特高压换流变压器阀侧出线绝缘结构电场分析

阀侧出线绝缘结构是决定换流变压器安全性的关键部位,包括套管油端、均压电极和多层纸板围屏系统,以及至阀绕组引线的绝缘。该出线结构承受着严酷的交直流电场应力,历来换流变压器在试验中和运行中的绝缘故障很多都发生在这里。为此基于以往设计和试验、特别是对试验中故障的调查分析,聚焦于均压电极区域,综合、归纳了阀侧出线装置的3种典型绝缘结构,即单环电极“半罩”结构、单环电极“全罩”结构、双环电极无绝缘罩结构,提出了一种新的绝缘结构,即“Ω”型绝缘罩结构。用有限元方法建立模型进行交流和直流电场计算和安全性评价。指出了各种结构的风险点,并从理论上指出了改善电场分布和提高安全性能的方向。计算结果和故障案例一致表明,半绝缘罩的端部油中有很高的沿端面直流电场,可引发局放进而引起沿大绝缘筒闪络;全绝缘罩端部油中直流场强很高,沿引下线头部绝缘表面的电位梯度也很高,可引起引下线头部油中沿面闪络或纸绝缘击穿;双环电极无绝缘罩绝缘电极两侧至大绝缘筒的斜向第一油隙很大,易发生交流放电;“Ω”型绝缘罩可能是兼顾交流和直流绝缘的优化解决方案。     

换流变压器阀侧套管出线装置绝缘分析

换流变压器绝缘最关键的部位是由套管及纸板围屏系统组成的阀侧出线装置。为此,在分析直流电场特点的基础上,回顾了换流变压器出线装置绝缘技术的发展历程,指出以前广泛采用的油端带瓷套的套管出线装置在结构上存在缺点,因而在工厂试验和运行中频发故障。现今的绝缘结构可大致分为两类:一类是环氧树脂浸纸(干式)套管配合绝缘覆盖均压电极和多层异型围屏系统;另一类是无瓷套油浸纸套管配合无绝缘覆盖均压电极和多层直筒围屏。为进一步发展高压、特高压换流变压器出线装置绝缘技术,未来发展的方向是优化绝缘结构和降低绝缘不确定性。建议融合两种结构优点,开发新的出线装置绝缘结构。为减小绝缘不确定性,还应对出线装置各绝缘件材料的特性参数及其工艺控制方法,以及对电场计算和试验要求等问题进行深入研究。     

特高压换流变压器网侧出线装置研究与试制

本文中作者介绍了一种1000kV特高压换流变压器网侧出线装置,对其电场进行了仿真分析计算,并通过试验验证了该结构的可行性。     

特高压换流变压器阀侧出线装置直流电场计算与分析

换流变压器的阀侧出线装置是换流变压器内部最复杂,同时也是最重要的绝缘结构之一。在运行时,它不仅要耐受交流电压,而且也要耐受直流电压。在直流稳态下,阀侧出线装置的电场分布取决于材料的电阻率。变压器油和绝缘纸板的电阻率与电场强度有关,表现为非线性;绝缘纸板在层压及垂直层压方向的电阻率有很大的不同,表现为各向异性。笔者对换流变压器的阀侧出线装置的非线性、各向异性直流电场进行计算,并将计算结果与线性、各向同性模型及线性、各向异性模型的结果进行对比。对比结果表明:在对换流变压器阀侧出线装置的直流电场进行分析、校核时需要同时考虑油纸绝缘的非线性及各向异性。     

云广±800kV直流工程换流变压器阀侧套管出线装置的安装经验

云广±800kV直流工程穗东换流站的Y形高端换流变压器采用独特的阀侧线圈间接出线技术,阀侧套管出线装置的安装是该换流变压器安装难点。介绍了实际安装的关键工艺,包括对安装环境的要求,水平托架的使用,以及出线装置与本体油箱间对接的方法。该安装工艺基于厂家的安装方案并依实际情况有所创新,可供借鉴。     

换流变压器阀侧绕组故障分析

该文以柔性直流系统的三相两电平电压源换流器伪双极结构为例,分析了换流变压器阀侧绕组故障的特征。根据换流阀具备的8种导通情况,将其工作状态分为环路状态、电网充电状态和充电环路复合状态。在此基础上,依据不同故障发生时刻换流变阀侧的不同工作状态,对阀侧绕组发生不同类型短路的故障特征进行了归类分析,并据故障电流通路所对应的等效电路列写回路电流方程,从而寻找电气量特征。利用PSCAD/EMTDC仿真验证了故障特性,为分析换流变保护动作性能和新原理研究提供了依据。     

高压直流换流变压器引出线的绝缘结构

介绍了高压直流换流变压器引出线的绝缘结构，并简要介绍了有关的绝缘设计方法和知识。     

换流变压器网侧出线装置结构优化及电场计算

网侧出线装置绝缘结构是换流变压器整体绝缘结构中的重要组成部分,该结构的可靠与否直接决定换流变压器的运行安全性。与网侧接入较低电压水平的换流变压器相比,高电压等级的网侧出线装置结构更加复杂。在网侧接入500 kV换流变压器网侧出线装置的基础上,优化设计网侧接入750 kV换流变压器网侧出线装置,并采用电场仿真软件对其电场进行分析,计算其各部分电场分布和安全裕度,分析其安全性。     

