电压源型换流阀在绝缘型式试验下电场仿真计算

模块化多电平电压源型换流器作为柔性环网控制器和统一潮流控制器(UPFC)系统中的关键设备,其运行的可靠性直接影响到整个系统的安全稳定运行。文中以应用于柔性环网控制器及苏南500 k V UPFC工程的换流阀作为研究对象,采用PTC Creo 3D与Ansys混合建模技术,建立了换流阀塔的三维模型,详细计算了换流阀塔在绝缘型式试验下的电场分布。计算结果表明:换流阀塔对地空气间隙、层间空气间隙以及换流阀塔的外表面的空气介质等绝缘强度都能满足换流阀绝缘型式试验的要求,保证换流阀的安全可靠运行。     

长距离供水工程单向塔设置分析

单向塔作为长距离有压供水工程重要的水锤防护措施,其合理布置涉及到工程运行安全.本文以水锤分析为基础,在确保管道运行不出现负压的前提下,构建了单向塔布置的理论分析和数值优化总体框架,明确了多个串联单向塔的设置位置与高度的关系,提出了不同工况下长距离供水管线中设置单向塔应满足的通用准则,同时结合工程实例,通过数值仿真进行了...     

具有特殊地形条件的长距离供水工程水锤防护

在长距离供水工程中输水管道一般按地形走势布置。针对一些地形条件特殊的供水工程,本文提出了一种空气罐与出口溢流池联合设置的水锤防护方案,并建立了出口溢流池的数学模型。在空气罐体型一定时,给出了出口溢流池截面积的理论计算公式,有效地减小了在溢流池体型初期选取过程中的盲目性和工作量。结合某长距离输水工程,对比分析了空气罐和出口溢流池联合防护与单纯的空气罐防护对水锤的影响。结果表明空气罐与出口溢流池联合防护方案在前陡后缓的长距离供水工程中能够取得良好的水锤防护效果,且溢流池的溢流水位越高,其对负压的防护效果越好。     

柔性直流输电系统换流阀无线电干扰特性仿真分析

为了对柔性直流换流站运行时产生的无线电干扰(RI)水平进行预测,以某柔性直流输电工程为背景,采用仿真计算的方法,首先分析了模块化多电平换流器(MMC)物理拓扑结构和运行机理,结合Hertz偶极子模型搭建了柔直换流阀阀塔FEKO电磁辐射模型。采用直接频域计算方法,通过PSCAD电力系统仿真软件仿真获得了换流阀上、下桥臂电压和电流的时域波形,通过快速Fourier变换计算得到换流阀在稳态运行时各点的阻抗频率特性,得到了仿真计算的阻抗参数。最后将典型IGBT导通关断时的波形作为仿真激励参数,利用基于以矩量法为核心算法的FEKO软件,分析了柔性直流换流阀在运行期间无线电干扰特性。研究结果表明:随着频率升高,阀塔产生的RI在数值上逐渐减小,方向性逐渐增强,阀塔横向侧场强明显高于阀塔纵向侧场强,仿真计算得到最大干扰值约75.10 dB,数值上未超出规定的干扰限值。该研究对实际的柔性直换流阀电磁兼容设计和电磁干扰防护具有参考价值。     

±800 kV柔性直流换流阀阀塔均压优化设计

柔性直流输电工程已迈入特高压时代,现有柔性直流换流阀(VSC阀)的均压屏蔽设计已无法满足特高压应用场合。为解决±800 kV VSC阀塔顶部均压管母表面电场强度过大的问题,文中首先利用PTC Creo与ANSYS联合建模技术完成复杂阀塔结构的三维建模与静电场有限元仿真,通过增加与顶部均压管母等电位连接的顶部屏蔽板,有效降低阀塔顶部均压管母及子模块的表面电场强度。然后,提取顶部屏蔽板增加前后的阀塔对地寄生电容参数,分析顶部屏蔽板对操作冲击下模块电压分布的影响。最后,研究阀塔不同均压部件间距对最大电场强度分布的影响,完成±800 kV VSC阀塔均压优化设计,并在阀塔样机上进行冲击电压试验。文中所提优化措施提升了VSC阀在特高压应用场景的安全运行能力,为VSC阀在特高压柔性直流输电工程的应用及设计提供借鉴。     

