高压换流阀内冷却系统散热器杂散电流腐蚀的试验研究

国内数座换流站的运行经验表明,换流阀内冷却系统中铝制散热器的腐蚀是导致均压电极结垢和水路阻塞、泄漏等问题的根源。为了研究散热器在内冷水中电解电流作用下发生杂散电流腐蚀的问题,文中搭建了典型结构的换流阀内冷却系统模拟试验平台,在模拟换流阀实际运行环境的前提下,通过模拟试验检测了各支流管电流的变化,利用软件仿真明确了散热器内部电解电流的分布,结合相关理论计算了散热器的杂散电流腐蚀量和非电腐蚀量并进行了比较分析。试验和仿真结果表明,换流阀各阀段中只有中间电位以上电位处的散热器能够用发生杂散电流腐蚀;从散热器内表面与塑料接头衔接处起向内延伸约3.7 mm的铝制内表面是发生杂散电流腐蚀的主要区域;在内冷水电导率维持在0.5μS/cm以下的现场运行环境中,杂散电流腐蚀并不是散热器发生腐蚀的最主要原因。     

复合绝缘子积污腐蚀表面泄漏电流分析

为了研究复合绝缘子积污腐蚀表面与泄漏电流的关系,以人工污秽试验的方法制备试样,采用泄漏电流测量装置分别按积污时间、盐密、灰密、pH值为变量对试样的泄漏电流进行测量,并分析了上述变量对泄漏电流的影响。结果表明,复合绝缘子表面泄漏电流随着试样腐蚀时间的增加而增加,且酸性环境对其影响大于碱性环境;相较于灰密对积污腐蚀表面泄漏电流的影响,盐密的变化对泄漏电流的影响更明显;泄漏电流分别随着电压的提高和加压时间的增加而增大。     

换流阀散热器腐蚀研究

为解决换流阀散热器腐蚀问题,以阀塔层间水路模型为研究对象,建立等效电路模型,运用Multisim软件对电路中各支路漏电流进行计算.研究了水电极不同等电位方式以及水电极不同位置布置下的水电极和散热器支路漏电流.结果表明:水电极与邻近模组等电位,散热器支路的漏电流会大幅减小;缩短水电极与水接头之间的距离可以减少散热器支路的漏电流,水电极与水接头同截面布置效果达到最优.在散热器进出口镶嵌不锈钢电极可以代替散热器的腐蚀,从而彻底解决散热器腐蚀问题.     

均压电极垢层电沉积模型分析与应用

换流阀是高压直流输电系统中的核心设备,阀冷系统用于阀体组件的散热,而阀冷系统散热器腐蚀和均压电极结垢将导致换流阀运行故障,因此研究阀冷系统的腐蚀和结垢特性,对保障换流站安全可靠运行尤其重要。基于散热器腐蚀和垢层的沉积机理,应用有限元方法,建立了考虑电极表面沉积反应、物质传递过程的均压电极垢层沉积模型,所建模型能够模拟垢层生长过程、分析电极表面附近电场以及腐蚀离子浓度分布。基于该模型分析了电极表面垢层的沉积行为特性、电极表面的垢层分布,讨论了不同电压等级对垢层厚度的影响,得到垢层主要分布在高电位电极、电极尖端垢层量远大于电极平行位置以及电压等级升高,垢层厚度明显增大的仿真结果。结合实际换流站阀冷系统的运行数据和电极结垢形貌,验证了垢层沉积模型的有效性。     

