800kV高压交流隔离开关研究开发

隔离开关是在有电压无负荷情况下分合线路用的开关设备。在2005年,中国率先在西北电网建设第1条750 kV线路,并且变电站的安装高度在海拔2 000 m左右。因此,研制适用于高海拔地区的800 kV高压交流隔离开关是高压电力领域的一个重要课题,具有重大工程应用作用。笔者在综述国外800 kV特高压交流隔离开关发展状况的基础上,通过对800 kV高压交流隔离开关的绝缘距离计算、均压环设计等一些技术参数进行探讨与研究,得出了一些初步的结论。根据西北的环境特点并进行线路统计耐受电压计算,确定高海拔地区的800 kV高压交流隔离开关的绝缘参数以及要研制800 kV高压交流隔离开关的结构参数,为研制800 kV高压交流隔离开关提供了技术保障。     

800 kV隔离开关屏蔽环设计

800kV隔离开关是我国西北电网建设750kV线路的重要开关设备之一。通过计算和试验研究找到了降低800kV特高压交流隔离开关的无线电干扰水平的途径,对屏蔽环的设计计算作了详细的阐述。     

一种363 kV气体绝缘金属封闭开关设备的研制与开发

介绍了一种363kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)产品的主要技术参数,详细介绍了断路器、隔离开关、电流互感器、母线、接地开关和套管等主要组成元件在设计结构上的独特特点;对该产品的隔离开关及电流互感器内导进行了3D电场仿真计算分析。363kV GIS在意大利CESI试验站进行了整套型式试验验证。363kV GIS采用模块化设计,布置灵活,可以满足多种接线方式。     

双隔离断口GIS功能模块仿真计算及试验验证

可实现GIS不停电扩建和耐压功能的双断口隔离开关(DDS)采用非标准结构的断口型式,为了验证这种特殊结构是否满足实际运行工况,文中通过Ansys有限元软件,建立双断口隔离开关机、电、热3D仿真模型,开展双断口隔离开关机械强度、绝缘强度、载流能力的仿真计算,并以双断口隔离开关真型样机开展绝缘试验、温升试验、动热稳定试验、机械寿命试验、高低温试验、母线转移电流试验、壳体水压试验。研究结果表明:壳体最大主应力为235.08 MPa,盖板最大等效应力为114.86 MPa,均小于许用应力;双断口隔离开关各部件场强均低于允许场强,并有一定裕度;滑动连接部分最大温升为56.5 K,壳体温升为17.3 K,内部导体和壳体温升均满足要求;试验结果验证了仿真计算的正确性。双断口隔离开关已应用于±800 kV东方换流站220 kV GIS的6个备用扩建间隔,设备运行良好。     

输变电上市公司的2007

对于平高电气而言,作为高压开关行业的皎皎者,先后成功研制出百万伏高压交流隔离开关、接地开关,800 kV气体绝缘金属封闭开关设备,550 kV罐式断路器等具有自主知识产权、达到世界领先水平的13种高端新产品,2006年居然险些被思源电气控股实在让人大跌眼镜.……     

输变电上市公司的2007

对于平高电气而言,作为高压开关行业的皎皎者,先后成功研制出百万伏高压交流隔离开关、接地开关,800 kV气体绝缘金属封闭开关设备,550 kV罐式断路器等具有自主知识产权、达到世界领先水平的13种高端新产品,2006年居然险些被思源电气控股实在让人大跌眼镜.……     

1100 kV GIS关键技术研究

为满足我国特高压交流试验示范工程对开关设备的技术要求,国内高压开关制造企业在引进消化国外1 100 kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)制造技术的同时,立足自主创新,通过联合研发设计、合作生产和国内制造的方式进行了特高压开关设备的研制和生产,全面掌握了特高压开关设备的核心技术、制造工艺和装配技术,圆满完成了向特高压交流试验示范工程的生产供货和安装调试任务,安全可靠地实现了投运。在设备的国产化研制过程中,根据1 100 kV GIS的研制基础、技术参数及性能结构,使用多种分析计算方法,主要对1 100 kV断路器的开断系统、绝缘系统、电阻热容量、大功率操动机构,高机械性能,隔离开关的抑制操作过电压结构,在线监测系统等的关键技术进行了分析研究。通过以上关键技术的研究,并对1 100 kV GIS整体绝缘水平、通流能力、电阻热容量、电阻断口、在线监视系统等方面进行了参数提高和再创新。通过该项目的实施,促进了我国大型高压气体绝缘设备的国产化进程,提高了我国特高压输变电设备的国产化制造能力。     

