基于场路耦合方法的特高压开关站接地系统环流计算分析

特高压系统输电容量大,电压等级高,全封闭组合电器壳体及接地网环流值较大,在正常运行下产生很大的环流损耗。结合我国某特高压开关站,建立特高压HGIS的三维立体模型,运用有限元法对HGIS壳体与接地网构成的电气回路中电磁耦合过程进行计算,得出HGIS壳体环流值及相应的温升。运用壳体环流值的计算结果与场路耦合的方法计算接地网的环流值。分析表明:在母线额定电流为6 300 A的情况下,壳体环流最大值在3 500 A左右;采用双层水平地网可以将主地网环流控制在20 A以内,次地网环流控制在700 A以内,但相应的短接线电流较大,最大温升为30℃。分析了垂直接地极降低地网环流的效果,计算结果可为特高压HGIS生产厂家提供参考。     

特高压气体绝缘开关设备套管的宽频等效电路建模

气体绝缘开关设备(GIS)进出线套管处的电磁模型对特快速暂态过电压(VFTO)、暂态外壳电压(TEV)以及外部瞬态空间电磁场的建模计算有重要影响。特高压GIS系统的VFTO频率最高可达100MHz,此时套管屏蔽层导体的长度与电磁波波长可比拟,不能再用集总参数对套管建模。建立了具有双层屏蔽导体的特高压GIS复合套管宽频等效电路,分别采用传输线理论、分段传输线的级联和近似公式建立套管的三导体系统间均匀段、尺寸渐变段的双导体和导体间电磁泄漏阻抗的模型;用集总电容来等效导体尺寸不连续处激发的电磁波的高次模对主模传输的影响;分别提取套管顶部均压环、中间屏蔽层的对地电容,提取套管顶部均压环对中间屏蔽层的部分电容。综合上述传输线及各个部位的阻抗模型,计算1~100MHz频率范围内,从套管底部看进去的输入阻抗,并与全波电磁仿真的套管三维输入阻抗对比,二者一致性较好。     

220kV气体绝缘开关设备(GIS)耐压击穿故障分析

气体绝缘开关设备(GIS)相对于常规敞开式开关设备具有运行可靠性高、环境适应能力强、耐地震能力强、防污闪能力强以及占地面积和占有空间小等众多优点,近年来大量应用于电力系统。但随着电网基础建设的快速发展,GIS用量急增,厂家生产能力接近饱和,产品质量难以保证,导致基建过程中出现了大量问题,尤其是内部绝缘击穿问题,严重影响电网运行的安全。分析一起220kV变电站基建过程中GIS交流耐压试验击穿故障,通过对设备解体检查发现,该次击穿故障是由于元器件处理工艺不完善、有遗留污水所致,表明对合资企业产品均应加强监制。     

特高压半封闭气体绝缘组合电器的暂态电压仿真分析

特高压系统的电压等级高、容量大,暂态电压现象严重。为了提高特高压系统暂态电压计算的准确率,结合我国某特高压开关站建立半封闭气体绝缘组合电器(HGIS)系统整体模型。根据多导体传输线理论和相模变换方法,建立了HGIS外壳传输特性模型。除此之外,采用π型等效电路表示接地体单元,并结合HGIS内部暂态模型,详细计算了隔离开关操作时产生的特快速瞬态过电压(VFTO)和暂态壳体电压(TEV),分析了HGIS内部关键设备处VFTO和相应壳体上TEV的最大值和频谱特性,进一步分析了不同壳体接地方式和接地网对VFTO和TEV的影响。研究结果表明:在考虑接地网的情况下,VFTO的最大值为1 296kV,TEV的最大值为83kV,都要比不考虑接地网时的最大值小,且良好的接地方式是降低特高压HGIS系统暂态电压的有效方法。研究结果可供HGIS设计和相关电气设备绝缘结构设计参考。     

