高压直流换流站污秽水平预测方法研究

对换流站站址周边地区气象、工业污染源和输变电设备运行的相关资料进行收集，根据风洞试验得出的绝缘子表面积污模式，利用污染源扩散模式计算站址及周边地区交流盘形绝缘子积污水平。在此基础上，根据国内已有换流站和自然积污站的直、交流积污数据并结合具体情况，选择合适的直交流积污比，由计算出的交流盘形绝缘子污秽水平估算出换流站直流场设备的污秽水平。根据该污秽水平，计算出换流站直流场支柱绝缘子以及不同管径的套管表面的污秽度。根据标准直流支柱绝缘子的人工污秽试验数据和预估算的污秽度，确定直流支柱绝缘子和各类套管的爬电比距。文中提出的方法可用于±500kV、±800kV高压直流换流站污秽水平预测及外绝缘配置。     

±800kV特高压宾金直流悬式及支柱绝缘子自然积污特性

为研究特高压直流输变电设备外绝缘积污特性,利用特高压直流宾金线和金华换流站设置带电、不带电绝缘子污秽测点,经过1a完整积污后,对试验绝缘子上、下表面盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)、灰密(non-soluble deposit density,NSDD)进行了测试、分析,结果表明,特高压直流电场显著加剧高电位绝缘子积污,宾金线带电绝缘子盐密、灰密分别为不带电绝缘子相应值的1.52、1.86倍;金华换流站被测支柱绝缘子高压端盐密、灰密分别是其中部、低压端均值的1.45、1.27倍;电压极性对悬式、支柱绝缘子积污均无显著影响;与站内复合支柱绝缘子相比,悬式绝缘子上、下表面积污差异更为显著。     

±800kV特高压宾金直流悬式及支柱绝缘子自然积污特性EI北大核心CSCD

为研究特高压直流输变电设备外绝缘积污特性,利用特高压直流宾金线和金华换流站设置带电、不带电绝缘子污秽测点,经过1a完整积污后,对试验绝缘子上、下表面盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)、灰密(non-soluble deposit density,NSDD)进行了测试、分析,结果表明,特高压直流电场显著加剧高电位绝缘子积污,宾金线带电绝缘子盐密、灰密分别为不带电绝缘子相应值的1.52、1.86倍;金华换流站被测支柱绝缘子高压端盐密、灰密分别是其中部、低压端均值的1.45、1.27倍;电压极性对悬式、支柱绝缘子积污均无显著影响;与站内复合支柱绝缘子相比,悬式绝缘子上、下表面积污差异更为显著。     

直流换流站隔离开关支柱绝缘子人工污秽试验

为解决天广直流换流站高压直流设备多次出现污闪情况的问题,对直流换流站隔离开关支柱绝缘子在盐密为0.06mg/cm2、灰密为0.36mg/cm2的条件下进行了直流人工污秽试验,得到了隔离开关支柱绝缘子在该污秽条件下的50%污闪电压,并观察了支柱绝缘子在不同电压下的污秽放电现象。结果表明,为保证隔离开关支柱绝缘子不发生污秽闪络,应采取相应的措施,如在污秽较严重(测量盐密>0.033mg/cm2)时进行清扫、水冲洗或涂刷RTV涂料等。     

直流支柱绝缘子电场影响因素分析

直流支柱绝缘子是换流站支撑、固定高压设备,保证电气外绝缘的重要设备。为对直流支柱绝缘子特性影响因素进行分析,针对±500 kV德阳换流站支柱绝缘子放电故障,使用有限元分析软件并结合现场实际,用2D直流场计算雨水、污秽和消防水管对直流支柱绝缘子电场分布的影响情况。结果显示:(1)污秽的存在使得场强增大1.20倍;(2)雨滴的存在使得场强增大1.71倍;(3)消防管道、污秽和雨滴共同存在使得场强增大2.42倍,并且消防管道的对应位置场强增大5倍。电场的增大容易引起放电故障的发生,这对今后直流换流站相关设备的外绝缘优化设计、结构优化、运行维护和故障分析具有重要理论参考意义。     

三峡送上海直流500 kV换流站外绝缘污秽水平的研究

准确确定污秽水平对超高压直流换流站的安全经济运行至关重要.围绕三峡右岸士500kV直流工程上海换流站的选址工作,对上海青浦区白鹤、练塘两处集中的候选站址开展污秽调查,并研究和应用大气质量等盐指数的最新方法,监测和提出目前两处站址的基本污秽水平,并根据南桥换流站积污水平和运行经验,研究和提出候选点的外绝缘水平及直流支柱绝缘子ESDD的设计盐密.     