换流阀水路冷却系统电极反应的等效电路建模

高压直流换流阀水路冷却系统中存在的腐蚀与沉积问题给换流阀系统的安全可靠运行带来极大隐患。为研究换流阀冷却水路中铝合金散热器和均压电极的腐蚀与沉积问题,通常采用电化学测量方法,但此方法耗时长、效率低,为此提出了一种适用于换流阀冷却水路电极反应的等效电路建模方法。应用有限元法,考虑电极动力学边界条件,分析了实际物理模型的电流分布,提取等效参数,建立了等效电路分析模型,并对比了采用线性电极电解质边界条件的有限元法与采用基于线性电阻、电容器件的等效电路的仿真结果。考虑电极反应电路模型中等效电阻、电容的非线性特性,建立了非线性等效电路模型,基于该模型讨论了不同类型的外加激励对电极反应的影响,得到交流激励腐蚀危害远小于直流激励腐蚀危害的仿真结果,获得了不同外加激励作用下反应电流与泄漏电流之间的比例关系。选取与实际工程波形较为类似的半波整流波形为激励源波形,得到:无论激励幅值大小,反应电流与泄漏电流的比值均约为63.75%。结合对半波整流电压激励波形的幅频分析可知:影响电极反应电流的主要因素是外加电压激励中的直流分量。反应电流与泄漏电流比例关系的确定可为电极腐蚀速率、沉积量的计算提供帮助。     

乙丙橡胶表面电痕腐蚀对极化/去极化电流的影响

为了探究乙丙橡胶绝缘的表面电痕放电对其极化去极化电流的影响,文中依据IEC 60587:2007模拟乙丙橡胶在实际运行中的表面污秽环境,对乙丙橡胶绝缘试样进行了电痕放电试验,分析了电痕的形成机理,测量了不同电痕腐蚀程度的试样的极化/去极化电流。试验结果表明:绝缘的潮湿污秽区域极易产生泄漏电流,并导致干燥区的形成。在干燥区内引发的重复放电会进一步破坏绝缘表面,从而形成电痕放电。乙丙橡胶的极化电流与其表面电痕腐蚀程度有关:随着乙丙橡胶表面电痕腐蚀程度加重,乙丙橡胶电导率升高,极化电流逐渐增大。     

变电站接地网牺牲阳极保护试验研究

介绍了运城地区偏碱性含盐沙质土质条件下,牺牲阳极保护技术对地网的保护效果。在两个站点实施了模拟地网保护试验,通过11个月的保护电位和电流运行监测以及实地开挖地网表面形貌观测,比较研究了该土壤中镁合金阳极和锌合金阳极对A3钢模拟地网的保护效果,并确认镁合金阳极更适合该地区土壤。     

柔性直流换流阀改进运行试验方法

为了实现对柔性直流换流阀更准确的综合应力考核,针对换流阀中含有二次环流等分量的阀电流,提出了柔性直流换流阀改进运行试验方法,可满足不同功率等级下柔性直流换流阀含有不同特征电流运行工况的试验要求。首先,对柔性直流换流阀的典型运行工况进行了应力分析,重点分析了换流阀的电流特征;其次,结合应力分析,考虑到实际工程中换流阀运行时未投入环流抑制时的桥臂电流中包含较大的二倍频分量的工况,在柔性直流换流阀的阀段试验装置和不增加试验成本的基础上,通过调制控制策略,提出了针对含二次环流分量的阀电流应力和电压应力考核的试验方法,并阐述了其运行机理;最后,搭建了实际的试验系统,并进行了验证。试验结果表明,该柔性直流换流阀改进运行试验方法具有可行性和有效性。     

基于恒电位法的阀冷却系统铝散热器腐蚀特性研究

目前高压直流输电阀冷却系统普遍存在均压电极结垢问题,严重的甚至影响高压直流系统的正常运行。从均压电极结垢的源头即散热器的腐蚀出发,以安顺换流站的换流阀的内冷水系统为对象,基于电化学原理、恒电位法和测试技术,分析铝散热器的腐蚀机理,从温度、悬浮树脂浓度、水流速、溶解氧浓度和PH值5个方面讨论铝散热器腐蚀的影响因素和作用机制,得出了抑制铝散热器腐蚀的各因素最佳值,并建设性地提出了改善阀冷系统限制其腐蚀结垢的方法,为解决南方电网其他换流站内冷却水系统的腐蚀结垢提供科学依据。     