大直径球-板结构改进间隙系数及其在特高压直流换流站空气间隙净距计算中的应用

换流站阀厅空气间隙净距的选择直接关系到特高压直流工程的安全稳定运行和工程造价。以往工程主要采用IEC提供的方法计算空气间隙净距,方法中关于间隙系数K的考虑相对简单。为此,基于阀厅内典型电极结构50%放电电压U50的试验数据,提出了新的典型间隙系数值,用于阀厅空气间隙净距的选取计算。相对于以往方法,新的间隙系数包含了间隙尺寸和电极结构的影响。在间隙距离为4～9m的情况下,对于相同球直径,随着间隙距离L的增大,K值逐渐减小;对于相同间隙距离,随着球直径D的减小,K值逐渐减小。临近一面墙使K减小1.06倍,因此需要更大的空气间隙净距。该改进方法对优化阀厅结构、减小阀厅尺寸作用明显。以±800kV工程为例的计算结果证明,部分阀厅典型空气间隙净距可缩小尺寸0.6～0.9m,优化比例达8%～34%。     

基于有限元法的换流阀水路系统电场分析

在高压直流输电工程中,换流站阀塔内冷水系统会出现漏水故障,严重影响特高压直流输电的稳定性。针对该类漏水故障问题,从阀塔内冷水回路场强因素考虑,采用有限元仿真和实验的方法,搭建了仿真所需的阀塔内冷水回路三维模型和水路局部模型,根据阀塔运行条件对内冷水系统作了电场仿真分析,同时设计了验证实验进行探究。仿真结果表明,内冷水系统回路的冷却水管表面场强部分大于空气击穿场强,等电位线会影响冷却水管周围电场。实验证实在一定条件下等电位线与冷却水管间会有明显放电现象,研究内容为阀塔漏水事故原因分析提供了参考依据。     

海上柔直换流阀塔运行期间的振动性能研究

海上换流阀在运行期间的安全性关系到海洋风电的有效输送.为研究支撑式海上换流阀塔运行期间的结构响应,依据某工程中的海上柔直换流阀建立有限元模型,通过模态分析和时程分析,研究了换流阀塔的自身振动特性和在环境荷载作用下的动力响应.结果表明,换流阀塔弱轴振动方向为连接前后两个单塔的方向,外荷载作用下将在此方向产生较大动力响应,...     

换流阀阀塔内部冷却系统漏水隐患研究及改进措施

文章对常规高压直流输电工程换流阀阀塔内部冷却管道系统的漏水隐患进行分析,研究其漏水的可能性,并提出相应的改进措施,为分析及处理阀塔设备漏水提供参考。     

典型特高压换流阀塔屏蔽装置电场仿真及对比分析

为研究实际阀厅布置中特高压换流阀塔屏蔽装置的电场分布规律,分析了某±800 k V直流输电工程不同阀厅中所用3种典型换流阀塔的结构特点,利用ANSYS仿真软件建立了各种阀塔的电场计算有限元等效模型,同时为考虑实际运行时阀厅内各设备间的相互影响,建立了3种换流阀塔各自所在阀厅的整体模型作为求解区域,计算了额定工况下阀厅内6组换流阀塔1个周期内的电位、电场分布,并对比了3种典型阀塔屏蔽装置的电场分布特点。研究结果表明3种换流阀塔的屏蔽装置在额定工况下表面电场强度最大值分别为1 599、1 007、1 515V/mm,均满足小于2 000 V/mm的控制场强要求;阀层弯边式分体屏蔽装置电场分布的均匀性优于阀层整体屏蔽型与单片式分体屏蔽型。     

跨流域调水与受水区多水源联合供水模拟研究

为充分发挥外调水与本地水资源联合调度的补偿作用,本研究建立了陕西省引汉济渭与黑河引水工程联合供水系统,绘制水资源系统网络结构图,搭建了水量仿真调度模型;对引汉济渭调入水量设定两种配水情景,对黑河引水工程水源设定多种供水次序,组成多种供水方案,进行模拟计算;并定义月供水可靠度,验证模拟供水过程的合理性,优选不同规划水平年的供水方案。研究结果表明:1引汉济渭配水根据城市用水户供水顺序采取依次按需分配的方式较为合理;2 2020年城市综合生活供水保证率达到95%以上,工业企业、生态环境供水保证率均超过了90%;2030年,这三个用水户供水保证率均超过90%;3引汉济渭工程实施后,黑河引水工程水源在满足河道基流和水库灌区需水前提下给城市供水,显著提高了各水库灌区农业灌溉保证率,2020年及2030年各水库灌区供水保证率均超过了75%。     

