器电场,得到了场中电位分布,并优化出最佳方案.     

一种新型的600kV冲击电阻分压器

新型冲击电阻分压器的高压臂电阻是按电场强度分布设计的,且置于绝缘油中。这种分压器可作到标称电压为600kV,分压器本身的响应时间为8.2ns。在带293Ω阻尼电阻及2800mm引线的测量系统中响应过冲为15％。     

一种电阻脉冲分压器的研制

陡前沿高压脉冲测量对分压器的响应性能提出了非常苛刻的要求。电阻分压器对地分布电容是影响其性能的关键因素。采取在高压臂的低压端加入套筒电极的补偿措施,部分地收集原本由高压臂电阻体流向地的杂散电容电流,并调节各相关参数的匹配以减小分压器高压臂对地分布电容的影响,研制出了一种新型的电阻分压器。PSpice性能仿真分析表明:该设计可以减少响应时间和上升时间3 ns以上,改变电极的长度即可在一定的范围内调节其响应性能;适当的电感将有助于降低上升时间。仿真分析还证实了阶跃响应上升时间能够实现<1 ns。对准阶跃波、静电放电枪校准波及纳秒双指数脉冲的实验测量表明该分压器性能优越。     

1000 kV 直流高压分压器的比对与不确定度评定

随着我国特高压直流输电工程的全面启动,直流输电电压等级也由±500 kV 提高到±800 kV.为了使现有的特高压直流电压发生器的工作电压满足特高压直流输电技术发展的需要,将澳大利亚国家计量院研制的1000 kV 直流高压分压器测量系统作为标准直流高压分压器,采用电压比测量方法,与户内±1800 kV 直流高压分压器进行了比对试验.通过对测量不确定度各项影响分量的综合评定,表明±1800 kV 直流高压分压器在1000 kV 工作电压下的分压比变化率小于0.5%,能满足开展特高压直流绝缘技术研究和特高压直流设备相关产品检测工作的需要     

1000 kV SF_6标准电压互感器的绝缘设计和电场计算分析

特高压电器设计的核心问题之一便是绝缘结构设计。绝缘结构设计能否满足要求,对产品的安全运行至关重要。为此,笔者对1 000 kV SF6气体绝缘标准电压互感器进行了电场有限元分析,通过对多组结果的比较,提出1 000 kV SF6高压电器绝缘设计的要点,并对其他类似结构的特高压电器设计提出了一些浅见。研究发现:对于SF6高压电器产品,改善套管电位分布、降低电场强度的有效方法是设置分压屏蔽,通过合理选择分压比K、加大曲率半径或采用多曲率弧线等方法降低最大电场强度;对类似结构的1 000 kV SF6气体绝缘特高压电器,可利用电容分压原理进行绝缘设计,必要时可设置两个或两个以上分压屏蔽,但分压屏蔽数量的增加会给加工、装配等带来很大难度,需要合理取舍。     

±800 kV换流站直流线路分压器二次分压板电阻失效原因分析

±800 kV普侨直流在运行中出现3次由于直流线路分压器测量异常导致的直流非计划停运。经分析,3次直流分压器测量异常均为直流线路分压器二次分压板支路电阻失效导致。通过对3次故障中的直流线路分压器二次分压板进行解体试验,发现直流线路分压器二次分压板存在设计缺陷。该分压器二次分压板电阻在直流电场及潮湿环境的共同作用下会产生电化学腐蚀现象,造成单一支路电阻变大,从而影响整个直流分压器的测量精度,导致普侨直流的非计划停运事件。     

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。     

1000kV级特高压交流线路绝缘子串电位分布计算和均压环设计

特高压交流线路绝缘子串的电位分布极不均匀,这将影响绝缘子和线路的安全运行,如何设计合理的均压环,改善绝缘子串电位分布,具有重要的工程意义。应用有限元法可以对特高压绝缘子串单悬垂串下的电场分布进行三维的数值计算,综合考虑杆塔、导线等因素,针对悬垂串不同的均压环设计尺寸和放置位置分布进行对比计算。对均压环的优化设计表明,均压环管径取120mm,环体距绝缘子串中心距离取500mm,布置位置为屏蔽3片绝缘子时,均压效果相对较好。计算结果表明,增加均压环后各个串型的电场分布明显改善,单片绝缘子最大承受电压为4.7%。     

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。     

特高压交流线路Y型复合绝缘子串静电场分布

通过建立理想条件下特高压双回输电线路Y型复合绝缘子串的三维静电场有限元分析模型,计算了Y型绝缘子串和均压环表面电场分布。分析了串长比例、V串部分夹角和单双联串型对绝缘子串和均压环电场分布的影响。研究结果表明,串长比例和夹角对跑道型均压环和复合绝缘子表面电场强度最大值的影响与导线到上横担的距离密切相关。仅从静电场角度分析,建议串长比例为4 m/5 m(I部分/V部分),相比初设参数2 m/7 m,跑道环表面最大电场强度降低了1.6%,复合绝缘子降低了3.5%,相同串长位置(2 m)处承担电压降低了13.2%;鉴于夹角变化时均压环和复合绝缘子表面最大电场强度变化都在2%以内,建议夹角保持初设参数105°;单联Y型串各部分最大电场强度均小于双联Y型串,其中I串大环达8.7%,复合绝缘子21.9%,串型选择建议采用单联Y型串。     

110kV线路绝缘子串电压与电场计算分析

输电线路绝缘子的电压和电场分布对绝缘子的相关设计和运行维护非常重要.根据绝缘子串电压分布曲线和线路绝缘子实测结果可判断出绝缘子串的劣化程度、绝缘子串的绝缘性能等电气特征.主要研究玻璃绝缘子串的电压与电场的分布.在总结静电场计算方法的基础上,根据绝缘子串计算模型的特点,选择了ANSYS有限元方法进行求解.     

特高压直流输电线路屏蔽环三维有限元电场计算方法与策略

论述了大空间中计算小电极表面电场强度的方法;阐述了计算结果绝对数值的低准确性与不可靠性,及获得相对结果的必要性与工程实用性;给出了一种"新""旧"结构场强比较策略,以利用电场数值计算提供有价值的实用结果,解决实际工程问题。针对特高压直流输电试验线路电压等级提升需要,采用获得相对结果的策略,利用ANSYS软件与边界条件修正方法,对管母线和耐张塔处屏蔽环的电场进行计算,给出了可以满足电压提升要求的屏蔽环结构。