新型145 kV绝缘隔板机械强度研究

在气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中,绝缘隔板起着隔离相邻气室、支撑导体的重要作用。绝缘隔板的机械强度是保证GIS安全可靠运行的基础。详细介绍了新型145 kV绝缘隔板的设计特点;应用有限元分析计算软件对其力学性能进行了数值仿真,计算结果表明,特定形状的中心嵌件可以有效提高其力学性能。该新型145 kV绝缘隔板在质量监督检验中心顺利通过了整套型式试验,进一步验证了其力学性能的可靠性。     

特高压气体绝缘开关设备的隔离开关残余电荷电压仿真分析

为研究特高压气体绝缘开关设备的隔离开关残余电荷电压特性及其仿真方法,首先分析了残余电荷电压的几种影响因素;并在真型试验平台上开展了大量试验研究,对气体绝缘开关设备隔离开关分闸空载短母线所产生的触头间隙重复击穿过程进行了分析。基于试验结果,采用一元线性回归法得到触头间隙的击穿特性表达式,并在此基础上得到了残余电荷电压统计特性的仿真方法。结果表明,触头间隙正、负极性击穿电压之比约为1.3:1;正极性击穿电场强度在22~26 k V/mm之间。减小隔离开关开断速度,增大正、负极性击穿电压之差,降低SF6绝缘耐受强度都可以降低高幅值残余电荷电压的出现概率。     

550 kV GIS隔离开关绝缘拉杆故障原因分析与应对措施

绝缘拉杆是气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulation Switchgear,GIS)隔离开关承接机构和本体高压电极的重要传动部件,其性能好坏直接决定了隔离开关的可靠性。针对一起550 kV GIS隔离开关绝缘拉杆典型绝缘故障,结合设备解体情况和绝缘结构特点,建立了550 kV GIS隔离开关三维有限元电场仿真计算模型,分析在正常情况、绝缘层间缺陷和存在异物工况下绝缘拉杆的电位和电场分布,确定绝缘拉杆本身质量缺陷是导致其绝缘被击穿的根本原因,最后提出了增加绝缘拉杆强光检测项目,加强绝缘拉杆生产、抽检质量管控和供应商管理等应对措施。     

智能化高压开关机械试验测试用位移传感器的分析与研究

笔者在分析传统高压开关设备与智能化高压开关设备各自不同特征的基础上,结合国家电网智能高压开关试验指导意见及GB 1984—2003关于高压开关机械性能试验要求,分析了智能化高压开关机械特性测试用传感器选型、安装位置、安装方法等对特性测试结果的影响。分析结果表明,为准确测量高压开关机械性能参数,传感器应安装于断路器能够准确反应触头运动特性位置。为了便于智能高压断路器在进行机械性能的型式试验考核,应考虑数字式位移传感器的接口协议如何与测试系统相匹配。     

气体绝缘隔离开关开合母线转换电流试验的分析

隔离开关作为电力系统中的重要设备,其开合母线转换电流能力是该设备的重要选型参数。因此,隔离开关开合母线转换电流试验是必要的。文中结合相关标准,不仅对隔离开关开合母线转换电流的机理进行了论述,而且给出了在实验室进行该试验的试验原理;提出了GIS中气体绝缘隔离开关开合母线转换电流试验新的试验方法及试验回路。通过仿真分析及型式试验验证,该方法能够满足气体绝缘隔离开关开合母线转换电流试验的要求,试验参数符合标准GB 1985—2014及IEC 62271-102—2013的相关规定。     

动车组高压隔离开关电极结构优化

国内外针对动车组高压系统绝缘特性研究甚少,分析动车组隔离开关电场分布并选择结构合理的电极参数,对动车组安全、稳定运行具有重要的工程意义。因此基于仿真分析和实验研究相结合的方法开展动车组隔离开关高压侧电极结构优化策略研究。建立动车组隔离开关3维模型,分析高压端电极结构优化前后复合绝缘子电位、电场分布变化趋势。仿真分析电极结构参数(环半径R,管半径r)对电位、电场分布的影响。实验比较电极结构优化前后耐压性能变化趋势,在高速风洞试验室验证了优化后的电极机械连接可靠性。研究结果表明,现有动车组隔离开关高压端电极边缘存在明显的棱角,复合绝缘子伞裙四周电位分布不均匀。优化后的电极可有效降低电位梯度,优化后的轴向及沿面电场强度最大值小于0.45 kV/mm。结构优化后的隔离开关工频、雷电冲击耐压值及机械强度均满足要求。     

一种新型小型化252kV GIS设备的研制

分析了国内外252 kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的制造水平,详细介绍了新东北电气集团高压开关有限公司新研制的252 kV、4 000 A/50 kA,除断路器与电流互感器外其他结构均共箱的GIS的设计、结构特点及型式试验情况。该产品具有自主知识产权,目前已完成全套型式试验项目,小批量生产。     

