基于ANSYS的GIS隔离开关短路事故分析

笔者基于一起真实的GIS短路事故,对隔离开关动静触头不对中造成的屏蔽罩变形和弹簧断裂作了认真分析,并采用ANSYS软件对屏蔽罩变形情况进行了电场仿真计算。分析发现GIS内部绝缘强度对电场畸变非常敏感,任何外界因素改变GIS内部的电场均匀性,都会造成电场强度超过允许值,造成内部绝缘击穿。     

基于ANSYS的隔离开关机器人随机振动分析

为了验证隔离开关机器人能否承受风力振动并正常工作,以隔离开关机器人为研究对象,对其进行随机振动分析。基于随机振动理论,先对隔离开关机器人进行模态分析,获得隔离开关机器人的固有频率和振型,定义风力振动产生的加速度谱,获得X、Y、Z方向上的应力云图和关键点PSD响应图。仿真结果表明,隔离开关机器人在随机载荷作用下能够安全工作。     

GIS隔离开关气室电场模拟与绝缘故障分析

隔离开关广泛应用于气体绝缘开关设备(GIS)中,文中采用三维有限元电场分析软件,建立了GIS隔离开关气室的三维电场仿真模型,计算了GIS隔离开关气室内各部件的电场分布,研究了金属异物对隔离开关气室内部SF6间隙电场分布的影响规律,发现金属异物的存在引起隔离开关动触头屏蔽罩附近场强发生明显畸变,可能会导致GIS隔离开关气室绝缘故障。文中研究通过电场模拟手段,分析了金属异物对GIS隔离开关气室内部电场分布的影响,为今后GIS类似故障的处理分析提供借鉴与参考。     

1100 kV GIS隔离开关的电场数值计算与分析

为了解特高压GIS隔离开关气室内部的电场强度分布情况,建立了两种典型结构的1100kV GIS隔离开关气室三维静电场数学模型。基于电场数值分析理论,采用有限元分析方法实现了大型实际工程电磁场问题的三维电场精确计算。对隔离开关的气室进行详细电场计算的结果表明,接地开关触头间隙是场强集中的区域,盆式绝缘子的结构尺寸的合理设计可以有效改善电极屏蔽罩区域的电场分布。对比两种隔离开关的电场强度分布结果可知,2种不同结构的对应区域场强最大值以及电场分布稍有差异,但都具有一定的绝缘裕度。电场分析所得的结果,为特高压隔离开关气室的整体和内部结构的进一步优化设计提供了理论依据。     

特高压GIS中隔离开关的电场及参数计算

为获得1100kV气体绝缘变电站(GIS)中隔离开关的电场分布规律及相关参数,利用有限元软件对其气室进行了三维电场分析计算,得到了其内部电场强度分布和不同电极表面电场强度分布曲线。分析电场强度结果得出了隔离开关气室内电场强度较大的位置及电场强度值;分析接地开关静触头直径与边倒角尺寸对触头表面附近的电场分布影响从而降低了触头表面场强以提高耐压能力。利用参数化设计语言(APDL)和电场能量法计算电容参数得出的气室内不同位置电容与测试结果比较,两者相对误差<4%,证明利用电场能量法可以获得较为准确的分布电容值,进而为特高压GIS中快速暂态过电压(VFTO)的计算提供了比较准确的分布电容参数。     

基于虚拟介电常数法的特高压GIS中隔离开关电场参数计算

提出了用虚拟介电常数法和耦合电压自由度法相结合的方法处理1 100kV GIS隔离开关中的悬浮导体问题.利用有限元软件对隔离开关气室进行三维电场分析计算,获得其内部电场强度分布.通过电场强度结果分析,得出隔离开关气室内电场强度较大的位置及电场强度值.利用APDL对电容参数进行计算,通过与测试结果进行比较,验证了用虚拟介电常数法和耦合电压自由度法相结合处理隔离开关中的悬浮导体问题具有较强的可行性.从而为特高压GIS中VFTO的计算提供较为可靠的分布电容参数.     

