1200kV冲击电压发生器雷电冲击全波调节方法

通过对1200 kV冲击电压发生器输出的标准雷电冲击全波波形进行理论分析计算,提出一种全新的波形调节方法,即根据两次预施加冲击电压得出试品电容,再根据试品电容计算出需要使用的装置级数、波头电阻和波尾电阻。该方法大大提高了试验效率,操作简单,实用价值高,对今后开展高压设备雷电冲击试验具有很强的指导意义。     

振荡雷电冲击电压波形参数分析

为提高气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)可靠性,现场冲击耐压试验至关重要,近年来,振荡雷电冲击电压是该试验常用电压波形。考虑到冲击电压波形随发生器参数及负载变化,它们之间的关系需要从理论上认识清楚。文中根据放电等效电路,建立关于输出电压的三阶微分方程,解得振荡雷电冲击电压及其包络线的时域表达,提取各波形参数,研究它们与负载电容、回路电阻、调波电感之间的关系。结果表明,振荡频率和波头时间由电感和回路电容决定;半峰值时间受波头电阻、波尾电阻和负载电容共同影响;发生器效率随负载电容的增大而急剧下降。当冲击电压发生器参数设计合适时,即使负载电容在大范围内变化,输出振荡冲击电压波形也总能满足标准要求。研究成果对GIS现场冲击耐压试验中电压波形的调节具有很好的指导作用。     

电力变压器雷电冲击试验波形的电阻调节

分析了波头电阻与波尾电阻的特性，提出通过调节波头电阻与波尾电阻来调节雷电冲击试验波形的新方法。     

电力变压器雷电冲击试验波形的电阻调节

分析了波头电阻与波尾电阻的特性 ,提出通过调节波头电阻与波尾电阻来调节雷电冲击试验波形的新方法     

绕击雷侵入波下1 100 kV电气设备的绝缘配合研究

用电气几何模型(A-W theory)和EMTP程序定量研究了中国特高压变电站设备的绝缘配合问题。与出厂雷电冲击试验电压波形不同,由绕击雷电侵入波在主变压器上产生的电压波形在波头有高频振荡且波尾时间长。考虑多重雷的绕击雷电侵入波,在线路入口安装瓷柱式避雷器和罐式避雷器可以更好地保护断路器和高抗。     

基于固态开关的单级冲击电压发生器设计与实现

电力变压器在运行过程中可能遭到雷电过电压和操作过电压的作用,由于其自身电压等级、额定功率和设计布局等差异,导致入侵的电压波形通常和IEC标准有很大不同,评估其绝缘强度时有必要开展不同波形参数冲击电压下典型绝缘击穿特性试验研究。为此设计并搭建了一套基于固态开关的冲击电压发生器,通过调节回路中电容和电阻参数,可产生包括标准雷电冲击电压和标准操作冲击电压等7种不同波形参数的冲击电压。实验测试与回路仿真所得波形近似,冲击电压的波头时间和波尾时间满足标准规定允许的偏差范围。     

10kV运行配电线路雷电感应过电压波形在线监测

雷电感应过电压是造成配电网故障的重要原因之一,针对雷电感应过电压波形特征不清晰的问题,作者采用过电压在线监测系统,对实际运行的佛山10kV富油甲线雷电感应过电压波形进行观测,根据波形特征给出了过电压的波形参数。结果表明,配电线路各相感应电压叠加在运行电压波形上,不同相上感应过电压与对应的回击电流在幅度、时间间隔和波形上都存在同时性,该线路观测的雷电感应电压波形表现为波头时间短、后续发生双极性高频振荡并逐渐转变为低频振荡的波形特点,首次回击感应过电压幅值大于后续回击过电压幅值,首次回击过电压的波头时间比后续过电压长,观测结果对于配电线路雷电保护具有重要意义。     

雷电全波冲击试验的波形调节

阐述了通过调节波头电阻和波尾电阻改善雷电全波冲击试验波形的方法.该方法在串联电抗器雷电全波冲击试验中得到验证.     

