高压直流换流站穿墙套管的运行经验

一、国外高压直流换流站穿墙套管的运行经验 1.环境条件对换流站用绝缘子的影响 换流站的绝缘子及穿墙套管户外部份的设计在很大程度上取决于其所处环境条件。 气候条件决定着设备外绝缘的潮湿和自清洗能力。很多研究报告表明,较大的风力是绝缘子积污的决定因素。日本曾提出沿海在强季风时绝缘子快速积污特性用风速的三次方和风     

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。     

高压直流换流变压器阀侧非线性电场的求解

为研究换流变压器阀侧绕组端部的高度非线性直流电场,经理论分析建立了非线性电场的有限元计算模型。针对绝缘材料的非线性特征应用所建模型通过迭代求解,获得了工程关心部位的电场强度分布。计算一种典型的换流变压器绕组端部绝缘中直流电场分布的结果表明,绝缘纸板、变压器油中的最高场强值均变小,尤其是绝缘纸板中最大单元场强明显降低,这个变化趋势对绝缘结构设计非常有益。     

新型515 kV直流SF6气体绝缘穿墙套管研发设计

直流穿墙套管是承载系统安全的一个核心设备,在直流输电系统中处于咽喉位置,文中以515 kV SF₆气体绝缘结构穿墙套管为研究对象,针对超长导电杆挠度过大引起穿墙套管内部电场畸变的问题,新设计一种带空间支撑结构的导电杆,并与传统导电杆对比分析,得到新型导电杆挠度值下降了34.95%,然后对安装新型导电杆的穿墙套管进行温升仿真分析,计算结果表明,安装新型导电杆的穿墙套管具备额定通流6515 A和耐受1550kV雷电冲击的能力。各项型式试验的顺利通过,验证了515kV SF₆气体绝缘结构穿墙套管结构的合理性,为直流输电工程更高电压等级穿墙套管的研制奠定理论基础。     

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。     

±800kV直流穿墙套管耐压试验发生外闪原因分析及改进措施

为找出某特高压直流输电工程中,其高压端阀厅直流侧800 kV穿墙套管在进行直流耐压试验过程中发生外闪的根本原因,并研究应对措施,通过结合现场试验实际情况,借助有限元算法对其进行分析。分析结果表明:由于该型特高压直流穿墙套管原均压环结构不合理,造成其表面场强分布极不均匀,尤其法兰与绝缘外套连接处电场强度过高,非常接近空气击穿场强,在其表面有一定污秽和湿度较大的情况下,借助960 kV特高压直流试验电压非常强的累积效应,就形成了贯穿性外闪放电。据此,提出相应的改进措施,即在该型特高压直流穿墙套管的法兰与绝缘外套连接处加装1个相同的均压环,并适当调整均压环的罩入深度。通过有限元算法对此措施进行验算,结果表明:采用这种改进措施会使得其外部场强分布得到根本性改善,大大提高其运行可靠性。     

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。     

HXD1型机车高压穿墙套管国产化研制

针对HXD1型机车高压穿墙套管的结构特点,采用COMSOL有限元法对某进口高压穿墙套管及国产高压穿墙套管进行电场仿真,然后结合该进口高压穿墙套管的应用情况,采用自动压力凝胶(APG)成型技术进行国产化研制,对比测试了两者的电气性能,并开展冷-热油循环、振动冲击、高低温交变等环境适应性试验.结果表明:国产高压穿墙套管结构设计合理,具有良好的环境适应性,适用于HXD1型机车牵引变压器领域.     

40.5kV穿墙套管电场分析及屏蔽优化

文中针对40.5 kV开关柜母线穿墙套管容易发生局部老化导致绝缘能力不足的问题,采用Ansys Workbench软件对穿墙套管进行电场分析查找电场集中位置,提出使用单个地电位屏蔽环或高电位和地电位屏蔽环组合方式解决穿墙套管局部电场集中问题的方法,分析了高、地电位屏蔽环的尺寸以及尺寸变化对穿墙套管电场分布的影响,计算了各个情况下的空气域最大电场值并绘制出曲线,并通过对大量的仿真验证和数据筛选,选择了a=7mm,b=15mm,c=27.6mm,d=17mm,e=25mm,在工频耐压下,穿墙套管周围空气域电场场强为E=2.61×10~6 V/m。设计出成本较低、电场较好的较为优化的带高、地电位屏蔽的穿墙套管,有效的改善穿墙套管周围的电场分布,提升了穿墙套管的绝缘水平,有效解决了开关柜母线绝缘套管局部绝缘能力不足的问题,提高了设备运行可靠性。     