一种气体绝缘金属封闭开关设备波纹管监测系统设计与实现

为了解决高海拔地区变电站气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）波纹管形变超出限值导致筒体破裂、漏气、设备发热、短路等安全事故的问题,本文结合嵌入式技术及LoRa无线通信技术,设计并实现GIS波纹管状态监测系统。系统采用LoRa无线通信方式进行数据传输,能够实现对GIS波纹管形变、温度等状态量的在线监测,具有成本低、便于部署实施的优点。通过试验验证,系统功能可以满足需求,能够在一定程度上降低变电站运维人员的工作量,同时也为GIS的长期可靠运行提供了保障。     

气体绝缘金属封闭开关设备寿命评估与状态监测研究

气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的寿命评估和状态监测是推动设备状态检修策略的基础。介绍了GIS寿命评估的理论基础和应用,简述了有关GIS状态监测技术的GIS故障梳理及目前应用情况,对GIS状态监测技术的进一步应用提出了具体的建议。     

1 000 kV气体绝缘金属封闭开关设备

1000kV高性能气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)是1000kV交流输电系统不可或缺的元件。在过去的时间里，500kV GIS的设计及制造技术已经成熟。为设计出高性能l000kVGIS奠定了基础。章介绍了三菱电气公司高性能l000kV GIS的主要特性及其中的主要设备．并介绍了其在1000kV交流输电系统中的应用情况。     

气体绝缘金属封闭开关设备的状态维护技术

为减少气体绝缘金属封闭式开关设备（GIS）产品运行期间的成本,必须改变维护方式,即从设备的定期维护改变到状态维护.文章介绍了GIS气体监视（如温度,压力,密度及含水量）、局部放电监测、断路器机械及电气性能监测等状态检测项目.这些监测的共用技术都是以传感器信息为基础的技术,应充分重视传感器技术.     

220kV气体绝缘高压组合开关设备新技术

介绍SF6气体绝缘高压组合开关设备(GIS)的基本原理和发展,阐述220 kV ELK-14/252型SF6 GIS新技术及其各个组成部件的结构和特点,具体包括:三相共筒和分筒技术相结合;改进型压气式灭弧室和可靠耐用的液压弹簧机构;安全的隔离/接地组合式设计并配有独特的铝合金管型伸缩节;电压互感器和避雷器的三相共筒式设计.     

安装环境温湿度影响下气体绝缘金属封闭开关设备水分含量研究

针对气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)在安装时受环境温湿度的影响,导致安装完成后气室剩余水分含量过高而需要重新安装的问题,本文提出一种考虑安装环境因素的GIS剩余水分含量计算方法.首先制定GIS安装流程,其次对气室密封后总水分量进行计算,最后按所制定的安装流程计算出平衡后SF6中水分含量.仿真和试验结果表明,气室内SF...     

一套HGIS新设备的安装工艺缺陷分析及启示

介绍了一起220 kV组合式高压电器(HGIS)设备出现少见的电流互感器变比误差的案例:设备安装上线后验收测试的变比为2 500/1及5 000/1,而卸载后设备单体测试结果为正常的2 000/1和4 000/1。分析了该设备的结构、原理和隐蔽设计缺陷,提出了解决方案,并对降低设计失误、提高工程调试和验收质量提出了建议。     

一起GIS事故的分析与处理

笔者对一起GIS事故进行了分析,指出GIS中CT气室内包在CT表面的橡胶板质量不好是导致事故发生的直接原因,采用电工纸板对该批产品的所有CT气室内的橡胶板进行了更换。经验表明,生产厂家加强对外购物件的质量控制和检测是解决问题的根本途径。     

采用分形和支持向量机的气体绝缘组合电器局部放电类型识别

局部放电可以反映气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)内部的绝缘缺陷,正确识别GIS的放电类型具有重要意义。放电信号特征量的提取和模式识别器的设计对最终判别结果影响较大,因此有必要将分形理论和支持向量机应用到局部放电类型识别中以提高识别效果。在简单介绍了分形理论和支持向量机后,采集了4种绝缘缺陷的放电数据,应用分形理论从φ-q-n灰度图中提取放电特征,并构造6个二分类支持向量机识别器,采取投票法识别放电类型。实验结果表明,该方法与反向传播网络方法相比具有识别率高、稳定性好的优点,能有效识别GIS放电类型。     

