±500kV换流站直流分压器扰动分析及改造

随着电力系统自动化技术的飞速发展,新型直流分压器日益显现出广阔的应用前景.直流分压器作为测量电压的新型设备,具有绝缘性能优良、不含铁心、无铁磁谐振、动态范围大、测量精度高等优点,在直流输电系统中得到了广泛的应用.重点对宝鸡换流站直流分压器在应用中出现的异常情况、改造措施、维护过程及注意事项进行了总结.     

±500 kV换流站直流分压器扰动分析及改造

随着电力系统自动化技术的飞速发展,新型直流分压器日益显现出广阔的应用前景。直流分压器作为测量电压的新型设备,具有绝缘性能优良、不含铁心、无铁磁谐振、动态范围大、测量精度高等优点,在直流输电系统中得到了广泛的应用。重点对宝鸡换流站直流分压器在应用中出现的异常情况、改造措施、维护过程及注意事项进行了总结。     

冲击电压下±500kV直流线路分压器电位分布数值模拟

基于"场-路"等效的思想,将冲击电压下±500kV直流线路分压器等效成电路模型,应用有限元-解析结合解法求取等效电路中的杂散电容及电感,然后用Milne法分析等效电路,从而获得了冲击电压下沿分压器高度方向上的瞬态电压分布.在数值模拟与实测结果相吻合的基础上,进一步分析并讨论了采用并联集总电容改善电压分布不均匀性时并联集总电容的选取,最后给出了一种较为理想的补偿方案.     

±800kV云广直流输电工程直流分压器支柱绝缘子雨闪事故分析

针对高压直流设备发生雨闪事故严重影响直流系统安全稳定运行的问题,以穗东换流站一起直流分压器支柱绝缘子雨闪事故为例,对其相关保护逻辑、动作出口及直流分压器支柱绝缘子伞裙参数进行了分析,并对如何在暴雨天气下降低高压直流设备支柱绝缘子发生雨闪概率的问题提出了相关建议。     

±800 kV直流分压器校准分析计算模型研究与应用

直流分压器是特高压直流输电系统中不可缺少的主设备,其采集数据的准确性对电网的安全稳定运行至关重要。基于直流分压器的工作原理,分析致使直流分压器分压比变化的主要因素,通过数学公式直观的诠释分压比的不确定性,然后在研究分压比不确定性的基础上构建直流分压器校准分析计算模型,并试验证明了该模型对站用±800 kV直流分压器的校准水平高达10~(-5)~10~(-6)量级,大幅度提升了直流分压器量值测量的准确度。     

±500kV龙泉换流站极Ⅰ极母线直流分压器故障导致直流系统闭锁原因分析

2009年2月26日龙泉站极I极母线直流分压器外绝缘闪络导致极I直流系统闭锁,而相同的情况曾在2004年江陵站发生。详细分析了该分压器外绝缘的配置情况及闪络原因,并对站内其它设备及2004～2009年三峡送出工程外绝缘的运行情况进行统计分析,得出应在后续工程中适当提高直流场设备外绝缘的设计值。     

±800 kV换流站直流线路分压器二次分压板电阻失效原因分析

±800 kV普侨直流在运行中出现3次由于直流线路分压器测量异常导致的直流非计划停运。经分析,3次直流分压器测量异常均为直流线路分压器二次分压板支路电阻失效导致。通过对3次故障中的直流线路分压器二次分压板进行解体试验,发现直流线路分压器二次分压板存在设计缺陷。该分压器二次分压板电阻在直流电场及潮湿环境的共同作用下会产生电化学腐蚀现象,造成单一支路电阻变大,从而影响整个直流分压器的测量精度,导致普侨直流的非计划停运事件。     

±1100kV直流分压器外绝缘结构的设计

在±1 100 k V特高压直流输电设备外绝缘设计尚属空白的情况下,笔者通过对±1 100 k V直流分压器空心绝缘子爬电距离、干弧距离的计算,对伞裙结构及其参数的设计以及均压环配置的研究,探讨了±1 100 k V特高压直流输变电设备外绝缘设计方法与步骤,为特高压直流输电设备外绝缘设计提供理论参考。以交流外绝缘设计为基础,通过分析交、直流复合绝缘子爬电距离的关系,完成±1 100 k V直流分压器绝缘子爬电距离的计算。分析了影响直流换流站输电设备绝缘水平的因素,确定了直流绝缘子干弧距离是由正极性操作冲击电压决定原则,并对±1 100 k V直流正极性操作冲击电压特性进行了分析与计算,进而完成干弧距离的估算。在上述工作的基础上,依据IEC 60815标准对伞裙结构及其特征参数进行了设计与校验。最后,建立直流外绝缘电场计算模型,完成均压环的配置,并采用遗传算法对均压环的结构参数进行优化设计。     

±800kV特高压直流分压器内部故障的SF6分解物测试特性

SF_6分解物测试是判断SF_6绝缘设备内部放电故障有效的方法。笔者在对一起直流分压器故障的分析过程中发现,SF_6气体分析未能正确反映第一次跳闸时内部已经出现的放电故障。后对直流分压器进行解体发现,由于其内部电容器气室为单独密封设计,造成电容器内部放电故障产生的SF_6分解物未能在直流分压器取气口测出,以致不能正确判断设备健康状况。文中建议进行SF_6分解物测试必须清楚了解设备内部气路构成,并对在运的直流分压器故障诊断提出方案,对制造厂在直流分压器内部设计提出改进建议。     

