高压直流接地极运行条件下焦炭床化学性质变化试验研究

为了解高压直流接地极焦炭床在运行条件下的性质变化,进一步改善石油焦炭的性能,提高接地极运行稳定性,通过试验模拟直流系统单极大地回路方式运行条件,检测电极的腐蚀情况及阴极和阳极区域石油焦炭pH值的变化情况。结果表明,石油焦炭硫含量对其防腐性能有重要影响;电极本体在长时间电流作用下腐蚀速度加快;电极附近区域的石油焦炭pH值有所下降,但变幅不明显。     

UHVDC入地电流暂态过程对变压器励磁特性的影响

为研究接地极入地暂态电流对变压器励磁特性的影响,提出一种针对UHVDC入地电流暂态的计算方法,并搭建了受端地区直流偏磁仿真模型,计算了地表电位和偏磁电流在入地电流暂态过程中的响应,并分析了变压器的励磁特性。结果表明,暂态过程会显著增加10 km范围内的地表电位和偏磁电流,在UHVDC引起的变压器直流偏磁计算时应考虑入地电流暂态过程的影响。     

垂直型直流接地极设计探讨

针对不同系统运行条件及土壤电阻率对接地极设计的影响进行分析,指出了额定电流持续运行时间较长会导致发热问题严重,电极井孔径扩大,增加施工难度,土壤电阻率对溢流密度及不均匀程度、跨步电压值的影响较大。提出了合理优化接地极设计条件,降低额定电流持续运行时间,尽量降低最大溢流密度及不均匀程度,减小电极地面跨步电压值的建议。此外,计算表明与水平型接地极相比,垂直型直流接地极并不能减小对周围环境的影响,不同型式直流接地极对周围环境的影响差别很小。     

高压直流接地极线路故障特性仿真及其 故障测距新算法研究

摘要： 高压直流输电系统可用大地构成输电回路,接地极系统运行方式复杂。建立了±500 kV直流输电系统仿真模型,分析了接地极线路故障时的运行特性,并针对接地极线路单线短路故障,提出了一种基于贝杰龙模型的接地极线路故障测距新方法。利用故障后首端电压和两出线电流推算沿线电压分布,根据故障点或极址点为全线电压最小值的特点构造故障测距函数,计算出故障距离。PSCAD/EMTDC仿真计算结果和工程实例表明,该算法可在接地极全线范围内实现故障定位,且具有较高精度。     

基于CDEGS和ANSYS的直流接地极仿真计算研究

UHVDC工程建设之前,相关设计单位运用CDEGS进行了大地电位升的模拟仿真计算,工程投运后,接地极入地电流对极址附近变电站变压器的影响很大,其原因与极址大地电阻率模型建立不准确和地表电位分布计算不够精确有关。分析了直流输电接地极对周围地表电位造成的影响,并对直流输电接地极电流场的计算方法进行了推导。参考陕北换流站接地极工程中陕北接地极大地电磁测深（MT）法实测大地分层电阻率数据,建立的6层大地土壤模型,应用CDEGS软件和ANSYS软件,分别计算了接地极方圆0~100 km范围内大地电位升分布,重点对2种方案计算结果中0~50 km范围的大地电位分布结果进行了比对,计算结果表明,ANSYS计算结果数值上均略小于CDEGS计算结果,相差约0.6 V。2种方案计算结果均可对现场单极运行调试提供参考。     

地磁扰动和接地极共同作用的浙西电网偏磁电流计算

摘要： 溪洛渡—浙西±800 kV直流输电工程试运行期间,浙西换流站受端电网的很多变压器出现了直流偏磁问题,其同时发生地磁扰动（GMD）的地磁感应电流（GIC）直流偏磁的安全风险需要研究。针对溪洛渡—浙西±800 kV直流输电工程的受端电网,建立了浙西电网和金华换流站的GIC计算模型,运用节点导纳矩阵法计算了浙西电网GIC;根据溪洛渡—浙西直流输电试运行期间-500 A接地极入地电流的测试数据,计算分析了GMD和接地极共同作用下浙西电网的偏磁电流水平。研究结果表明,目前浙西电网安装直流偏磁抑制装置的容量,不能满足消除GMD和接地极共同作用的需要,建议根据中科院和中国气象局空间天气事件的预报,避开有太阳剧烈活动的时间安排检修或调试,避免抑制装置发生过载的问题,保障浙西电网的安全。     