基于MATLAB 6.5的泄漏电流特征量分析

分析了表征污秽绝缘子运行状态的特征量,比较了各特征量的特点及其适用场所,总结了影响泄漏电流的特征量,在人工污秽试验的基础上,讨论了泄漏电流在闪络过程中的特征,得出了泄漏电流与其基本特征量之间的关系,通过希尔伯特变换的方法提取了泄漏电流包络线,分析了电弧延伸在污闪发展过程中对泄漏电流的影响。     

避雷器瓷套表面污秽状况对在线监测结果影响的分析

避雷器瓷套表面出现的泄漏电流,将使得从底部入地线中检测得到的阻性电流增加;如果避雷器由多节组成,表面泄漏电流会流入避雷器,造成它的电位分布发生变化,使一部分阀片承受的电压增加,会导致避雷器的老化加快。     

利用泄漏电流递归分析法研究绝缘子雾凇闪络

绝缘子的运行状态直接关系输变电线路的安全运行.由于泄漏电流贯穿于绝缘子运行始终,能够直接反映绝缘子表面状态及放电特征.在实验条件下模拟雾凇环境,以硅橡胶绝缘子为试样,将其悬挂于雾凇环境下不同时间,雾凇即在绝缘子表面凝结,然后分别施加电压至发生闪络.通过高速摄像机记录闪络现象和过程,采用递归分析法研究泄漏电流的非线性特征,将闪络发展过程中泄漏电流的内在变化在递归图及其定量指标中表征出来,结果表明泄漏电流的非线性特征变化与闪络过程中绝缘子表面放电现象具有很好的一致性,有效揭示了绝缘子雾凇闪络过程的发展以及闪络发生的机理,从而提高户外绝缘子运行的可靠性与准确性.     

钢轨电位限制装置优化控制

钢轨电位限制装置已用于全国各地在运行地铁,观测已运行地铁发现,在运行过程中轨地电压总保持较高数值,这导致牵引变电所OVPD时刻保持合闸状态,这一状况导致了杂散电流泄漏量明显增加,增大了杂散电流产生的危害。因此更有效地优化控制OVPD,能有效降低轨地电位,减小杂散电流的影响。文章对单区间、多区间内两个牵引变电所中两个OVPD断开和合闸不同情况下的轨电位变化分别进行了分析,通过仿真分析对比结果,得到一种更为合理的钢轨电位限制装置控制策略。     

恒压洁净雾环境中复合绝缘子表面泄漏电流特征参量分析

为有效地建立污闪与泄漏电流之间的关系,针对一种憎水性充分迁移的10 kV复合绝缘子试样,采用恒压洁净雾试验方法,分析了泄漏电流特征参量随受潮时间的长期变化特征,并讨论了泄漏电流各个特征参量与污闪之间的对应关系。结果表明：累积泄漏电流脉冲数目及累积放电量随时间的变化特性与试品是否发生污闪有对应关系,即发生闪络的试品其表面累积泄漏电流脉冲数目及累积放电量的上升速度均快于未闪络的试品。     

奥氏体不锈钢尖峰加热器管泄漏原因分析

通过对某电厂奥氏体不锈钢尖峰加热器泄漏管进行宏观检查、化学成分、力学性能、金相检验、扫描电镜及能谱分析等试验,结合尖峰加热器管在运行中的特殊工况,对其泄漏原因进行了分析和研究。发现该管泄漏部位的微观裂纹走向呈穿晶形貌,断口表面形态主要为解理断裂,断口处的腐蚀残留产物中有较高含量的Cl元素,认为泄漏是由于尖峰加热器管在使用环境下介质中携带有害的Cl-,导致钢管在拉应力作用下产生应力腐蚀开裂,并就如何防止类似事故的发生提出了建议。     