换流变压器阀侧绕组端部电场的特性分析

由于直流分量的作用,换流变压器阀侧绕组端部电场特性与电力变压器有很大差别。本文首先分析了该电场的励磁电压类别;然后介绍了油纸复合绝缘的材料特性;最后通过算例总结了各种励磁电压作用下,油纸复合绝缘中的电场分布特点。     

换流变压器出线装置两种设计方案的比较

文中设计两套换流变压器直流出线装置,这两套出线装置的绝缘结构所用绝缘纸筒厚度相同,油隙大小不同。为验证两种结构的绝缘强度,文中利用Elec Net电场计算软件,对这两种设计方案进行电场强度及耐受电压计算。通过计算结果分析,小油隙结构的电场强度低于大油隙结构,因此出线装置绝缘结构采用小油隙结构较好。     

高岭背靠背换流变压器安装

在高岭背靠背换流站的换流变压器安装过程中,通过设计科学、合理的换流变压器安装工艺保障系统。提高了换流变压器安装工艺的准确性、科学性,提高了工作效率,解决了换流变压器施工中耗时多、浪费大(电能、人工、材料等)等问题,并对安装中遇到的气密性问题、套管介质损耗偏大、套管与本体接口处漏油等提出了解决措施。     

换流变压器阀侧绕组非线性各向异性直流电场分析

由于绝缘材料的电阻率具有非线性和各向异性,故在计算换流变压器阀侧绕组直流电场时需要考虑到绝缘材料的非线性和正交各向异性。笔者采用ANSYS二次开发技术,计算了在考虑绝缘材料电阻率随场强和温度变化情况下的非线性直流电场及非线性各向异性直流电场。计算结果表明,在考虑绝缘材料电阻率非线性和各向异性的情况下,电场分布与不考虑这些条件下的分布有很大的不同。因此,换流变压器阀侧绕组的直流电场应该按非线性各向异性场计算。     

换流变压器阀侧绝缘电场特性研究

采用Matlab软件仿真分析换流变压器阀侧绕组端部电场的励磁电压类别后建立了电容系数和电导率复合介质电场的数学模型,并对其复合绝缘结构建模,用有限元分析法分析计算各种励磁电压作用下的电场分布,得出了换流变压器阀侧绕组端部电场的复杂特性,为换流变压器阀侧绕组端部的安全绝缘设计提供了科学依据。     

高压直流换流变压器阀侧非线性电场的求解

为研究换流变压器阀侧绕组端部的高度非线性直流电场,经理论分析建立了非线性电场的有限元计算模型。针对绝缘材料的非线性特征应用所建模型通过迭代求解,获得了工程关心部位的电场强度分布。计算一种典型的换流变压器绕组端部绝缘中直流电场分布的结果表明,绝缘纸板、变压器油中的最高场强值均变小,尤其是绝缘纸板中最大单元场强明显降低,这个变化趋势对绝缘结构设计非常有益。     

低压端采用阻抗变换器的电力电子变压器的仿真分析

鉴于电力电子相关技术和智能电网技术的发展,配电用电力电子变压器技术得到了广泛的研究.提出了两类单相交流电源输入、三相交流低压输出、低压端增加阻抗变换器的电力电子变压器拓扑:第一类可以实现单向能量传输,由交流推挽变换器、阻抗变换器(PFC)和电压源逆变器构成;第二类可以实现双向能量传输,由交流推挽变换器、矩阵变换器、阻抗变换器(VSR)和电压源逆变器构成.在理论分析的基础上,利用MATLAB/Simulink进行了仿真分析,所得结果验证了所提方案的正确性.     

800 kV 换流变附件安装要领及工艺控制

800 kV 换流变是目前世界电压等级最高的换流变,其附件吊装存在很多技术难题。结合工程施工经验,以奉贤换流站换流变的现场安装为例,介绍800 kV 换流变附件安装施工流程、施工方法,详细分析换流变安装的工艺控制要点及具体安装要领。同时,总结变电站安装过程中的改进措施和容易忽视的安装注意事项。     

光电电流互感器高压端供能电源的设计

光电电流互感器(简称OECT)在电力系统中具有广泛的应用前景,但为其高压端供能的电源是研究的难点,一直制约着有源电流互感器(CT)的应用。在此,设计了一种改进的供电方案——交直流结合供电方案.即小CT母线电流取能和储能电池相结合供电。介绍了该方案的供能原理,并进行了具体的设计和实验。实验证明,该电源方案能在母线电流很小或断电的情况下为高压端提供不小于540 mW的功率,而且能在大电流情况下,提供稳定电压,保护后续变换电路,有效解决了母线取能供电存在的技术难点。     

换流变压器的网侧绕组更换

对一起换流变压器故障进行了分析,并提出了处理方法.     

电子式电流互感器高压端供能电源的设计

电子式电流互感器(Electronic Current Transform,简称ECT)在电力系统中具有广泛的应用前景,但为其高压端供能的电源是研究的难点,一直制约着有源电流互感器(CT)的应用.在此,设计了一种改进的供电方案--交直流结合供电方案,即小CT母线电流取能和储能电池相结合供电.介绍了该方案的供能原理,并进行了具体的设计和实验.实验证明,该电源方案能在母线电流很小或断电的情况下为CT高压端电源提供不小于250mW的功率,而且能在大电流情况下.提供稳定电压,保护后续变换电路,有效解决了母线取能供电存在的技术难点.