高海拔直流场设备污秽性能试验研究

直流设备的污闪问题已很突出，而高海拔地区因空气密度低而导致绝缘子污闪电压进一步下降，因此对高海拔低气压条件下直流设备的污秽外绝缘性能进行试验研究很有必要。章给出了污秽绝缘子污闪电压和大气压的关系及直流电压下的特性指数n，介绍了原有低海拔人工污秽试验和新近在不同气压下完成的直流支柱绝缘子人工污秽试验结果．提出了对高海拔换流站直流场户外设备外绝缘进行海拔修正的意见。     

直流自然积污试验站在直流外绝缘污秽评估中的作用及应用前景

总结了在云广工程的禄丰直流自然积污试验站的研究工作。主要研究结果为:确定了附近换流站址的污秽等级;给出了直流深棱型和大小伞型支柱绝缘子表面等值盐密与交流普通型支柱绝缘子表面等值盐密的比例关系;确定了直流深棱绝缘子带电与不带电的积污量(等值盐密和灰密)比值。此外,简要介绍了自主研发的自然积污站成套装置。     

特高压直流换流站支柱绝缘子设计

特高压直流换流站的外绝缘设计是特高压直流输电工程的关键技术之一,直接影响工程的安全可靠运行,文章主要讨论特高压换流站支柱绝缘子的选型和设计。首先统计了 我国±500 kV换流站外绝缘的运行情况,总结了±500 kV换流站加强外绝缘和防污闪的主要措施,并分析了室温硫化硅橡胶(room temperature vulcanized silicone rubber,RTV)和长效室温硫化硅橡胶涂料的性能特点。然后根据积污站测试结果对特高压换流站站址的污秽水平进行了预测,根据预测的污秽水平和实验室污耐压试验结果推导出其所需的爬电比距。最后,分析了不同型式支柱绝缘子的经济技术特点,以及国内外厂家的制造能力,推荐瓷涂RTV方案作为特高压直流换流站外绝缘的首选方案,并对瓷涂RTV绝缘子使用过程中的相关问题进行了探讨。     

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。     

±800 kV楚穗特高压直流线路复合绝缘子自然积污特性

为研究特高压直流线路复合绝缘子积污特性以指导线路外绝缘配置,于2013—2014年采集了±800 k V楚穗特高压直流线路复合绝缘子表面污秽,分析其污秽等值盐密等级分布,研究线路整体积污程度,以及直流极性、沿串部位分布等造成的积污差异。数据表明:832个污秽样本中,等值盐密最大值为0.192 9 mg/cm2,最小值为0.000 7 mg/cm~2,76%样本等值盐密0.025 mg/cm~2;相同积污条件下,直流极性不影响复合绝缘子整体积污程度;大部分复合绝缘子表面污秽呈两端重、中间轻的分布规律;大小伞裙交叉布置时,小伞裙等值盐密明显大于大伞裙;54.8%的伞裙上表面污秽盐密值大于或等于下表面,与玻璃或陶瓷绝缘子规律不同。±800 k V楚穗特高压直流线路整体污秽较轻,现有的复合绝缘子配置合理。     

特高压户内直流场设计研究

在I、II 级污秽等级的站址环境下, 瓷质外绝缘单个支柱绝缘子、套管以及其他瓷质类设备难以满足户外要求; 研发阶段的合成外绝缘设备由于其机械强度以及伞裙外形生产受限, 仅能适应I 级污区, 但合成穿墙套管能适应II 级污区的户外要求。直流滤波器高压电容器塔和干式平波电抗器的外绝缘是通过外部多个并联支柱绝缘子或悬吊绝缘子来实现, 可适应户外要求。户内直流场推荐直流滤波器高压电容器塔、干式平波电抗器和其他800 kV 的极线设备均布置在户内。     

高海拔直流线路大吨位绝缘子配置方法研究

为给中国高海拔地区特高压直流输电工程外绝缘设计提供参考,该文在1 970 m实际高海拔条件下,以10片/串大吨位钟罩型瓷绝缘子XZP1-300为试品(染污采用固体污层法),采用恒压升降法,在人工雾室中对大吨位绝缘子外绝缘配置方法进行系统研究。试验结果表明：灰密为1.0 mg/cm2条件下,50%闪络电压与盐密大小满足幂函数关系;盐的种类、上下表面污秽分布及灰密大小对直流污闪电压影响较大,沿绝缘子串轴向污秽分布不均匀的影响相对较小,并分别给出上述各因素对污闪电压影响的修正系数。以此为基础,对外绝缘配置公式的应用方法进行了说明,该公式可用来估算自然污秽和人工污秽试验中污闪电压值,并可作为高海拔地区特高压直流输电线路外绝缘设计的参考。     

三峡直流换流站等值附盐密度取值的研究

针对宜昌市大气污染和三峡换流站站址附近污秽状况,结合短峡换流站附近交、直流设备盐密测量和运行经验以及宜昌气候特征,提出了三峡换流站适用的等值附盐密度值,并在此基础上提出了交、直流户外设备外绝缘的有关结构参数。     

不同环境条件下特高压换流站用绝缘子积污特性研究

以4类典型气候条件(极干旱、半干旱、半湿润、湿润)的特高压换流站为研究对象,开展了绝缘子自然积污试验测试.获得了4类环境条件下特高压直流工程站用绝缘子积污不均匀系数特性,分析了直径、布置方式和交直流电压对换流站绝缘子积污性能的影响.测量结果表明:天山站、灵州站、中州站和苏州站支柱绝缘子上下表面等值盐密比值分别为1.56、0.41、1.26和1.45;和垂直布置的支柱绝缘子相比,水平布置的穿墙套管绝缘子暴露在雨中的面积更大,绝缘子表面污秽受雨水冲刷效果更明显,灵州站和苏州站水平布置绝缘子等值盐密是垂直布置绝缘子的0.64倍和0.63倍;交直流绝缘子的积污差异主要由电场力、污秽物颗粒大小和风速决定,天山站、中州站和苏州站支柱绝缘子的交直流积污比分别为1.12、0.84和0.52;对于不同直径的站用支柱绝缘子,随着直径的减小,等值盐密逐渐增加.     

