750kV交接试验规程中变压器长时感应电压带局部放电试验各电压规定解读

本文通过对110~1000k V变压器交流绝缘水平与长时感应电压(ACLD)带局放放电试验各电压的关联系数进行分析,比对2007版750k V交接规程和2013版的各电压规定,最终得出2013版750k V交接规程中ACLD各电压的规定是科学合理的。     

特高压电抗器局部放电试验方法探索

局放试验是检测电力设备绝缘状况最为有效的手段之一,目前在中国特高压1000 k V电压等级并联电抗器现场局部放电试验还处于论证摸索阶段。相比1000 k V变压器局放试验,1000 k V电抗器局放试验具有试验容量大、试验装置复杂、屏蔽难度大等特征。文中对1000 k V并联电抗器局放试验的主回路原理进行了分析,对主回路参数如试验电流、电容补偿量、损耗等试验参数进行计算,对局放检测回路的检测灵敏度和抗干扰性进行了分析,结合试验装备技术水平对主要试验设备补偿电容器、变频电压、励磁变压器、阻波电抗器等进行了参数设计和选型,为试验装备研制和现场开展试验提供了基础。     

关于高压母线绝缘材料的试验及热膨胀问题

1高压母线对绝缘材料的要求 当前,国产高压母线由于采用了绝缘材料,体积可大为缩小。 一般情况下,高压母线对绝缘材料的要求有如下几个方面： （1）绝缘层厚度均匀,相对偏差百分数小于±8%; （2）绝缘材料表面光滑,无划伤拉痕,无气孔和夹杂物; （3）电气性能应满足35 k V及以下各种电压等级的电气绝缘要求,包括耐压、局部放电、绝缘电阻值、介质损耗等;     

交流试验变压器二次回路绝缘击穿事故的分析及防范

正1故障现象某高压电气试验室500 k V交流试验变压器在试验中,当被试品出现绝缘故障、高压被试品表面发生放电或闪络时,经常造成二次控制回路元器件及线路绝缘受损,引发控制回路击穿事故。故障后通过检查更换部分绝缘器件后还可以继续使用。但某天,在进行220 k V耦合电容器试验中,当电压升到135 k V时,高压侧突然闪络放电,使控制台     

500 kV变压器绝缘材料综合检测与应用

通过油中溶解气体分析及时发现了500 k V变压器的放电问题,随后通过高压试验确认变压器内部存在局部放电,利用超声波进行了故障定位。通过变压器解体检查,发现变压器高压出线装置存在垫块散落的问题,对高压出线装置的绝缘材料进行了检测分析,确认高压出线装置的波纹盘局部区域因电场长期畸变承受高场强而导致绝缘老化严重,更换高压出线装置后局部放电试验合格。通过化学试验、电气试验、材料分析等手段准确找到了变压器的故障位置,为变压器修理提供了依据。     

牵引变电所干式变压器绝缘垫块放电频发原因研究

为研究牵引变电所27.5 kV配电干式变压器主要的两种绝缘垫块的电气性能,测试了不饱和聚酯团状模塑料(DMC)和环氧树脂复合材料(ERC)制成的绝缘垫块的直流泄漏伏安特性、工频耐压特性和工频梯级电压下的局部放电特性,并对绝缘垫块表面进行扫描电镜分析。结果表明:绝缘垫块的直流泄漏电流随电压的升高呈指数增长,直流电压高于18 kV后电极周围出现放电;DMC垫块和ERC垫块的工频闪络电压分别为100 kV和102 kV,工频局部放电起始电压分别为27.5 kV、25.0 k V,当工频电压为27.5 k V时,DMC和ERC垫块的局部放电视在放电量分别为25.0 pC、65.5 pC。牵引变电所配电干式变压器放电故障频发的主要原因是两种绝缘垫块的电气绝缘性能不佳,应增加配电干式变压器绝缘垫块耐压和局放等技术要求。     

