SF_6/N_2混合气体1100 kV GIL产品研制及应用

1 100 kV气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)中SF_6使用量较大,由于SF_6气体具有很大的温室效应,因此,采用SF6/N2混合气体作为绝缘介质以减少SF6气体的使用量具有重要的社会意义。通过研究SF_6/N_2混合气体的绝缘、温升等特性,提出了适用于1 100 kV GIL的SF_6/N_2混合气体压力及混合比,研制了1 100 kV GIL样机,并进行了绝缘、温升试验研究,试验结果与仿真一致:混合气体压力不变的条件下,气体的绝缘强度随SF_6比例的增加而增大,GIL导体、触指温升随SF_6比例的增加而降低,壳体温升与混合气体中SF_6比例的关系不大;在相同绝缘耐受场强条件下,SF6/N_2混合气体压力与纯SF_6气体压力成正相关关系,且混合气体中SF_6比例越低,气体压力增加的幅度越大。研制的SF6/N_2混合气体绝缘1 100 kV GIL样机通过型式试验及长期带电运行试验,验证了产品长期带电运行的可靠性。     

10kV环网柜的技术性能分析

介绍了10kV环网柜的现状,阐述了固体绝缘、SF6气体绝缘和环保气体绝缘环网柜的结构特点,给出了其结构图,比较了3种环网柜各自的优缺点,分析了技术性能和市场应用。环网柜具有无油化和小型化的特点,结构简单、运行可靠安全,维护量小、运行费用低,相对传统的开关柜优势明显。     

10kV环网柜SF6气体在线监测技术研究及系统开发

根据影响环网柜SF6气体绝缘性能的因素,选择气体密度和微水含量作为SF6气体的在线监测量。通过分析气体密度与压力的关系,以及气体相对湿度与露点温度的转换关系,确定监测量的检测方法。针对环网柜的特点和安装环境,设计了10 kV环网柜SF6气体在线监测系统的结构,提出采集单元、集中单元和后台主站的技术实现方案,并对系统的实际应用进行了规划。     

气体绝缘环网柜加装避雷器或电压互感器的实现方案

按照绝缘形式,环网柜可分为气体绝缘环网柜和空气绝缘环网柜.其中前者将一次回路主元件安装在密封的金属柜体气箱中,内充低压气体(目前主要是SF6气体或其混合气体)作为绝缘介质,以电缆终端作为进出线.由于它的绝缘性能较空气绝缘环网柜更好,体积更小型化,因此广泛应用于中压配电网中的10 kV户外开闭所、户外箱式变电站中.     

干燥空气、N2和SF63种气体绝缘环网柜温升性能的试验对比研究

文中对气体绝缘环网柜分别在不同充气压力下充入干燥空气、N_2以及SF_63种气体进行温升性能的试验对比研究。研究表明,采用干燥空气或N_2作为绝缘介质,其温升要明显高于SF_6,并且温升相差值在各气压下基本一致,分别高出5～12 K和5～10 K,差值较大的部位主要集中在固体绝缘包覆元件的固定联结处。同种气体绝缘环网柜在不同气压下,温升随充气压力的增大而降低,对于干燥空气或N_2绝缘环网柜,在微正压范围内,温升值随压力的升高仅有5%的降低,没有充SF_6降低的显著。研究结果对干燥空气或N_2绝缘环网柜的设计、试验以及运行提供了参考和依据。     

高压SF6电流互感器绝缘特性分析

高压SF6气体绝缘电流互感器(简称HV SF6TA)由于绝缘气体本身特性,其内部电场分布的均匀程度和电场强度分布必须严格控制,以保证其高绝缘特性。电场计算是绝缘分析的重要手段。HV SF6TA场域结构复杂,为进行绝缘分析与结构设计,以220 kV HV SF6TA实际产品结构为研究对象,采用有限元数值求解方法,建立了含SF6、绝缘瓷套、空气等多重介质的三维电场数学模型,采用区域分解和自适应剖分技术相结合,对三维电场进行了仿真求解,得到了复杂结构中三维场域电场分布,找到了HVSF6TA内部最大场强所在位置以及绝缘薄弱点。为提高HVSF6TA全场域电场的均匀度,避免电晕放电等击穿现象的发生,绝缘设计中对法兰盘附近加设屏蔽环以及在一次导体端部加设屏蔽环两种方案的电场进行了分析,并将HV SF6TA各结构部件沿面电场分布以及全场域电场分布进行了对比分析,为HV SF6TA绝缘结构设计提供了数值基础。     