基于等效热路模型的GIS隔离开关温升计算

隔离开关是电力系统中关键的一次设备。表征设备负载能力的温升,特别是GIS封闭式隔离开关温升的计算在工程上具有重要参考价值。针对GIS隔离开关的热计算,基于传热学基本原理,建立了220 k V三相共箱式SF_6隔离开关等效热路模型,给出了GIS外壳及导体表面的对流换热及辐射换热的计算公式,提出了针对其在运行工况下,考虑环境温度、接触电阻、负荷电流等因素的稳态热场计算方法,计算结果与FEM计算结果的对比分析表明,所提出的模型能有效、快速计算GIS隔离开关正常运行条件下的热点温升,为电力设备的动态增容提供重要参考。     

750kV GIS隔离开关内部局放检测及诊断分析

简述兰州东变750kV GIS 75221 A相隔离开关局放发生情况,简介GIS超声局放测试系统原理和测试流程,比较GIS设备局放测试的超声法和传统测量方法的优缺点并分析二者之间的相关联系,深入分析75221 A相内部局部放电特征,以诊断放电类型并进行放电定位原因分析。结果表明,AIA型超声局放仪适用于已经投运的GIS设备、SF6罐式断路器等设备的局放带电检测和短期的在线监测。     

GIS中隔离开关多次重燃弧模型计算与分析

在气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）中,隔离开关在操作过程中会产生快速暂态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）,精确的隔离开关电弧模型对快速暂态过电压的仿真起着关键的作用。文中在分段电弧的基础之上,利用ATP-EMTP软件搭建了隔离开关多次重燃弧模型;为了研究负载端残余电荷对VFTO的影响,文中选取多组不同幅值的残余电压。仿真结果表明：基于分段电弧的多次重燃弧模型产生的VFTO谐波幅值比传统的时变电阻电弧模型要大;隔离开关间隙击穿次数会随着负载侧残余电压幅值的增大而增加,隔离开关两侧和变压器入口VFTO最大值不会造成绝缘击穿,相关数据对变电站绝缘设计有重要意义。     

GIS隔离开关用绝缘拉杆含异物及缺陷时的电场分析

GIS隔离开关中的绝缘拉杆作为连接高压带电部分与零电位部分的绝缘件,承受着很大的电压降。同时,由于在机构转动过程中,可能造成绝缘拉杆表面或内部损伤或出现因金属摩擦而产生的导电颗粒附着现象。这都将对绝缘拉杆的绝缘性能产生影响。因此,探索GIS隔离开关用绝缘拉杆的电场分布特点及异物缺陷的影响规律,将为GIS隔离开关的结构设计、生产检验等环节提供参考。文中结合550 kV隔离开关的设计方案和运行环境,采用三维有限元方法,对隔离开关结构进行了电场仿真计算。比较了绝缘拉杆上的不同缺陷或异物对电场分布的影响,并系统总结了不同因素对电场分布作用的相关性和规律。计算结果表明,表面附着金属颗粒所产生的电场畸变效果最为严重,而表面缺陷在接近低压端时有更高的放电风险。基于对计算结果的分析,文中对绝缘拉杆的制造与检验标准提出了合理的建议。     

GIS内部典型缺陷电场分析研究

随着电网电压和系统容量不断增加,气体绝缘组合电器(GIS,Gas Insulated Switchgear)内部故障频频发生,为了研究GIS设备内部典型缺陷局部放电发展与电场强度的关系,基于有限元分析方法对试验情况进行仿真验证。从仿真结果可知:GIS设备内部典型缺陷仿真结果与试验结果基本符合;对于悬浮毛刺缺陷,毛刺越长和离高压导体越近电场强度越大;高压导体毛刺、地电极毛刺和盆式绝缘子固定金属毛刺符合SF6气体电离放电发展理论,大于临界值放电才有可能发展。通过试验和仿真可以得知:电压越大,闪络的电压越大;提出了放电临界值理论,而且应用于分析GIS设备内部缺陷闪络的机理并通过试验验证。因此对于运行设备局部放电具有一定指导作用。     

330kV GIS隔离开关故障原因分析

介绍某变电站330kV GIS母线分段隔离开关故障情况,结合该母线分段隔离开关返厂解体检查及盆式绝缘子、屏蔽罩等设备的试验结果,分析故障原因,并提出重视运输与安装过程中操作疏忽与失误对设备造成的损伤及影响、加强技术监督的建议。     

110 kV GIS同频同相交流耐压试验中三工位隔离开关内部电场分布特性

同频同相交流耐压试验技术因无须GIS母线全停,可以显著地提高供电可靠性,近年来在GIS改扩建工程中得到了广泛应用。目前110 kV GIS普遍采用三相共筒式结构,同频试验过程中三工位隔离开关断口或相间可能会存在击穿的风险,需要对三工位内部电场分布进行分析。采用有限元法对同频同相试验技术在110 kV三相共筒式GIS耐压试验中三工位隔离开关内部电场进行了分析,仿真中结合实际试验过程中的加压要求和加压过程所对应的边界条件,获得了试验中三工位隔离开关内部不同位置的电场分布特性,得到了不同加压方式电场较大的位置,在此基础上,对内部结构参数对电场的影响规律进行了分析,研究结果可以为同频同相试验技术在110 kV GIS耐压实验中的应用提供了理论和数据支撑。     