GIS中不同长度金属尖端缺陷超声波局部放电发展特性研究

气体绝缘组合电器设备(gas insulated switchgear,GIS)因具有占地面积小、可靠性高等优点在电力系统获得了广泛应用。GIS设备在制造或安装过程中可能在高压导体产生金属尖端缺陷,进而在运行过程中产生局部放电,持续的局部放电会导致绝缘击穿,影响设备运行。针对GIS高压导体金属尖端缺陷局部放电特性,文中在实体GIS高压导体上设置了不同长度的金属尖端缺陷,利用超声波法对其从局放起始到绝缘击穿整个过程中的局放信号进行了测量,结果表明,随着电压的升高局放过程可分为局放起始阶段、局放相位转换阶段、局放发展阶段及临界击穿阶段,不同长度的缺陷其发展阶段类似,但其局放起始电压及放电强度不同。     

某500 kV变电站换流变阀侧电压互感器故障机理分析

某500 k V变电站融冰兼静止无功补偿装置(SVC)用换流变阀侧电压互感器(PT)发生故障,基于故障PT的解剖试验及系统运行情况的仿真数据,对PT的故障机理进行了分析,产生原因是由于大量的谐波及直流偏置分量,导致PT二次绕组绝缘损坏过热故障。提出通过加装滤波及直流偏置装置或改变PT的接线方式以及提高PT自身的绝缘水平、局部放电水平等措施来抑制故障的发生。     

直流下局部放电重复率的数学物理模型

本文基于绝缘内部气隙放电时的三电容等值和双电容简化等值两个电路分别研究了直流下局部放电重复率的数学物理模型,以及测量电阻存在时对直流局放重复率的影响。对交流下经典三电容局放模型加入电阻后的等值电路分析直流下简化局放过程得出:在局放存在条件下,直流下局放重复率与外部施加直流电压可近似为线性关系。对双电容简化等值电路的数学物理模型分析同样得出:出现局放时的直流下局放重复率与外部施加直流电压具有近似线性关系;测量电阻对直流下局放重复率的影响只是暂时的,会在局放起始放电条件不稳定的情况下对重复率有一定的影响,在到达平稳状态后,直流局放重复率仅由绝缘缺陷电气结构决定。基于宽带检测的直流平稳状态下三种基本油纸绝缘缺陷模型的试验结果则表明:在试验电压大于局放起始电压后,直流下局放重复率与一定范围内的试验电压值具有该近似线性关系。     

油纸绝缘系统针板缺陷下局部放电发展过程研究

对典型油纸绝缘针板缺陷进行了交流电压下的局部放电试验,并对其放电脉冲相位分布(phase-resolved partial disdarge,PRPD)谱图与典型脉冲波形进行了分析,并根据PRPD谱图中局部放电脉冲分布趋势将局部放电发展过程划分为3个阶段。试验结果表明,油纸绝缘交流电压下局部放电脉冲可分为两类,分别代表着油纸绝缘结构中发生的局部放电与气泡中发生的局部放电。随着电压的升高,绝缘纸表面开始出现负极性下的沿面放电,对绝缘纸造成较大损伤,导致绝缘纸性能劣化,最终导致介质击穿。研究油纸绝缘结构局部放电随着电压等级升高的发展过程有助于实现变压器在线监测。     

750kV变压器长时感应电压试验预加电压时间的探讨

随着750 kV电网覆盖范围的逐步扩大,对比1 000 kV特高压变压器长时感应电压试验标准,中国早期750 kV变压器长时感应电压试验要求较为宽松。调整长时感应电压试验预加电压时间是解决这一问题的有效措施。笔者基于威布尔分布法,根据已有特高压变压器基本绝缘结构试验数据,确定了超、特高压器基本绝缘结构局部放电概率在短时间范围内的扩大威布尔分布参数。结合中国750 kV工频过电压水平,利用油—屏障绝缘局部放电概率扩大威布尔计算公式,同时考虑预加电压、安全系数和局放控制概率水平,对750 kV长时感应电压试验预加电压时间进行了计算和分析,提出了相应预加电压时间的参考值。。     