12 kV带电检修出线柜的研究与设计

为减少停电时间,提高供电可靠性,文中提出了一种12 kV出线开关柜带电检修设计方案。首先对开关柜的一次主接线进行了优化,提出在副柜的中部安装双动刀闸以实现检修不停电的目标。为评估额定电压下开关柜运行可靠性,建立了开关柜三维温度场和电场模型并进行了温度场与电场的仿真计算。建立三维瞬态电场模型分析了双动刀闸转换过程和雷电冲击下过电压对开关柜绝缘的影响。研究结果表明:额定电压下,主柜、副柜场强最大值分别为7.82×104、9.47×10~4V/m,远小于空气击穿场强,绝缘状态良好;主柜、副柜温升最高值为50.7、42.8 K,符合设计标准。主柜、副柜在进行双动刀闸切换过程中产生的过电压峰值为16.6 kV,此时开关柜的电场强度最大值为4.35×10~5V/m,绝缘表现良好;雷电冲击条件下,主柜、副柜内场强最大值分别为1.415×10~7、5.093×10~6V/m,此时避雷器的安装不能省略。     

模拟550kV GIS非额定SF_6气压时的试验研究

550 kV气体绝缘金属封闭开关设备(550 kV Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear,550 kV GIS)在现场维护、检修时,会出现某一气室SF6气压(以下均指20℃时表压)降至额定压力一半的工况,通常该气室需要停电,才能进行维护、检修。为探究该工况不停电的可能性,笔者对550 kV GIS进行了降低SF6气压时的绝缘验证,以及所用的气隔盆式绝缘子(以下简称气隔盆子)在高SF6气体压差且持续一定时间时的机械强度验证。通过模拟试验,为550 kV GIS积累基础研究数据,并为550 kV GIS产品维护、检修及现场试验提供依据。     

TPS6型环网柜

TPS6型环网柜是北京合纵科技股份有限公司引进、消化国外先进技术,自主开发、生产的10kV共箱式全绝缘SF6户外环网柜。     

加装盖板与槽钢的连接线防止电流互感器强感应电击

1事故现象 某110kV枢纽变电站使用LVQB-110W2型SF6气体绝缘倒置式电流互感器。SF6气体额定压力为0．4MPa。经多年运行后,某月其中1台SF6气体压力已降至报警值0．35MPa。由于当时正值生产高峰期,未及时安排停电检修计划,决定进行带电补气。     

固体绝缘环网柜的发展

固体绝缘环网柜不排放任何有毒物质,无漏气爆炸和内部燃弧的隐患,具有绝缘性能高、体积小、容量大、整体强度高和免维护等特点。固体绝缘环网柜的技术和工艺要求都高于SF6气体绝缘环网柜,若技术不成熟、工艺手段不完善,则绝缘隐患、故障隐患和危害性高于SF6气体绝缘环网柜,需要确保技术、工艺水平及原材料质量。因此,加强固体绝缘环网柜关键技术的研究与分析显得尤为重要。     

TPR6系列环网柜

TPR6系列环网柜是北京合纵科技有限公司经意大利SEL公司授权的代理。该产品是意大利SEL公司在全球著名品牌环网柜基础上自行研发的共箱式、全绝缘中压SF6气体绝缘开关柜。产品通过内燃弧试验和零表压试验，最大限度地保障人身和设备安全，适用于中压环形配电网络中10～35kV的中性点非有效接地系统。     

SF_6气体在中高压开关设备中的安全使用

编者按: 由于SF6气体具有优越的绝缘性能、灭弧性能和散热性能,自20世纪60年代初期,SF6气体就被应用在电力输配电系统的高压设备中.目前SF6气体在高压领域主要应用于断路器、GIS组合电器和复合开关,以SF6气体为绝缘的设备在高压、超高压占绝对主导地位.在中压领域主要应用在以SF6气体绝缘的高压开关成套设备(C-GIS、充气环网柜)、断路器和负荷开关等中.除用于高压开关设备外,SF6气体也开始向中高压输变电设备中的互感器、电容器、避雷器、熔断器、气体绝缘输电管道和变压器等领域应用发展.目前从12～1 000 kV的所有电压等级的电力设备都在使用.中压领域虽仍以真空开关为主,但以SF6气体绝缘的设备增加很快.     