陡波下500kV GIS隔离开关室的暂态电场特性

为准确指导500 kV隔离开关室的绝缘设计,必须研究同时考虑隔离开关室结构引起的电场畸变和不同电压波形下的电场动态分布特性。基于时域有限差分法对500 kV隔离开关室在特快速暂态过电压(VFTO)下和雷电波下的暂态电场特性进行了研究。计算结果表明:隔离开关在合闸和分闸时,在VFTO作用下,各节点电场存在高频振荡,不同时刻的电场分布不断变化;在电压波头时间为4 ns和20 ns时,各节点电场均存在高幅值的振荡,严重威胁到设备的绝缘,尤其在施加4 ns斜角波电压时,电场最大值约为稳态值的4~5倍,振荡频率比母线的更高,因此必须计算其暂态电场以便校核绝缘设计;雷电波下,各节点电场几乎无折反射,因而可用静电场计算结果进行校核。     

GIS隔离开关机构电动机故障分析

通过分析一个新建550kV GIS电站的调试和运行过程中出现的问题,和对多台机构中电动机出现故障的实例进行分析。得出开关设备所在的运行环境如果湿度过高,且没有必要的防护措施,则会对机构电动机的使用寿命和运行可靠性会造成极大的负面影响。人们往往只关注机构防护的IP等级、防水、防凝露的措施,没有足够关注高湿度对电气设备的影响。列举了较为详实的分析数据,对环境高湿度对电动机的影响进行了分析。     

GIS隔离开关触头烧损故障分析

气体绝缘家属封闭开关设备(简称GIS)是将断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、母线等元件组合封闭在接地的金属壳体内,充以一定压力的SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质所组成的成套开关设备。GIS设备占地面积少,受环境的影响小,不会产生噪音和无线电干扰,运行安全可靠且维护工作量少,因而自问世以来得到了很快的发展。但由于GIS设备运行时间不是很长,运行人员和检修人员现场运行经验还不多,通过对GIS内部故障进行分析探讨,对GIS的运行维护有借鉴作用。     

750kV GIS隔离开关故障分析

正以某电站750 kV GIS电站电流隔离开关现场耐压失败后的现象进行分析,对原因及解决措施进行了相应的剖析,同时对解决的办法及预防措施进行了简单阐述,为其他高压产品提供相应的信息。1故障经过某750 kV变电站GIS设备进行C相整体工频耐压试验时发生闪络,具体情况如下。按照试验流程,462 kV(10 min)老练试验结束,电压升至576 kV时,发生闪络,对设备状况进行再次确认,对所有接地开关位置检查后,再次试验,电压升至576 kV时,再次发生闪络。     

VFTO仿真中GIS隔离开关电弧模型的研究进展

全封闭SF6气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关操作产生的特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)会严重影响电力系统的稳定性及相关设备的安全运行。通过研究GIS隔离开关的击穿过程和电弧的发展变化过程,进而采用合理的电弧模型进行仿真计算,对于得到较为准确的VFTO波形有重要意义。笔者对当前VFTO仿真中GIS隔离开关的传统电弧模型、改进模型及电弧特性的试验研究等进行了详细的介绍,分析了不同电弧模型的优缺点和实用价值,探究了VFTO仿真中GIS隔离开关电弧模型的研究趋势,旨在为同行提供一个可探讨的理论平台和有益的参考。     

基于有限元方法的GIS隔离开关绝缘垫受力分析

深入开展GIS绝缘垫片结构受力分析研究,对防止GIS隔离开关气室漏气和提高GIS设备运行安全可靠性具有重要意义,为此本文基于有限元方法开展了GIS隔离开关绝缘垫片结构受力分析研究,通过研究发现:GIS隔离开关绝缘垫悬置结构导致GIS隔离开关绝缘垫应力分布不均匀,且随着绝缘垫下面金属垫片的厚度增加,绝缘绝缘垫下表面受力逐渐趋向均匀,当精神垫片厚度达到5 mm时,基本接近于不悬置的情况。