±350kV柔性直流系统穿墙套管设计选型

结合±350 kV云南电网与南方电网主网异步联网鲁西背靠背柔性直流输电工程的系统特性,从系统对设备的适应性要求、参数配置、典型结构选型、监测装置、试验检验等方面提出了柔性直流系统用阀交流侧穿墙套管设计选型的关键技术原则。研究表明柔性直流工程用交直流穿墙套管设计时需要考虑系统拓扑及接地偏置引起的交直流电压叠加、多种运行方式变化造成的电压电流宽幅波动、套管安装位置对额定电流选取的影响等关键影响因素。分析了干式电容式或干式充气式两种典型穿墙套管结构形式,验证并提出套管用SF6压力监视表无需带温度补偿功能。研究成果已应用于云南电网与南方电网主网异步联网鲁西背靠背柔性直流输电工程用交、直流穿墙套管的设计开发。     

换流变压器阀侧套管充气及压力检测装置的研制

由于灵州换流站ABB供货的换流变压器阀侧套管没有可观测的密度表计、没有专用的补气口,密度继电器的校验、SF_6气体湿度和分解物检测、套管实际压力检查需将密度继电器从套管上拆除,容易造成密度继电器连接处密封圈损坏,直流套管漏气,影响直流系统的安全稳定运行,针对此问题研制了换流变压器阀侧套管气体充气及压力检测装置,旨在解决站内换流变压器阀侧套管实际压力监测及补气困难的现状。     

高压直流穿墙套管的非均匀淋湿闪络试验

迄今,世界各地的高压直流换流站中多次发生穿墙套管在下雨天闪络,严重威胁着直流系统的安全运行。在发生闪络的大多数穿墙套管上测到的等值附盐密度都不到不足以引起污闪。同时,发生闪络时套管的运行电压也远低于其全湿闪络电压。因此,穿墙套管在非均匀淋湿条件下外绝缘强度降低的现象受到了普遍的关注。 电科院高压研究所从1987年起开展直流穿墙套管外绝缘配合的研究工作。两年来,对国外高压直流换流站穿墙套管的运行经验和现场维护措施进行了分析研究,总结了我国舟山100kv直流输电工程换流站的运行经验,分析了葛上直流换流站的环境条件,同时,对较低电     

1．5kV直流电缆在线监测系统研制

设计了一套应用于1．5 kV直流电缆的绝缘在线监测系统,详细阐述了其工作原理、硬件组成及软件设计方案。该系统通过监测直流电缆局部放电和泄漏电流,来综合评估直流电缆绝缘状况。现场运行结果表明,该系统稳定、可靠,能够准确评估直流电缆绝缘状况。     

高压直流海缆综合在线监测系统研究

直流海底电缆在我国的应用尚处于起步阶段,运行经验不足,同时由于海底环境复杂,例行巡检困难,因此亟需对直流海缆的在线监测方法进行研究。分布式光纤技术是近年来发展的新型光纤传感技术,可实现对温度、应力等参量的在线测量。文章建立了基于分布式光纤传感技术的高压直流海底电缆综合在线监测系统,综合利用了分布式光纤的BOTDA,ROTDR以及Φ-OTDR原理,提出了布里渊频移解耦方案,可对直流海缆运行过程中的温度、应变、扰动等进行实时测量,同时该系统还融合了船舶AIS功能,实现对直流海缆区域内来往船只的监测及警告,保障了直流海缆的安全稳定运行。最后对该系统在南澳±160 k V直流海缆工程中的运行数据进行分析,验证了系统的有效性。     

直流接地故障监测装置的设计

针对目前直流故障监测装置存在的主要问题,研制了功能更加完善、操作方式更加友好的监测装置,它适用于发电厂、变电站等工业直流系统的接地故障。该装置采用直流漏电流的检测方法,以单总线网络作为整个监测系统的网络结构,配以自行设计的磁调制原理直流传感器构成了符合现场直流系统监测要求的在线监测装置,该装置具有节省I/O口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。阐述了该装置的总体硬件构成情况并分别对关键技术作了详细说明。该装置已用于电厂,运行良好。     

±1100 kV直流纯SF_6气体绝缘穿墙套管关键技术研究

±1100 k V直流纯SF_6气体绝缘穿墙套管(以下简称±1100 k V直流穿墙套管)为目前世界电压等级最高的直流设备,也是直流输电系统中的关键设备。依托昌吉至古泉±1100 k V特高压直流输电工程,以±1100 k V直流穿墙套管为研究对象,建立了套管的三维物理模型,从直流绝缘材料、电场强度、机械强度及温度场等方面进行优化设计,并制造了±1100 k V直流穿墙套管样机。该样机顺利通过了全套型式试验验证,其各项性能指标均满足工程要求。通过该套管的研制,掌握了特高压直流SF_6气体穿墙套管的关键技术,并可以推广应用到其他电压等级产品中。     

高压电网过电压在线监测数据采集方法研究

为了保证电网的安全运行,介绍了一种利用变压器电容式套管,安装特制的电压传感器组成套管分压系统,从电容式套管的末屏抽头处实时采集电网过电压信号的方法后,分析了过电压在线监测数据采集系统各组成部分的基本原理和具体实现方法,并提出了在线监测软件的设计思想和软件运行流程图,最后在实验室利用电容式套管对该装置的性能进行实测。结果表明该系统的响应特性良好,测量精度高,工作情况稳定可靠,满足电网过电压监测的要求,达到了预期设计目标。     