SF6气体绝缘环网柜与固体绝缘环网柜对比分析

介绍了环网供电及环网柜的特点和类型,以及使用SF6和减少温室气体排放的矛盾,分析比较了气体绝缘环网柜和固体绝缘环网柜的特点,指出固体绝缘环网柜是未来发展的趋势。     

固体绝缘环网柜技术性能分析

简要阐述了固体绝缘环网柜的发展背景和技术分析,并与SF6气体绝缘环网柜进行比较,总结其优点及不足。     

即刻启程固体绝缘环网柜兴起

有人说它将全面取代SF6气体绝缘环网柜,多家国内企业纷纷在近年推出此类产品,而有些国际企业却为其进行技术储备10余年,终于2012年底推出成熟产品,它就是固体绝缘环网柜。     

550kV GIS盆式绝缘子小型化设计(一)——几何形状优化

在保证气体绝缘开关设备(GIS)绝缘强度的基础上,为减少SF6气体使用量、缩小设备体积,基于有限元仿真及数值优化方法开展了针对工程实际中的550kV盆式绝缘子小型化设计研究.在中心导杆与密封罐体之间距离缩小10％的条件下,通过对盆体凸面、凹面轮廓以及两端厚度的形状优化,可使得沿面电场分布更加均匀,盆体中心导体侧及低压法...     

12 kV气体绝缘环网柜工频特性研究及优化

为了保持环保气体开关设备尺寸的紧凑化，通过建立12 kV干燥空气绝缘环网柜断路器模块三维电场仿真模型，利用有限元仿真软件得出其电场分布，发现绝缘固定板与螺栓头及相间支撑板接触点附近电场超标。通过在螺栓头部位置设计添加屏蔽罩的优化措施，电场强度最大值由优化前的5.4 kV/mm下降到2.3 kV/mm；通过在相间支撑板间添加绝缘隔板，可以降低隔板区域电场强度，证明所提出优化方法的理论可行性。对优化前后的断路器模块进行工频耐压试验，同样的距离，添加屏蔽罩的螺栓头对气箱壁耐压提升了10 kV，添加绝缘隔板的相间支撑板耐压提升了7 kV，验证了优化方案的工程应用可行性。     

特高压GIL非均匀热气流特性与三支柱绝缘子绝缘裕度分析

特高压（UHV）气体绝缘输电管道（GIL）导体通流发热，使绝缘气体SF6在温度梯度场下形成对流，导致三支柱绝缘子的沿面绝缘裕度与设计产生差异，威胁特高压GIL的安全运行。为探究气体对流效应对特高压GIL三支柱绝缘子沿面绝缘性能的影响，该文建立了水平敷设的1 100kV GIL三支柱绝缘子电场-温度场-流体耦合仿真模型，考虑电场和气体密度的影响，计算了三支柱绝缘子放电起始电压。结果表明：大负荷条件下（8 000A）GIL导体温度升高53℃，周围气体密度和介电强度下降15%，电场强度设计基准需同比例降低15%以保证足够的绝缘裕度；负荷导致放电起始电压降低11.6%，由于气体受热上浮，绝缘子上支柱周围的气体密度和介电强度均低于底部区域，更容易发生气体放电。因此，气体对流效应对特高压GIL绝缘性能的影响不能忽略，需要针对运行工况对结构及参数作进一步优化。     

基于ANSYS分析的典型500kV电流互感器电场分布计算

叙述了如何通过ANSYS分析计算典型500 kV电流互感器电场分布的方法,并得出典型500 kV电流互感器的电场分布。计算结果表明,接地屏蔽管与SF6气体间隙分界面、一次绕组与SF6气体间隙分界面、悬浮电位和高压电位屏蔽罩表面与SF6气体间隙分界面均是最大电场强度较大的区域,最大电场强度分别达到7.85kV/mm、6.57 kV/mm和5.81 kV/mm,相对来说更容易称为气体绝缘的薄弱部位。在这些区域如果出现金属突出物、金属碎屑等物质时容易导致严重的电场畸变,从而造成严重的安全隐患。在涉及500 kV典型电流互感器的故障模拟试验中,可以针对这些薄弱环节进行故障模拟试验。