10 kV配电线路雷电感应过电压在线监测装置及其应用

雷电感应过电压是引起配电网故障的主要因素之一。为收集配电线路上的感应雷过电压数据,研究其波形特性,以期用于指导架空配电线路的雷电防护,文中采用了一个自供电、无线传输的雷电过电压在线监测装置,接触测量了配电线路中雷电感应过电压信号。通过对某10 kV配电线路上雷电感应过电压波形进行观测,并根据波形特征获取过电压相关波形参数。结果显示,感应雷过电压主要以高频分量形式叠加至工频相电压,所观察到的感应雷过电压波表现为波头时间短、波尾出现双极性高频振荡,最终衰减到零的特点,并就耦合地线耦合感应降低线上感应过电压幅值情况进行讨论。     

雷电流波形对雷击建筑物时室内磁场分布的影响

用数值仿真方法分析雷电流波形对建筑物遭雷击时室内磁场分布的影响。介绍了数值仿真方法并实验验证其有效性。在多种雷电流波形下对室内磁场分布进行计算和比较 ,发现雷电流的波头时间对磁场分布的影响很大 ,而雷电流波形形状的影响很小     

变电站雷电侵入过电压波形特征及其影响因素的仿真

为探讨变电站设备实际耐受的雷电冲击电压波形与标准雷电冲击电压波形的差异,对变电站雷电侵入过电压的波形特征及其影响因素进行了仿真研究。通过在电磁暂态计算程序(EMTP)中建立500 k V交流变电站–输电线路模型,并结合过电压形成的物理过程,分析了雷击类型、输电线路传输过程以及避雷器对雷电侵入过电压波形的影响。研究结果表明:受雷击工况、输电线路传输过程及避雷器等非线性设备的影响,变电站设备实际耐受的雷电侵入波形近似为平顶波,波前时间可达8μs,波尾时间最短仅为10μs,最长可达数百μs。严苛情况下,变电站设备在实际雷电侵入电压波形下的绝缘耐受水平低于标准雷电冲击试验值。该研究为进一步探讨雷电冲击试验标准的合理性奠定了基础。     

低阻抗冲击电压标准波源

介绍了可产生IEC60060-1中规定的雷电全波的低阻抗冲击电压标准波源的原理及其不确定度评定。冲击电压标准波源为小型的Max发生器,其电压峰值Up、波前时间T1、波尾时间T2都可以根据脉冲形成回路的元器件参数计算得到。该标准波源的输出电压波形峰值为10~1000V,输出波形参数不确定度(置信概率95%,包含因子k=2)为:峰值UUp为5×10-4,波前时间UT1为4×10-3,半峰值时间UT2为4×10-3。采用PTB校准过的14bit数字记录仪测量低阻抗标准的输出波形,并将测量结果与理论计算值进行比较。连续重复20次,最大相对标准偏差为2.7×10-4。在六个月内各电压点峰值长时稳定性在0.2‰内。负载分别为7.95kΩ和1MΩ,理论计算波形参数的区别与测量结果吻合。表明该低阻抗冲击电压标准波源既可校核数字记录仪也可校准电阻分压器。     

雷电冲击电压视在波前时间测量误差的计算

本文以冲击分压器测量系统的实际方波响应为出发点,编制了按离散取值计算雷电冲击电压视在波前时间误差的和序,并对这些测量系统的视在波前时间进行了计算。结果表明,文[3]基于简单R—L—C串联回路方波响应算得的满足10%视在波前时间测量误差的限制区域和实际的比是偏大的。计算还表明,同样满足1.2/50μs但具有不同的波部分波形的全波,对于同样的测量系统,全产生不同的视在波前时间测量误差。     

800kV雷电电磁脉冲场模拟器的研制

为了模拟雷电放电过程中产生的电磁脉冲场,建立了雷电模拟系统的等效电路模型,分析了各种电路参数对模拟器输出波形的影响;根据等效电路各参数,利用Marx发生器作为雷电电磁脉冲源,使用有界波模拟器作为场传输装置,研制了雷电电磁脉冲模拟系统,在有界波传输线内产生上升时间和半波宽度可变的双指数电场波,用来模拟雷雷击过程中产生的雷电电磁脉冲辐射场。测量结果表明,合理选择参数可以在有界波传输线内模拟1.2/50μs的雷电电磁脉冲远场电磁波;输出波形的峰值场强、波前时间和半峰值时间的变异系数表明该模拟器具有良好的重复性;并且传输线内峰值场强和Marx发生器充电电压有比较好的线性关系。     

特高压变压器雷电冲击伏秒特性研究

随着750 kV、1000 kV输电技术的发展,相应的电力变压器和并联电抗器的容量、尺寸和入口电容随之增大,试验回路尺寸亦相应扩大,这使雷电冲击试验电压的波前时间拉长,无法达到国内外标准的要求。根据500 kV、750 kV和1000 kV变压器和电抗器的实际雷电冲击试验波形,结合油纸复合绝缘结构的雷电伏秒特性,分析了不同波前时间对特高压变压器和电抗器绝缘水平的影响。目前变压器的设计计算和试验电压的选取一般按照标准波头进行,而充油设备的雷电冲击伏秒特性表明,雷电冲击试验电压波前时间的长短与绝缘强度有密切关系,波前时间延长可能会对某些纵绝缘的考核偏松,同时对主绝缘的考核偏严。因此,应在特高压变压器、电抗器的设计研制和试验中,考虑和重视雷电冲击波形波前时间延长所带来的影响。     