变压器套管憎水性及破损工况智能监测系统的研制

针对变压器套管在线监测的现状,为进一步提高变电站的安全性,研制了一种基于计算机视觉的变压器套管智能监测及评价系统。利用远程网络摄像机获取套管的实时图像,用于识别套管的憎水等级和运行工况。给出了该系统的整体结构和工作流程,采用同态增晰的局部直方图均衡化方式进行图像预处理,采用改进的Canny算子检测图像边缘和数学形态学运算修正进行图像分割,采用基于Hausdorff距离的并行算法进行图像匹配,通过改进型BP神经网络构建分类器,实现套管憎水等级和运行工况的识别,最后给出了运行结果与分析。通过实验和现场测试验证了该系统的有效性和工程实用性。     

灵州换流站换流变压器非电量保护问题分析

针对灵州换流站换流变压器非电量保护所存在影响直流系统运行可靠性的问题,通过对阀侧套管压力继电器一级报警接点、网侧套管升高座瓦斯继电器和阀侧套管末屏电压回路存在问题进行分析,提出相应的改进方案。应用结果表明:改进方案可以快速测定SF6漏气率,使值班运维人员更易于掌控阀侧套管泄漏情况,有利于开展事故应急处置;网侧套管升高座瓦斯继电器由跳闸逻辑改投报警,避免了储油柜油位下降或升高座瓦斯继电器误动作导致直流跳闸的问题,提高了直流系统的运行可靠性。     

HVDC换流变压器技术及现场维修情况

介绍了高压直流输电（HVDC）变压器及平波电抗器的磁芯设计、高压直流绕组设计、导线引出端（换流阀绕组）、直流套管设计方案，举例说明了高压换流变压器的制造过程与传统变压器制造过程的不同。并通过高压换流变压器试验，说明如材料、环境等条件对直流工作的影响。最后介绍了一些高压换流变压器的现场维修经验。     

换流变阀侧套管试验方法探讨及应用

提出一种在不断电的情况下从套管末屏加压的新的试验方法-末端加压法,并应用于江陵换流站,取得了较好效果。末端加压法对高压直流输电系统所用换流变压器阀侧套管预防性试验,特别是将来特高压直流换流变压器阀侧套管预防性试验具有较高的实用价值。     

换流变压器套管爆炸事故原因分析

对一台换流变的套管爆炸事故进行了分析,发现事故是由于套管工艺不良所致,指出该批次套管在电容量变化超过3％时即需更换。结合网内换流变压器油纸电容式套管的运行情况,提出了具体的反事故措施,以便改进和提高换流变压器的运行维护水平。     

高压直流支柱绝缘子和套管伞形结构研究

从积污、人工污秽试验、人工雨闪试验3个方面对高压直流换流站直流支柱绝缘子和套管伞形结构进行研究。分析了换流站、自然积污站和风洞试验中支柱绝缘子和直流设备套管的积污数据，对±500kV直流系统用不同伞形支柱绝缘子进行了全尺寸的人工污秽试验，进行了瓷套管人工淋雨试验，比较了伞形参数对支柱绝缘子和瓷套管污秽性能和淋雨闪络性能的影响。根据研究结果，和大小伞支柱相比，深棱伞绝缘子具有更好的污闪特性，受海拔高度的影响也相对较小。伞间距对雨闪电压的影响很大，增大伞间距可提高瓷套管的雨闪电压。研究结果可为工程设计中支柱绝缘子和瓷套管的伞形结构选择提供依据。     

换流变压器阀侧套管故障分析

换流变压器阀侧套管是换流变压器在质量上的一个薄弱环节。根据换流变压器阀侧套管的结构,对若干阀侧套管故障实例进行了分析,发现主要的原因是套管制造工艺的缺陷所致。建议对目前的交接规程和运行维护规程进行必要的修订,如增加SF6气体泄漏成像仪检测、进行SF6密度继电器校验以及SF6气体微水和纯度的在线监测等。     

南桥换流站阀侧套管故障录波分析及阀短路保护改进建议

2008年12月21葛洲坝—南桥±500 kV直流输电工程南桥换流站极2换流变C相阀侧2.1套管箱体内油浸部分爆裂。笔者通过对故障跳闸相关保护录波图的分析,推断出故障性质及故障点位置,为迅速查清故障提供了支持。换流变现场吊套管调查进一步证实了波形分析结论。对故障录波图的进一步分析,发现阀短路保护在桥臂接地故障发生时不能快速动作,会导致故障范围扩大,因此提出通过修改差动电流检测逻辑完善该保护的建议。该建议对葛—南、龙—政、宜—华三个超高压直流输电工程均具有指导意义。     

换流变套管末屏电压采集器铁磁谐振机理分析及抑制

特高压换流变压器的阀侧套管安装有电容型末屏分压装置,用于传变阀侧交流电压。实际运行过程中发现,在线投入阀组时,由于在运直流系统的激励,投入阀组换流变阀侧套管末屏电压采集器会发生铁磁谐振现象,可能引发充电状态下的换流变压器保护误动作。文中基于实际运行故障录波进行了谐波分析,得出谐振发生的特征频率;通过分析末屏分压器及电压变送器电气原理搭建了暂态仿真模型,利用PSCAD/EMTDC建模重现了铁磁谐振发生的工况;在理论分析的基础上提出了改进分压器避免谐振发生的具体措施。     

换流站直流场瓷套式PLC/RI电容器的研制

通过对超高压直流输电特点以及换流站直流场瓷套式PLC/RI电容器作用的阐述,明确研制直流场瓷套式PLC/RI电容器的重要性,并且根据产品运行工况,对额定电压、并联均压电阻、绝缘水平等进行参数的确定。在此基础之上,通过整体结构设计、绝缘设计、内部结构设计和可靠性设计,完成图样设计并进行了样机研制。样机通过试验验证,满足直流场瓷套式PLC/RI电容器研制要求,研制成功。