污秽绝缘子泄漏电流频率和相位特征的试验研究

污闪是电力系统安全运行的严重威胁,提取污秽绝缘子泄漏电流特征量是有效实现污闪预警的前提之一,目前污闪预警并不十分理想的原因之一是表征污闪与泄漏电流关系的特征量尚未达成共识。以人工污秽试验为基础,结合交流下污秽绝缘子表面电弧放电机制,分析了盐密和湿度(relative humidity,RH)对绝缘子表面泄漏电流相位(θ)的影响,泄漏电流的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)、高次谐波和低次谐波与泄漏电流波形畸变之间的内在联系。结果表明:θ随RH的增加而减小;泄漏电流波形畸变的主要原因是电弧放电产生的3次谐波,轻污时THD随RH的增加而缓慢增加,污秽较重时THD随RH的增加呈先减小后增加的趋势,存在极小值,在THD极小值处,污秽绝缘子开始产生局部放电现象。根据理论分析和试验验证,提出可利用θ和THD的变化趋势在空气湿度较低时进行污闪预警。     

低碳钢在LNG电站烟气介质下的应力腐蚀原因分析

某液化天然气电站余热锅炉尾部受热面发生多次腐蚀泄漏。通过裂纹形貌观察、腐蚀产物分析、腐蚀性元素测量和管壁温度有限元计算等表明,裂纹具有典型应力腐蚀(SCC)形貌特征,腐蚀类型为沿晶SCC。导致SCC的原因是,机组调峰运行启停过程中的某些时段给水或烟气温度较低,使管外壁温度低于烟气露点从而导致烟气结露,形成SCC液态环境。SCC腐蚀的主导组分是CO2水溶液。     

水电厂GIS氧化锌避雷器泄漏电流在线监测与分析

氧化锌避冒器（MOA）在保护电力系统安全运行上有十分重要的作用，由于长期承受工频电压。冲击电压和内部受潮等影响，引起内部氧化锌阀片（MOV）老化，阻性电流增加，功耗增大，导致MOA内部阀片温度升高。直至发生热崩溃。为了及时发现MOA的隐患，需要经常监测其运行状态。本文在线监测了CIS氧化避雷器的泄漏电流与阻性电流，并对结果进行了分析。     

一起避雷器泄漏电流异常增大特殊案例分析

MOA在运行中出现泄漏电流异常增大时,一般认为由外部环境、内部受潮和阀片劣化造成。现场巡视时发现一只投运3年的MOA仅遭2次雷击便出现泄漏电流异常增大的情况。通过对该避雷器进行带电检测、停电出厂试验和解体观察等分析,逐步排除了外部环境、内部受潮和家族性阀片劣化等可能。结合现场落雷情况和短时间内2次大电流冲击试验,结果表明,该避雷器短时间内遭受了2次雷击,大量热量堆积致使阀片内低阻通道融穿,导致泄漏电流异常增大。     

覆冰绝缘子串泄漏电流与覆冰量及覆冰水电导率的关系

污秽与覆冰量是影响输电线路绝缘子冰闪电压的主要因素,因此有效预测污秽和覆冰量是防止发生冰闪事故的手段。本文通过人工气候室试验,模拟运行电压下覆冰量和覆冰水电导率对覆冰绝缘子泄漏电流的影响,提取了泄漏电流的三个特征量:泄漏电流脉冲幅值、谐波含量和电荷量,这三个特征量从不同角度描述了泄漏电流与覆冰量和覆冰水电导率的关系,并且得到了它们之间的回归方程式。基于泄漏电流特征量与覆冰量、覆冰水电导率的关系,提出覆冰绝缘子污冰预测神经网络模型,脉冲幅值、谐波含量和电荷量作为神经网络的输入量,污冰参数(ISP)作为神经网络的输出量。神经网络模型预测结果与试验测试结果对比分析可知,预测结果与试验结果的相对误差绝对值小于8.5%,因此本文提出的覆冰绝缘子污冰预测模型能够有效地对覆冰绝缘子ISP进行预测,为输电线路外绝缘的选择和设计提供参考依据,对于预防冰闪事故的发生有着重要的意义。