40.5kV空气绝缘开关柜穿墙套管电场优化与结构设计

针对40.5kV交流金属封闭开关柜内部具有高、低压屏蔽的典型穿墙套管运行过程中出现局放、沿面放电问题,利用Ansys Workbench软件进行电场计算和问题分析并提出两种结构优化方案。分析绝缘试验时穿墙套管初始放电主要发生在内穿铜排表面窄边圆角处原因,采用参数化建模优化方法并以高压、接地屏蔽罩长度和半径为变量,在一定范围内进行反复迭代综合考虑得到穿墙套管高、低压屏蔽罩优化方案并试验验证,在此基础上进一步设计高压罩全屏蔽方案,对比两方案参数并结合生产实际给出工程建议。仿真与试验结果表明:屏蔽罩优化方案将铜排表面、环氧外表面最大场强分别减小为4.5、2.6kV/mm,高压全屏蔽型方案通过取消接地屏蔽附近伞群、适当降低环氧厚度,将穿墙套管整体最大场强降为2.37kV/mm,为穿墙套管设计提供工程依据。     

KYN61-40.5 kV开关柜穿墙套管的电场仿真及结构优化

文中针对KYN61-40.5 kV开关柜母线室中穿墙套管容易发生局部绝缘老化导致环氧材料寿命降低的问题,运用Solidworks软件对穿墙套管区域建立三维模型.通过Ansys Workbench软件对穿墙套管区域进行了电场仿真.在工频耐压峰值下,分别仿真了单个地电位屏蔽环、悬浮电位屏蔽环和高、地电位双屏蔽环3种结构方案...     

直流高压干式套管的多参量诊断

准确诊断干式套管主绝缘的老化状态,对于电力系统的可靠运行及状态检修具有非常重要的意义。为此,分别测量了干式套管主绝缘试样的介质损耗参量、泄漏电流、局部放电参量和剩余击穿电压,采用基于统计学的方法建立了多参量诊断的数学模型,对干式套管主绝缘进行了老化状态评估。结果表明:所测参量中,偏斜度Sk+、介电损耗tanδ、局放起始电压UPDIV、吸收比Pi为最优参量组;多参量诊断会提高绝缘状态评价的准确性,但也并不是参量越多越好,合理的选取诊断参量十分重要。     

小型可调气压罐设计及复合电压下穿墙套管电场仿真研究

为便于模拟西部高海拔地区低气压环境,进而探究不同类型电压下电极电晕现象与环境气压的关系,需要设计一个气压可调、湿度可控的实验室用小型气压罐。为了判断气压罐的安全性,利用气压罐静态力场分析,计算出气压罐上的应力分布。气压罐设置了两个穿墙套管,可引入20 k V直流电压、20 k V交流电压及20 k V交直流复合电压进行电晕实验。利用子模型法进行有限元分析,计算出不同绝缘长度、安装高度下两个套管的电场分布,并据此设计出直流套管与交流套管的绝缘结构以及最佳安装位置,从而保证实验装置可在0.5~1.0 atm(1 atm=101.325 k Pa)环境气压范围内安全地导入电压进行电晕实验。     

变压器套管尾部电场计算及均压球的优化

本文应用模拟面电荷法计算了均压球表面的电场,并在此基础上采用曲率优化法对均压球进行了优化,使其表面电场趋于均匀。     

高压绝缘套管电场分析及结构优化

高压绝缘套管是气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)高电压与地电位绝缘的重要元件,其均匀的电场分布与合理的结构是GIS安全运行的保证。笔者针对252 k V GIS高压绝缘套管结构设计与电场分布问题,以电磁场理论为基础,通过建立高压绝缘套管电场分布计算的数学模型和基于ANSYS软件的套管电场分布的仿真分析,对套管接地内屏蔽附近电场分布对套管外表面局部区域电场强度的影响进行研究,并据此对套管内屏蔽进行结构设计。套管内屏蔽结构参数的优化结果表明,套管外表面的最大切向场强降低了约29%,使其绝缘性能有了明显的提高。     

特高压直流线路地面合成场强的计算

准东—华东±1 100 k V特高压直流线路为世界第一条±1 100 k V直流线路,确定合理的对地距离对线路具有重大意义。本文研究的"双极导线—大地"的计算模型边界条件简单、几何外形规则,借鉴数学物理方程求解思路,采用MATLAB编制有限差分法计算程序,分析了气候及海拔对地面合成场强影响,确定导线对地距离的决定因素,提出了不同地区的对地距离取值,为工程设计提供参考。     

大容量调相机静止变频器起动方式研究

本文介绍了静止变频器(SFC)起动方式的原理,对两种起动方案进行了对比研究,通过建模仿真分析SFC容量与起动时间的关系。研究表明两种起动方案各有其优缺点,均能满足调相机起动的需求。