复合绝缘子自然污秽与人工污秽试验的等价性分析

为了研究实际高海拔条件下复合绝缘子自然污秽与人工污秽试验的差异,给高海拔地区直流输电线路的外绝缘设计提供参考,在高海拔条件下,对绝缘高度为1.9m、伞形结构为一大一小的复合绝缘子进行不同附灰密度、不同污秽分布以及盐的不同成分的人工污秽试验,揭示灰密、污秽分布和盐的成分等因素对复合绝缘子直流污闪特性的影响。试验发现,盐密一定、灰密≤1.0mg/cm2的条件下,灰密修正系数与附灰密度成负幂函数关系;灰密一定的条件下,污闪电压随污秽分布不均匀程度的增加而增加;盐密一定的条件下,盐种类的修正系数与CaSO4贡献率成指数关系。因此,在估算自然污秽条件下复合绝缘子的直流污闪电压及实际工程外绝缘配置时要充分考虑这些因素的影响。     

±1100kV特高压直流支柱绝缘子关键技术

为了提高±1 100 kV特高压直流换流站外绝缘的安全性和可靠性,研究了±1 100 kV特高压直流支柱绝缘子的空气间隙外绝缘、污秽和机械强度等关键技术问题。根据±1 100 kV特高压直流支柱绝缘子技术参数,结合±800 kV特高压直流支柱绝缘子设计,提出了±1 100 kV特高压直流支柱绝缘子技术难题的解决方法,以期为±1100 kV直流支柱绝缘子提供设计依据,为工程的建设和运行提供技术支撑。     

高海拔地区±800kV复合支柱绝缘子直流污闪特性

为给特高压直流变电外绝缘设计提供试验依据,在实际海拔1970m条件下对4种复合支柱绝缘子和2种瓷支柱绝缘子进行了恒压升降法直流污闪试验,研究了高海拔条件下盐密、灰密以及绝缘子材质和几何形状等因素对其直流污闪特性的影响。结果表明,污闪电压随盐密、灰密的增大而下降,并分别符合幂函数关系;盐密与灰密对污闪电压的影响相互独立;用最小二乘法可以得到给定结构绝缘子的直流污闪电压计算公式。比较不同绝缘子的污闪特性表明,复合支柱绝缘子直流污闪特性优于瓷支柱绝缘子,单位绝缘高度直流污闪电压随芯棒直径增加而减小。以上结果可为我国高海拔地区直流输电外绝缘配置的选择和设计提供参考。     

±500kV直流输电线路绝缘子污秽沿串分布特性

为研究绝缘子串沿串积污特性及影响因素,深入进行复合绝缘子的自然积污特性的试验研究。文中对兴安±500 kV直流输电线路沿线具有代表性、典型性的运行绝缘子串制定人工污秽取样方案与实地取样,并对污秽样品进行处理研究,深入分析了不同绝缘子串材质与不同插花型式的绝缘子的污秽沿串的积污特性。研究表明:高压直流输电线路绝缘子串积污受自然落污与电场两方面作用,高压端盐密值要大于低压端;上表面污秽物盐密值不一定小于下表面;不同插花形式中,小伞裙的污秽度最大;合理的设计伞形结构对提高耐污性能有重要作用。研究成果可指导运行部门优化架空输电线路的外绝缘配置、制定运行维护策略。     

深圳地区支柱绝缘子自然积污特性

为研究变电站支柱绝缘子自然积污特性,在深圳地区选取了37处有代表性的变电站自然积污观测点,测量了观测点处模拟防污型、模拟普通型和带电支柱绝缘子的等值附盐密度和附灰密度,对比了支柱绝缘子积污规律的差别。结果表明:模拟防污型支柱绝缘子盐密值和灰密值都大于模拟普通型支柱绝缘子,2者上表面盐密值之比约为2.4,下表面盐密值之比约为1.2,2支绝缘子盐密均值之比约为2;2者上表面灰密值之比约为3.5,下表面灰密值都较小,2支绝缘子灰密均值之比约为2.7;支柱绝缘子上表面积污普遍重于下表面,防污型上下表面灰密比10倍、盐密比约为4;普通型上下表面灰密比约为3.5、盐密值比约为2;防污支柱绝缘子带电下的盐密和灰密明显大于模拟情况下,2者盐密之比和灰密之比均约为1.9。因此,污秽外绝缘配置选择防污型支柱绝缘子时应注意到积污特性与普通支柱绝缘子的明显差异,及是否带电对积污特性的影响。