GIS局部放电在线检测系统开发

介绍了一种使用外部天线检测气体绝缘开关装置(GIS)局部放电的方法,这种天线紧贴在绝缘支撑物的表面安装,可接受局部放电产生的电磁波信号。实验结果表明,该天线具有足够的带宽和较高的灵敏度．可用于局部放电的检测。     

GIS现场绝缘试验技术

阐述了对GIS进行现场交流耐压试验的基本方法,并讨论了传统的局部放电测量方法,综合分析GIS现场绝缘试验的有效性和存在的问题,指出交流耐压试验配合灵敏的局放测量是有效的现场试验方法。选择现场可行的局部放电在线监测系统,还可以实时掌握绝缘运行状态。     

一起 500 kV HGIS 外置式电流互感器线圈受潮缺陷分析及处理

针对一起500 kV HGIS外置式电流互感器受潮的案例开展分析,结合该类设备结构,找出了受潮原因,提出了防潮措施以及受潮电流互感器的干燥措施。通过案例的分析认及处理认为,该类型外置式电流互感器结构在户外运行时极易导致雨水进入,应加强密封;当电流互感器线圈受潮时,采用电加热和热风法相结合的方式能够取得较好的效果。     

500kV变电站SSY型设备线夹断裂分析

通过宏观检查、光谱分析、显微硬度试验、拉伸试验和金相检验等试验,对一起550 kV变电站1号主变压器高压侧5021断路器V相复合式气体绝缘金属封闭式开关设备(hybrid gas insulated switchgear,HGIS)出线套管压缩型双导线设备线夹(SSY型)断裂的原因进行了分析。结果表明,由于未采用合适的铸造工艺,导致线夹内部存在明显的铸造缺陷,并且线夹的组织、性能劣化,在外力的作用下发生断裂。     

复杂电力网络短路电流分布及地网分流系数

为改进电力系统短路故障电流的计算,将变压器的相分量模型与传统相分量法相结合,在此基础上提出了连接有任意回输电线路（包括架空线路和地下电缆）的变电站发生接地短路时故障电流分布和地网分流系数的计算方法,并开发了相应的计算软件FCDFGS。通过软件计算与现场实测的比较,验证了测量方法的正确性与计算模型的合理性。对影响地网分流系数的主要因素进行计算、比较和分析,结果表明靠近变电站10～15个档距的参数对其影响很大,且各参数在达到一定值后,地网分流系数呈现＂饱和效应＂。最后提出了降低地网入地短路电流的技术措施。     

特高压气体绝缘开关设备瞬态外壳电压特性的试验研究

特高压(ultra high voltage,UHV)气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关操作产生的瞬态外壳电压(transient enclosure voltage,TEV)具有的高幅值、陡波形、宽频带等瞬态特性影响变得越来越突出,可能危害到接触GIS设备的运行人员安全及GIS设备监控系统的正常运行。依托国网武汉1 000 kV交流UHV试验基地的2个UHV GIS设备试验回路,文中开展了TEV特性的试验研究。试验工况包括隔离开关速度为快速和慢速、回路负载侧是否预充直流电压、分支母线改变长度、隔离开关调换接线方向等接线方式,共开展了2 940次隔离开关合、分闸操作试验以及多测量点的TEV同步测量。通过对大量TEV测量结果的统计分析,获得了1 000 kV UHV GIS设备TEV的波形特征,包括TEV全过程波形特征、脉冲个数、波形总持续时间、单脉冲波形特征、频率成分、单脉冲持续时间、幅值上升时间以及预充/不预充直流电压、不同分支母线长度、调换隔离开关接线方向对TEV幅值特性的影响。并进一步统计分析了击穿电压、VFTO与TEV之间的相关性。通过一系列的试验研究,获得了特高压GIS设备的TEV波形特性,为进一步研究TEV建模仿真、标准制定以及安全防护等提供了依据。