温度对多柱并联避雷器均流特性的影响研究

高压直流输电系统的操作过电压持续时间长、释放的能量大,为提高避雷器的能量吸收能力,高压直流避雷器一般采用多柱电阻片并联的结构,柱间电流分布的均匀程度直接影响避雷器的整体能量吸收能力。本文选用国内3个避雷器生产厂家的电阻片,试验研究了电阻片整体温升及柱间温差对电流分布特性的影响。研究结果表明,当电阻片温度整体升高时,虽然不同厂家电阻片的电流分布不均匀系数随温度变化的规律具有一定的差异,但由此引起的最大电流分布不均匀系数并不会超过标准限值;当柱间温差增加时,3个厂家电阻片的电流分布不均匀系数均表现出随柱间温差的增加而增大的趋势。     

±800kV特高压直流换流站EM避雷器工况分析及其关键技术的研究

金属回线避雷器(metallic return arrester,简称EM避雷器)是±800kV特高压直流换流站的关键过电压保护设备之一。在介绍了特高压直流输电系统单极金属回线运行方式的基础上,详细分析了EM避雷器的稳态应力和暂态应力,特别是最高端Y/Y换流阀侧出线发生单相接地故障时的过电压机理。深入研究两项关键技术:1)低幅值、多脉冲的冲击电流下金属氧化物电阻片的能量吸收能力及筛选方法;2)多柱并联电阻片柱分流技术。采用近似直流工程中实际波形的低幅值多脉冲的冲击电流对金属氧化物电阻片进行能量筛选和适当的多柱并联电阻片柱分流技术是实现EM避雷器安全运行的关键。     

基于吸收能量均衡的多柱并联避雷器组电阻片配组方法研究

特高压直流输电工程中,避雷器组在限制过电压过程中要吸收大量的能量,部分位置避雷器组的吸收能量设计容量达到30 MJ,需要大量电阻片组成上百柱并联进行分流,随之出现了部分电阻片老化较快率先损坏导致避雷器组故障的问题.为提升大规模多柱并联避雷器组运行可靠性,提出了基于避雷器组中各电阻片吸收能量均衡的配组算法.首先探讨了Zn...     

大电流冲击对电阻片老化特性和能量吸收能力影响

基于换流站直流极线近区发生对地短路,直流滤波器的F1避雷器出现的冲击电流特征,分析了多次大电流冲击对F1避雷器用电阻片的性能影响。以平高东芝(廊坊)避雷器有限公司用于F1避雷器的两种电阻片为对象,研究了多次大电流冲击对电阻片老化特性、2 ms能量吸收能力以及保护特性的影响。验证了电阻片性能满足扎鲁特—青州±800 kV特高压直流工程需求。结果表明:多次大电流冲击对电阻片的能量吸收能力、老化特性以及保护性能没有明显影响。     

±800kV糯扎渡直流输电工程人工接地短路试验中性母线避雷器故障原因分析

2014年1月22日和5月7日,±800 kV糯扎渡直流输电工程在开展单极金属回线方式下的直流线路人工对地短路试验时,相关保护动作使直流系统单极闭锁。经检查,发现两次闭锁事件均为相应极的其中1台中性母线F1避雷器发生压力释放导致。对中性母线F1避雷器进行过电压仿真分析和解剖试验,排除避雷器电流分布不均匀、受潮和系统能量过载的损坏可能性,得出避雷器损坏原因为:部分电阻片存在缺陷,人工接地短路试验产生的操作过电压使存在缺陷的电阻片首先发生击穿,进而产生电弧使避雷器内部击穿而损坏。建议厂家检查电阻片生产的工艺控制,严格控制电阻片筛选的合格率,并在进行直流线路人工对地短路试验时,全程使用红外测温仪等仪器检测中性母线避雷器状况,一旦发现避雷器温度异常,应立即停止并开展避雷器检测试验。     

金属氧化物避雷器的稳定性及长期劣化(续)

<正> 金属氧化物避雷器的动态稳定当金属氧化物避雷器受入侵的过电压而动作时,元件吸收了能量,而阀片的温度瞬时升到某一程度。因为避雷器在交流持续电压下温度的上升,打破了上节所讨论的热平衡,而改变了在避雷器阀片应能稳定的耐受系统中可能发生的预期过电压的能力,而不致发生热击穿。作为这个理由,在运行电压下的电压强度E和临界电压强度E~*之间要求留有一定的裕度。关于动态稳定的定量讨论     