直流接地极及杆塔接地网附近电磁场的有限元分析

高压直流输电系统处于单极大地回线运行方式时,有很大的直流电流通过直流接地极流入大地,这将造成接地极本身及附近输电杆塔接地网的腐蚀。在理论分析接地极和杆塔接地网电磁场的基础上,应用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,以德宝直流输电工程千阳接地极为例,建立了多层大地土壤结构下的直流接地极和杆塔接地网数值模型,添加相关边界条件,进行网格划分处理,计算分析了接地极地表电位分布规律,并对杆塔接地网附近电位及泄漏电流密度进行了研究,结果发现:接地极地表电位沿径向距离逐渐降低;杆塔接地网本体上的电位最高,接地网的射线末端泄漏电流密度最大, 射线首端的泄漏电流密度最小,接地网矩形与射线的连接处电流密度有突变。该研究对掌握直流接地极及杆塔接地网周围电场分布情况和腐蚀规律,具有重要的意义。     

高压直流输电接地极电流场相关问题研究

介绍了高压直流接地电流场相关概念,主要阐述了接地、入地电流和跨步电压及其相关指标;指出在接地极设计过程中,应考虑接地极周围土壤电阻率、相关接地参数的计算以及接地极型式选择等方面的问题;阐述了高压直流输电接地极入地电流产生的电流场对变压器和系统交流电网的偏磁影响、接地极装置及地下金属管网的腐蚀以及对电气化铁路的电磁影响,并概述了相应的抑制措施,包括进行变压器及交流电网直流偏磁的治理,地下金属管网及接地装置腐蚀的防护,同时也探讨了共用接地极模式的可行性;最后指出了建立大地二维乃至三维电场模型的重要性,指出只有考虑大地横、纵向差异,更精确地了解大地电性结构,进而准确地计算直流接地极周围地电流场分布,才能更好地满足我国建设超特高压直流输电工程的要求。     

脉冲注入法用于直流输电系统接地极线路故障测距

摘要： 分析了直流输电系统在双极运行方式下,外部注入脉冲信号在接地极线路上的传播过程,提出一种利用注入脉冲信号的直流输电系统接地极线路故障测距方法。该方法通过周期性地从接地极线路始端注入脉冲信号探测线路是否发生故障,在判断线路发生故障后,通过改变注入脉冲信号的宽度和脉冲极性探测故障点位置,最后以取平均值的方式得到故障测距结果。以PSCAD/EMTDC为仿真平台,搭建了直流输电系统在双极运行方式下的接地线路故障测距仿真模型,并借助MATLAB对仿真波形数据进行分析,仿真结果表明该方法是可行的。     

垂直型直流接地极的电极结构对溢流密度的影响

[目的]垂直型直流接地极的溢流密度是关乎接地极性能的关键参数,因此电极结构对溢流密度的影响值得研究。[方法]针对垂直接地极的结构特点,分析了子电极数量、子电极长度、子电极间的间隙距离、电极井截面对溢流密度大小和均匀程度的影响。[结果]研究表明:溢流密度大小与子电极总长度有关,与子电极分段数量和间隙距离几乎无关;而溢流不均匀程度与间隙距离和电极井截面有关。[结论]结合计算分析结果提出了优化的垂直型电极结构。     

水平接地体的雷电冲击特性研究

为研究雷电流经水平接地体时的冲击特性,采用电磁暂态计算程序(ATP-EMTP)仿真法对水平接地体在脉冲电流下的冲击特性进行分析,得出接地体的几何尺寸和土壤电阻率对冲击接地特性的影响。探讨了冲击电流和接地体电位达到峰值的时间差与接地体尺寸、土壤电阻率的关系。仿真结果表明:冲击接地电阻的大小随接地体尺寸的增加而减小,趋势渐缓,直至稳定;冲击接地电阻大小与土壤电阻率成正比。     

杆塔接地装置冲击散流规律模拟试验

杆塔接地装置的冲击散流特性直接影响接地装置冲击接地电阻的大小,根据接地装置的散流规律来设计和优化接地装置的结构可有效提高接地装置的接地效果,通过模拟试验研究了六种接地装置的电流分布规律和冲击散流特性。试验结果表明,单根接地体主要通过接地体末端散流;接地体上漏电流分布越均匀,接地体的冲击接地电阻越小;水平放射型接地体上漏电流分布不均匀,主要通过四条射线上靠近注入点处和末端的导体段散流;接地体导体间的屏蔽效应会影响接地体上漏电流的大小和分布规律。试验得出的冲击散流规律,为提高接地装置在实际应用中的接地效果提供了参考。     