雷电波波头,波尾时间数值分布的统计分析

计算分析雷电波波头，波尾时间参数，证明其数值服从于某一正态分布。     

线路反击绝缘子短尾波分析及试验回路设计

雷击是架空输电线路跳闸的主要原因,而基于标准雷电冲击下的绝缘子闪络判据应用于反击时有一定的局限性。为此在开展基于线路反击短尾波的仿真与试验研究中,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立了110 k V同塔双回鼓形塔的雷电反击模型,并仿真分析了雷击塔顶时杆塔呼高、接地电阻以及雷电流模型(双指数波、Heidler波等)对绝缘子两端短尾波波形电压的影响;基于现有冲击发生器设计了满足不同短尾波参数的短尾波冲击试验回路,并开展了试验研究。仿真结果表明,呼高较高时短尾波波头时间较短;接地电阻减小时短尾波峰值、波头和波尾时间都明显减小;而Heidler波与双指数波反击时产生的短尾波波形差异较大;绝缘子短尾波波头时间在0.2~2.0μs之间,波尾时间基本集中于5~10μs之间。试验结果显示,绝缘子的正负极性短尾波冲击U50%比标准雷电冲击U50%大约25%~30%,表明短尾波与标准波冲击下闪络判据差异较大故对反击耐雷水平的计算结果有着重要影响。后续将进一步开展闪络判据、海拔校正方法以及空气间隙雷击物理机理研究。     

电压波形对GIS自由金属颗粒放电特性的影响

为了探索较高灵敏度检测GIS设备内部自由金属颗粒的方法,研究了电压波形对自由金属颗粒的影响。在实验室中搭建了自由金属颗粒局部放电试验平台,测量了标准雷电波、标准操作波和工频电压下自由金属颗粒局部放电现象,分析比较了不同电压波形下缺陷的局部放电的特征,获得了冲击电压下不同试验阶段的散点图、柱状图等统计谱图。研究结果表明,在3种电压波形下标准雷电波的局部放电起始电压最低,对自由金属颗粒的检测较灵敏。随着标准雷电电压的升高,在雷电波尾处的放电脉冲个数明显增多,但波头处的脉冲仍仅有一个。随着标准操作电压的升高,在波头和波尾处的放电幅值变大,放电个数增多,且波头处的放电个数增加更明显。不同试验阶段的q-t散点图、q-Δt/Δu散点图及N-Δt/Δu柱状图的形貌特征较有规律,可作为表征GIS自由金属颗粒放电严重程度的特征谱图。     

雷电流波形参数检测视角下±800kV直流输电线路导线绕击分析

雷电流波形参数主要集中于雷电流上升沿,为分析雷击输电线路后各个行波通道暂态电流所含雷电流上升沿信息,从获取雷电流波形参数的视角,应用分布参数电路理论研究雷电绕击特高压输电线路的行波响应,分析在雷击闪络和未闪络情况下,注入导线的雷电流在诸电流通道中的电流行波波形.雷电绕击导线造成闪络的波过程可视为雷电流注入和闪络故障附加...     

变电站实测雷电侵入波统计特性及测试分析

目前变压器绝缘设计和试验研究常采用1.2/50μs的标准雷电波,但是有关站内实际雷电侵入波的研究成果较少,不利于变压器的合理绝缘设计和绝缘考核。为了给变压器合理的绝缘配合提供技术依据和支撑,首先统计得到了某110 kV变电站内实际雷电侵入波的时间参数,然后对比研究了变压器油纸绝缘在该站实测雷电侵入波和标准雷电波作用下的击穿特性。统计显示:该站实测波前时间主要在几十μs以内,波尾时间主要在几百μs以内,与1.2/50μs的标准雷电波形相差甚远,站内具有50%统计概率的波前时间和波尾时间分别为20μs和198μs。试验结果表明:油纸绝缘在实测雷电波和标准雷电波作用下的50%击穿电压U50和50%伏秒特性曲线均存在明显差异,在20/198μs的实测雷电波作用下,油纸绝缘的U50比标准雷电波作用时高10%以上,其50%伏秒特性曲线也位于标准雷电波之上。变压器最佳的绝缘配合方式还需要综合考虑大量的实测雷电数据。