避雷器能量吸收与均流技术的研究

多柱并联避雷器的电阻片之间存在电流分布不均匀的现象,影响多柱并联避雷器整体能量吸收能力。分析了影响避雷器电流分布不均的因素,利用专门的试验回路分别对4柱并联的单片电阻片、多片电阻片和电阻片柱进行了试验验证。结果表明:为达到均流的目的,避雷器电阻片配组时,电阻片的U1mA相差不宜超过0.5%,残压不宜超过1%,避雷器各柱电流分布不均匀系数应小于110%。     

对氧化锌电阻片短时过电压耐受能力评定方法的探讨

通过对氧化锌电阻片承受短时过电压作用时的电气特性、能量吸收能力特性的研究,对氧化锌电阻片耐受短时过电压能力的评定方法提出讨论。对用变压器进行氧化锌电阻片短时过电压耐受能力试验出现残压波形畸变时,提出用等能量进行耐受时间等价性处理的办法。     

风电场35 kV集电线路用混合电阻片避雷器研究

风电场35 kV集电线路所用的线路避雷器由于其能量吸收能力有限,在雷电流幅值较大时其MOA电阻片存在热崩溃的可能,严重威胁着集电线路的安全运行,因此必须采取措施对其进行抑制.本研究以某风电场35 kV集电线路雷击过程为研究对象,并采用ATP-EMTP软件搭建暂态仿真模型,提出一种新的风电场集电线路用35 kV混合电阻片线路避雷器,该避雷器采用氧化锌电阻片与碳化硅电阻片相互交替组合的形式,充分利用氧化锌电阻片动作快、碳化硅电阻片通流容量大的特点,形成兼顾两种电阻片优点的新的避雷器,仿真结果表明新的避雷器能最大程度避免因雷击而导致的线路跳闸和能量吸收能力有限而导致的热崩溃问题.研究结果对于风电场35 kV集电线路的防雷设计、运维和设备保护具有一定的指导意义.     

基于静态伏安特性曲线的ZnO电阻片耐受能量计算等效性研究

为了模拟计算ZnO电阻片在避雷器组限制过电压过程中吸收的能量,笔者针对所选取的电阻片进行冲击电流试验;绘制了在不同电流波形下的静态伏安特性曲线,描述了其与电阻片实际伏安特性的关系,并统计了同批次电阻片伏安特性分布规律;通过曲线拟合的方式建立伏安特性方程进行吸收能量的模拟计算.结果 显示,在耐受冲击电流的过程中,电流波形...     

基于ATP-EMTP对500kV输电线路取消合闸电阻的仿真研究

以500 kV输电线路空载线路投切操作过电压为研究对象,利用电磁暂态计算程序(ATP-EMTP),分别对合闸电阻,高性能避雷器对三相同期合空载线路过电压抑制效果进行仿真研究,从合闸电阻两端电压差,避雷器安装位置和吸收能量能力等几个方面讨论了避雷器取代合闸电阻实现的可能性,对500 kV输电线路操作过电压的防护方案进行优...     

无间隙金属氧化物避雷器运行状态特征参数温度特性研究

无间隙金属氧化物避雷器(MOA)的运行状态监测是保证电力系统可靠运行的重要措施,由于MOA运行状态参量受环境温度影响,会造成对MOA状态判断不准确,引发严重事故。研究了MOA运行状态主要监测参量随温度的变化特性,揭示了状态参量变化与温度、荷电率及电阻片几何尺寸的关系。持续运行电压下,在20℃～60℃范围内,直流U1mA、工频参考电压随温度单调递减,交流泄漏单调递增;全泄漏电流具有微弱的正温度系数,随温度的升高而缓慢递增,而阻性电流分量随温度变化增长更快。在80%～90%荷电率下运行,MOA的阻性电流IR、功率损耗P随温度的升高和荷电率的增大单调快速递增。     

关于珠海电厂海斗乙线避雷器缺陷的分析

通过对珠海电厂海斗乙线避雷器解体检查及对电阻片进行直流1mA电压U1mA和75%U1mA电压下直流泄漏电流测量试验,发现避雷器缺陷的主要原因是避雷器密封不良潮气进入,导致电阻片直流1mA参考电压降低和泄漏电压超标;额定电压选择偏低(192kV)导致电阻片荷电率偏高;避雷器外表面积污严重不均匀时导致电压分布不均匀等,从而加速了电阻片的老化以及瓷套内表面受潮。     