±1100kV/5000A特高压直流输电换流阀非周期触发试验仿真研究与试验验证

换流阀是直流输电工程中的核心设备,除电气设计及结构设计均比较复杂外,电器元件的选择也是核心工作,随着大功率电力电子器件的飞速发展,其技术的先进性和运行的可靠性也得到了大幅度提升,6英寸晶闸管现已在特高压直流输电换流阀上得到了普遍使用。换流阀在挂网运行之前需要对其进行绝缘型式试验,绝缘型式试验是对换流阀的绝缘性能进行全面的考核,文中将对±1 100 kV直流输电换流阀绝缘型式试验中的非周期触发试验进行研究,非周期触发试验是对换流阀考核最为严格和全面的一项试验,旨在考核换流阀在操作冲击电压下通过冲击电流的能力,同时也考核了VCM对换流阀晶闸管器件开通和关断的控制及保护能力。笔者利用PSCAD仿真软件对±1 100 kV换流阀的非周期触发试验进行了仿真分析,分析结果可知,给单阀施加规定的操作冲击电压574.4 kV时,单阀通过冲击电流的能力约为6 045 A,并得到试验验证。     

直流局部放电干扰源研究

局部放电作为影响绝缘老化的主要原因之一,是评估电气设备绝缘性能,研究绝缘老化趋势的重要手段。为掌握直流下局部放电波形的特性,笔者结合直流换流阀试验,对悬浮电位、高压尖端放电、地尖端放电3种典型缺陷的直流局部放电典型干扰源进行模拟研究。在直流电压逐步升高的情况下,从放电脉冲的极性、放电脉冲的位置、放电脉冲的幅值、放电脉冲的根数4个方面对特征进行总结、归纳,为直流下缺陷类型的识别奠定了基础。     

±400 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计

±400 kV换流变压器阀侧套管的设计裕度均低于特高压等级换流变压器套管,且±400 kV换流变压器阀侧套管在换流阀厅用量较大,因此有必要针对±400 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计进行具体分析讨论.分析了±400 kV换流变压器阀侧套管双导电管结构的发热机理,从理论解析角度给出了双导电管结构的设计尺寸,进一步优化设计了套管的芯体绝缘结构,从内、外绝缘配合的角度给出了套管的外绝缘设计方案,并对其整体电场分布情况进行了校核计算:工作电压下其径向电场强度控制在3.11 kV/mm,工频耐压下其轴向电场强度控制在0.51 kV/mm,均满足±400 kV换流变压器阀侧套管设计电场强度控制要求.对研制完成的±400 kV换流变压器阀侧套管进行型式实验,结果表明所研制的套管通过了工频干耐受电压试验并局部放电测量、雷电冲击干耐受电压试验和温升试验等典型型式试验.     

750 kV变压器现场工频感应耐压和局部放电试验

介绍了我国750 kV输变电示范工程中变压器现场局放交接试验的标准、程序和过程,分析了局放起始电压和熄灭电压定义中的含混之处,比较了750 kV变压器的工频耐压值和局放试验电压值、分析了局放试验中经常出现的问题。提出如下建议：①提高750 kV变压器的工频绝缘水平;②放宽变压器局放现场交接试验标准至1 000 pC;③重新定义局部放电起始电压和熄灭电压;④加强现场实用技术的研究;⑤试验人员持证上岗;⑥试验仪器定期校验;⑦必要时采用在线监测。这些建议不限于750 kV变压器,也可为 1 000 kV变压器的现场局放交接试验参考。     