循环流化床中石油焦与煤混合燃烧温度场研究

石油焦是炼油工艺的副产品．具有低灰分、一定挥发份和高热值的特性。焦中含有相当多的硫、氮元素和钒、镍等碱金属元素．这些成分在石油焦燃烧时可造成锅炉内腐蚀和沾污。经过技术对比认为：利用循环流化床燃烧技术将石油焦与煤混合燃烧是高效、清洁回收利用石油焦的有效方法。本文在热输入率为0．5MW的循环流化床热态试验装置上进行了石油焦与煤掺混燃烧炉内温度场研究,分析了石油焦与煤不同燃料配比,不同锅炉运行参数,如一次风率、过量空气系数、Ca／S比和给料量等对炉内温度场分布的影响规律。     

基于暂态方向的小电流接地故障多级保护技术

为快速隔离小电流接地系统中发生的单相接地故障,提出一种小电流接地故障暂态方向多级保护技术,利用馈线终端FTU实时获取故障信息并采用暂态无功功率算法检测接地故障方向,通过多级保护隔离故障区段,由馈线终端单独完成,不依赖主站及通信。ATP仿真和现场试验表明,该技术能有选择性地就近隔离小电流接地故障,与电压—时间型等就地型技术相比,线路开关动作次数少、故障隔离快、可靠性高。     

循环流化床中一种高硫石油焦燃烧的结焦特性

在循环流化床实验台上对石油焦的结焦特性进行了实验研究。研究结果表明：石油焦属易结焦燃料;结焦的发生受床温、宝塔速度、烟气中物料浓度以及受热面壁温的影响,较高的空塔速度和物料浓度有助于避免结焦,在相同的操作条件下,结焦最低壁温与床温之和趋于一个常数。     

导流洞封堵体温控设计及应力特征研究

为分析大体积混凝土在导流洞封堵过程中安全性,依托某电站工程实例,从热力学理论出发进行瞬态分析,通过理论计算相关参数,运用ANSYS软件建立三维有限元模型,对未采取温控的临时堵头和采用温控永久堵头浇筑全过程的温度场及应力场进行仿真分析。结果表明,通水冷却温控措施使温降速率明显增大,混凝土温度极值降低。入仓温度降低有利于堵头浇筑最高温度和最大温升的降低,同时有利于结构主应力量值的减小,且对较长的永久堵头影响更明显。通过APDL语言二次开发的程序,得到全过程的应力极值及分布,可针对性采取工程措施降低应力水平。结果可为类似工程提供参考依据。     

电窑制备SiC结合Si3N4材料加热阶段的数值模拟

电窑中SiC-Si3N4耐火砖的烧制过程按时间可分为三个阶段,即加热阶段、化学反应烧结及冷却阶段。用数值仿真的方法模拟加热阶段,分析窑内温度场的均匀性。发现窑内热棒的位置及供热功率变化对温度分布影响较大;窑内的对流换热对改善温度场,减小砖坯的表面温差有一定作用;由于发热棒的不合理布置,使得窑内的温度场均匀性较差,升温速率较慢,电窑热效率偏低。     

链条炉区段烟气再循环对锅炉运行及NOx排放特性影响的工业试验研究

针对一台采用尽早配风方式的29MW链条炉进行分区段烟气再循环对锅炉运行及NOx排放特性影响的工业试验。在挥发分析出及燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气将有效强化该区段煤层燃烧,降低该区段煤层以上燃烧空间的氧浓度,控制及消减挥发分N向NOx的转化,同时降低了穿过该区段煤层一次风的氧浓度,抑制焦炭N向NOx转化,NO消减效果最高达到25%。在焦炭燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气,能够降低穿过床层气流的氧浓度,抑制焦炭氮向NO的转化过程,该区段烟气再循环低氮效果有限,最大降幅9%。再循环烟气可以替代部分一次风,以维持足够的风室风压,进而降低穿过煤层气流的O2浓度,从而强化链条炉区段燃烧特性的低氮特征,实现链条炉的NOx减排。随着工业锅炉NOx排放指标的不断提高,烟气再循环作为一项有效的前置低氮环节,能有效降低整个低氮系统的投资,进而取得较好的经济性。     

多孔介质中高温气体非稳态渗流传热数值计算

针对水平导管中填充颗粒物料层内的高温气体参流传热现象，考虑渗流与传热的相互作用并采用局部非平衡假设建立多孔介质中的瞬态渗流传热物理数学模型。研究不同情况下填充物料中的渗流速度和气固温度分布。计算结果表明，高温热气体对水平导管中移动颗粒料层的热渗透主要发生在渗流入口端区域，随着渗流时间延长，热渗透深度沿导管推进。增大入口渗流速度以及减小出料速度，将导致物料温度沿导管慢速下降，热渗透深度扩大，热渗透作用区域内的物料温度水平提高。在热渗透作用区域，孔隙率对流场和温度场有很大的影响。研究对于高温反应器的颗粒输运和给料器的设计与运行有一定的参考作用。