1000kV瓷外套MOA电阻片与瓷套电位关系的研究

依据实体模型,采用有限元ANSYS分析软件对1000kV系统用瓷外套MOA建立2-D模型,进行场强和电位分布计算。比较了采用并联均压电容前后MOA内部电阻片与瓷套内侧的电位和场强分布的变化,结果表明:MOA电阻片与瓷套内侧容易发生放电或闪络现象的位置分别为,第一节单元距单元上法兰的1/6～1/5处和第四节单元距单元上法兰的1/6～1/5处;并联均压电容之后,各单元电阻片上的场强和承担的电压趋于均匀化,但某些单元的径向场强和电位差变大,不利于MOA的安全运行。     

交流无间隙金属氧化物避雷器的电压分布特性研究

由于杂散电容的存在使得MOA电阻片的电压承担率分布不均匀,导致部分电阻片的运行荷电率升高,将会因承担的电压过高而加速老化而率先损坏,并最终导致整个MOA的损坏,缩短其预期运行寿命。以220 kV瓷套避雷器为例,通过计算和实测的方法,系统分析研究了诸多因素对电压分布不均匀系数的影响程度,同时特别指出了目前出现的用准60 mm甚至于更小尺寸电阻片装配220 kV避雷器的安全隐忧,有助于避雷器的优化设计和安全运行。     

500kV无间隙MOA电位分布分析及其均压化措施

采用静电场数值计算的模拟电荷法 (CSM)和电路分析中的节点电压方程法对 50 0 k V无间隙 MOA阀片承担的电压进行了分析。分析结果表明 ,上节元件两端和下节元件靠近地端的阀片承担较大的电压 ,这与该 MOA解剖结果一致。为改善此 MOA阀片承担电压的均匀性 ,对可能采用的几种措施用此种分析方法进行了仿真研究。并提出了“场 -路”结合思想 ,电场计算部分不仅可采用 CSM,也可采用有限元法 (FEM)、有限差分法 (FDM)等其它数学方法。本方法也为三维场转化为轴对称场或平行平面场提供了一种有效的途径。     

MOV在交直流电压下耐受能力的试验研究

MOV是限压型SPD的核心器件。限压型SPD在各种非正常工作情况下会出现温度持续上升,引发MOV热崩溃后导致SPD故障,严重时会引发火灾事故。利用热稳定试验箱和压敏电阻直流参数仪进行了多组实验,对试验数据进行了对比分析,结果表明:MOV在交直流电压下的耐受能力主要与MOV的热容量(能量吸收能力)和热阻(散热能力)有关;直流电压下MOV功率损耗产生的热量大于交流电压下产生的热量,其主要原因是直流电流下MOV的荷电率高于交流电压下的荷电率。     

直流高压发生器限流电阻对金属氧化物避雷器试验的影响

金属氧化物避雷器(MOA)是电力系统中不可或缺的设备,为了保证电网的安全稳定运行,应定期对其进行预防性试验.简要介绍了MOA试验项目及其影响因素,着重讲述了试验设备对试验结果的影响.直流高压发生器加装限流电阻后,MOA的参考电压和泄漏电流都较实际值偏大.鉴于此,提出了现场试验时去除限流电阻影响的方法,并给出了推导公式.     

氧化锌线性电阻中性点接地电阻器

随着电网的增容、电缆馈线的增加 ,接地电容电流随之增大。为减少产生谐振 ,降低内过电压 ,中性点接地电阻器在中压电网的应用越来越多。笔者介绍了新近开发的氧化锌线性电阻中性点接地电阻器 ,具有热容量大、温升低、阻值稳定、体积小、安全、可靠性高等特点 ,运行情况良好。     

氧化锌非线性电阻片用无机高阻层的研究

研究了氧化锌非线性电阻片侧面用无机高阻层在4/10大电流冲击和2ms方波电流冲击作用下的破坏机理。认为影响电阻片耐受大电流冲击能力的关键之一是无机高阻层本身的绝缘强度,之二是无机高阻层和电阻片之间膨胀系数的配合问题,并通过试验指出,侧面绝缘层的膨胀系数应比ZnO陶瓷小0.5×10-6/℃～1.5×10-6/℃。影响电阻片耐受方波电流冲击能力的关键是无机高阻层和电阻片本体反应后所形成的中间层的稳定性。研制的无机高阻层可满足φ32mm×35mm、梯度为240V/mm的电阻片65kA大电流冲击的要求,并可提高电阻片的方波通流能力。