户内35kV开关设备绝缘配合的试验研究

“户内35kV开关设备全工况绝缘验证及改进”为原水电部下达给华北电力试验研究所的科研课题。通过对国产主要型号的35kV高压开关柜进行绝缘验证试验发现,目前生产的35kV开关柜的绝缘水平不能满足185kV额定冲击耐受电压试验的要求,因而选择了开关柜内几种典型的电极布置方式,进行35kV电压等级的相间和相对地绝缘配合试验,复合绝缘试验。根据试验,参照IEC标准提出了35kV户内开关设备相间及相对地的最小空气间隙和复合绝缘距离。     

特高压气体绝缘开关设备瞬态外壳电压特性的试验研究

特高压(ultra high voltage,UHV)气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关操作产生的瞬态外壳电压(transient enclosure voltage,TEV)具有的高幅值、陡波形、宽频带等瞬态特性影响变得越来越突出,可能危害到接触GIS设备的运行人员安全及GIS设备监控系统的正常运行。依托国网武汉1 000 kV交流UHV试验基地的2个UHV GIS设备试验回路,文中开展了TEV特性的试验研究。试验工况包括隔离开关速度为快速和慢速、回路负载侧是否预充直流电压、分支母线改变长度、隔离开关调换接线方向等接线方式,共开展了2 940次隔离开关合、分闸操作试验以及多测量点的TEV同步测量。通过对大量TEV测量结果的统计分析,获得了1 000 kV UHV GIS设备TEV的波形特征,包括TEV全过程波形特征、脉冲个数、波形总持续时间、单脉冲波形特征、频率成分、单脉冲持续时间、幅值上升时间以及预充/不预充直流电压、不同分支母线长度、调换隔离开关接线方向对TEV幅值特性的影响。并进一步统计分析了击穿电压、VFTO与TEV之间的相关性。通过一系列的试验研究,获得了特高压GIS设备的TEV波形特性,为进一步研究TEV建模仿真、标准制定以及安全防护等提供了依据。     

取消特高压GIS变电站隔离开关阻尼电阻的研究

在保证安全的前提下,取消1000kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)隔离开关的阻尼电阻,可减少故障率,极大提高特高压工程的经济性。因此,首先依托前期在交流特高压基地试验平台上的研究成果和工程经验,建立了芜湖变电站的仿真模型,并初步计算了特快速暂态过电压(VFTO)水平;然后通过比较试验平台与实际变电站的不同,对建模方法进行了修正,同时结合VFTO的产生机理对计算条件进行了修正,得到修正后芜湖变电站在本期和远期接线下VFTO水平略微超过允许值2087kV;随后,开展了GIS设备耐受VFTO的讨论,从VFTO波形、VFTO下的击穿特性、隔离开关耐受VFTO能力和绝缘配合方法方面,认为仿真计算结果相对实际过电压水平过于保守,且取2087kV作为绝缘耐受水平偏严在前述基础上,提出可取消芜湖变电站隔离开关阻尼电阻的结论。最后,通过调试结果的验证,表明取消芜湖变电站阻尼电阻是可靠的。本研究所用方法具备一定工程推广价值。     

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...     

GIS隔离开关气室电场模拟与绝缘故障分析

隔离开关广泛应用于气体绝缘开关设备(GIS)中,文中采用三维有限元电场分析软件,建立了GIS隔离开关气室的三维电场仿真模型,计算了GIS隔离开关气室内各部件的电场分布,研究了金属异物对隔离开关气室内部SF6间隙电场分布的影响规律,发现金属异物的存在引起隔离开关动触头屏蔽罩附近场强发生明显畸变,可能会导致GIS隔离开关气室绝缘故障。文中研究通过电场模拟手段,分析了金属异物对GIS隔离开关气室内部电场分布的影响,为今后GIS类似故障的处理分析提供借鉴与参考。     

特高压直流隔离开关载流技术研究北大核心CSCD

1 120 kV特高压直流隔离开关的核心问题在于其通流能力,而载流系统的接触部位温升大小决定了隔离开关的通流水平。文中从接触电阻理论出发,研究了接触压力与接触点数对接触电阻的影响规律,设计了一种双层环形触指/触头载流结构,开发了环形触指的制造加工工装及加工工艺流程,并在环形触指/触头的基础上设计出了高载流技术的新型1 120 kV特高压直流隔离开关。为进一步研究隔离开关载流性能,文中对触指/触头接触部位进行了独立的电—热耦合分析,结果显示载流系统最大温升61.56 K,满足国标规定的温升值65 K。最后,通过隔离开关载流系统温升试验、动热稳定试验以及直流隔离开关整机的绝缘试验,进一步验证了设计的载流系统的可靠使用性能。