循环冷却水系统发生停泵水锤故障分析处理

压力供水管路系统中,由于设计有驼峰且出水蓄能止回阀关闭过程过快,将导致正常停泵关阀时断流弥合水锤的产生.针对粤泷公司出现水锤故障,阐述了解决水锤问题的方法,即采取增设自动空气阀及调整阀门关闭时间.经实践验证,改造效果良好,循环冷却水系统运行稳定.     

尼尔基水利枢纽综合效益分析与国民经济评价

尼尔基水利枢纽是嫩江上唯一的一座大型综合性控制工程，具有防洪，工农业供水，发电，航运，环境和湿地保护等综合利用功能，与单纯水力发电工程不同，尼尔基水利枢纽受益部门多达八个。本文对尼尔基水利枢纽各部门效益逐－进行了分析与计算，并对枢纽工程整体作了国民经济评价，得出尼尔基水利枢纽社会和经济效益显著的结论。     

500 kV静安(世博)地下变电站水工设计特点

500 kV 静安( 世博) 变电站工程各项用水的水源均来自城市自来水管网, 全站用水将由城市供水管网的2 个不同的管段引入2 路供水管。变电站地下的500、220 kV 变压器、66、220 kV 电抗器采用强油水冷的冷却方式, 设备的能量损耗发出的热量通过冷却塔排入大气中。冷却水系统包括变压器或电抗器的油冷却器、冷却塔、循环水泵、喷淋水泵、膨胀水箱、补给水池、补给水泵以及补给水软化处理设备管道等。     

直流输电工程阀水冷系统缺陷分析

在直流输电工程中,辅助系统包括阀水冷系统、消防系统、空调系统和工业生活水系统。阀水冷系统是用于对直流输电核心元件可控硅阀进行冷却的系统,该系统的运行情况直接影响直流输电系统的运行,在所有辅助系统中只有阀水冷系统能够引起单双极阀闭锁,由此可见阀水冷系统的重要性。笔者介绍了阀水冷系统的基本原理,分析了系统运行中存在的问题,如:CCP不能体现系统冗余性、软化单元再生的优先级低于系统补水的优先级、没有监视软化单元再生效果的功能、冷却塔喷淋管设计不合理、外冷水控制系统无喷淋泵出水监视信号、平衡水池水质较差等。相应的解决办法为:完善CCP控制软件、调整软化单元再生的优先级高于系统补水的优先级、在再生回路中增加电导率表和流量表、将喷淋管的末端引至冷却塔外部,并加装冲洗阀门、加装喷淋泵出水流量监视装置、更改排泄阀的控制程序。这对于今后新建直流输电工程有借鉴意义,并能提高现有直流输电工程中阀水冷系统的稳定性和可靠性。     

阀冷却系统分析及改进措施

华新换流站可控硅阀冷却系统分为内冷水及外冷水冷却系统, 通过分析其外冷水处理系统、喷淋塔、主循环泵的启动控制以及内冷水的2 个重要保护( 24 h 泄露保护和微分泄露保护) 的工作原理, 对主循环泵采取改进措施, 包括采用变频器控制启动及UPS 作为主循环泵电源等内容, 提高了阀冷却系统的可靠性,确保了直流系统的安全运行。     

某空压站冷却水系统控制策略

结合工程实例,介绍了空压站冷却水系统的组成及特点,并从冷却水控制、冷却塔控制、空压机组控制、新风机组控制等方面讨论了其控制策略,实现安全运行、精确控制、节能高效的目的。     

Mathcad在双曲线冷却塔筒壁分节计算中的应用

阐述了Mathcad软件的特点和双曲线冷却塔筒理论曲线方程,提出了利用该软件本身的求解功能对双曲线冷却塔筒壁进行分节计算的方法,经与工程实例对比,计算所得各节冷却塔模板标高、半径、混凝土模板工程量等结果与工程实例吻合,说明采用该软件对冷却塔筒壁分节计算是可行的,可用于指导工程设计及施工.