大容量高压静止无功补偿装置用晶闸管阀水冷管路优化设计

目前晶闸管控制或晶闸管投切型高压静止无功补偿装置(TCR/TSC型SVC)在电力系统得到广泛应用,其中由晶闸管组成的阀组因功耗大,多用水冷系统散热。在电压等级35 kV及以上、容量120 MVar以上的工程中,晶闸管阀组为满足高电压、大电流系统需要,将要提高晶闸管容量和串联数量,水冷散热系统也要相应增加管路器件来保证散热能力。对原有大容量晶闸管阀组水冷系统管路建立模型,通过理论计算,提出改进方法,并进行试验前后对比,达到提高装置性能并降低成本的优化目的。     

基于K-Means高频局放10 kV避雷器快速带电检测方法 研究

针对视觉观察、红外测温、超声波成像、泄漏工频电流和直流分量等方法无法快速发现10 kV配网架空线路上的氧化锌避雷器内部受潮及绝缘缺陷问题,文中提出了基于K-Means智能识别缺陷类型的方法及原理,使用人为制作10 kV氧化锌避雷器内部受潮、阀片裂纹等缺陷样品,通过无局放源的升压装置,加压至10 kV额定电压,通过高频电流传感器(HFCT)、高速采集卡拾取局部放电数据,建立氧化锌缺陷类型数据库;通过在现场不同测点测得不同10 kV氧化锌避雷器亚稳态下的13组数据,结果表明该方法对10 kV避雷器内部绝缘缺陷、内部受潮缺陷识别准确率达到98%以上,验证了基于K-Means高频局放10 kV氧化锌避雷器快速带电检测方法正确性,具有较高的经济效应和社会使用价值。     

冲击电压下500 kV油浸倒置式电流互感器局部放电特性研究

为了研究油浸式电流互感器在运行过程中的局部放电特性,搭建500 kV油浸倒置式电流互感器在冲击电压下的局部放电试验回路,对试品施加标准雷电冲击电压和操作冲击电压,使用安装在试品末屏接地引下线处的非接触式高频局部放电传感器采集局部放电信号,通过高采样率示波器显示放电波形。在冲击试验后进行工频局部放电测量、油中溶解气体成分分析、高电压介质损耗因数测试、频域介电谱测试,以检测试品的绝缘状况。研究结果表明:油浸式电流互感器在冲击电压下发生局部放电,绝缘损坏,放电熄灭电压低于正常运行电压,放电无法自熄灭,长期累积作用造成设备故障。     

基于EEMD与边际谱能量的电缆局部放电定位方法

振荡波局部放电试验在电缆绝缘缺陷检测中得到了越来越多的研究和应用,但背景噪声干扰和放电脉冲匹配的问题会影响局部放电定位的准确度。为实现振荡波电压下电缆绝缘缺陷的准确定位,提出一种基于集合经验模态分解与Hilbert边际谱能量的局部放电定位方法。首先采用移动窗口阈值法提取出局部放电脉冲信号,采用集合经验模态分解算法对信号进行分解,对得到的各分量进行Hilbert变换获得其边际谱能量值;然后选择不同本征模态函数分量在原始信号边际谱能量值的占比作为特征量,计算信号相似度进行入射脉冲信号和反射脉冲信号的匹配,最终采用时域反射法进行局部放电定位;最后对35 kV电缆进行振荡波耐压试验,对检测到的局部放电信号进行定位计算。结果表明,提出的方法可以在高斯白噪声较强的情况下实现电缆绝缘缺陷定位,定位平均误差可以达到1.15%。     

特高压直流换流阀单阀交流试验方法研究

±800 kV直流输电是目前世界上直流输电领域电压等级最高的输电方式.±800 kV特高压直流换流阀是特高压直流输电(UHVDC)中的关键设备,在投入电网使用之前必须要进行严格的型式试验.单阀交流耐压试验,是特高压直流换流阀绝缘型式试验中一个比较特殊的试验项目.笔者以国内自主试验的首例±800 kV换流阀绝缘型式试验为...