±800kV特高压直流输电线路带电作业电位转移分析

<正>电力生产是国民经济发展的关键,随着电网建设规模增大,可用架空输电线路走廊日趋紧张。为满足我国日益增长的电力需要、提高西电东送能力,采用特高压直流输电技术已成为主干网架发展的必然趋势。目前意大利、美国等国直流输电线路较普遍,我国也相继建成"向上线"和"锦苏线"等±800k V特高压直流输电工程,合计总长6139.2km。国家电网公司输电系统规划设计中指出,±800千伏直流特高压输电线路是坚强特高压电网的重     

±800kV特高压直流空载加压试验保护异常动作分析

通过分析±800kV云广特高压直流输电工程OLT试验时的跳闸故障,认为当电压下降率过快时,UdM电压谐波含量较大可能导致保护异常动作,并通过现场复电验证了推测的正确性.最后,建议OLT试验时对电压下降率给予明确规定,同时,可考虑适当调整保护策略,例如延长闭锁时长等;若需要UdM作为保护判据量,则应考虑适当增加此处的滤波器配置.     

±500 kV直流复合绝缘子的电位分布特性

为研究±500 kV直流复合绝缘子的电位分布特性,采用动电容测量法,运用直流线路绝缘子串电位分布测量表,选用FXBZ-±500/300型棒形悬式复合绝缘子作为试品,对比了±500 kV高压直流输电线路工程双悬垂串、双V形串复合绝缘子与单串绝缘子的电位分布特性,发现±500 kV直流双联复合绝缘子串因具有邻近效应而使得其高压端部的分布电压较单串而言要高。根据不同罩入深度、不同组装方式下的均压装置对双联复合绝缘子电位分布特性的影响,给出了双联直流复合绝缘子均压装置合理的结构尺寸和安装形式,可指导电力系统正确选用复合绝缘子均压装置。     

±500 kV换流站直流分压器外绝缘闪络事故分析及处理措施

对±500 kV江陵和龙泉换流站直流分压器的外绝缘闪络事故进行了分析,指出该分压器发生闪络事故的原因:一是复合套管的憎水性完全丧失;二是复合套管的均压环结构不合理;三是复合套管的伞裙形状参数特性较差。发生闪络事故的主要原因是复合套管的憎水性完全丧失,其次是均压环结构不合理。在此基础上,针对分压器的结构和事故性质,提出从根本上解决问题的思路:应按所要求的电气、机械和憎水性能来选用复合套管外绝缘材料;按上下均压环中心距离和均压环直径能保证复合套管的爬电距离和干弧距离的有效性与设计值接近这一主要原则来重新设计均压环;建议复合套管的伞伸出大于或等于70 mm,伞间距至少为70 mm来重新设计伞形。同时,建议可以采取在复合套管的外绝缘表面上涂覆防污闪涂料PRTV(permanent room temperature vulcanizedanti-contamination flashover composite coating)来提高外绝缘强度处理措施。     

复奉特高压直流分压器二次电压异常原因分析

根据向—上工程复、奉两站特高压直流分压器二次侧电压异常跳变多发生在阴雨、雾霾天气的特征,文中从直流分压器的工作原理、内部电阻发热、外部电场畸变等方面对故障原因进行了分析。分析结果表明由直流分压器内、外电压差过大产生的径向放电而引起的分压器高压臂阻容元件短路是导致分压器二次侧电压跳变的原因。表面上污秽和潮湿环境下,直流分压器绝缘子外表面电场强度发生了强烈的畸变是产生径向放电的直接原因;实际上现有直流分压器在结构设计上存在缺陷使得直流分压器内部发热严重,在温度场垂直方向上呈现上高下低的梯度分布才是分压器出现故障的根本原因。电场作用下,正是由于这种温度梯度的分布与绝缘子表面积污相互耦合才使得分压器在内、外电压在径向方向上电压存在极大的差异,进而引发径向放电。为避免类似故障的产生,应高度重视现有直流分压器这种结构设计上的缺陷。在今后直流分压器的设计中,需对直流分压器结构进行优化或加强散热措施,最大限度地减小直流分压器内部垂直方向上的温度梯度。     

±1200kV标准直流分压器设计及测量不确定度评定

为满足特高压直流输电工程用直流分压器的校准需求,研制了一台±1 200 kV标准直流分压器。在设计制造过程中,通过电场仿真优化了分压器的结构和屏蔽环的设计,分压电阻采用特殊的屏蔽结构减小了泄漏电流和电容电流的影响,然后对标准分压器进行了量值溯源并进行了国内比对,依据不确定度的评定方法分析了测量不确度分量,给出了总测量不确定度。     

酒泉-湖南±800 kV直流线路送端交流系统直流偏磁防护

酒泉-湖南±800 kV直流送端侧在模拟单极-大地运行时,周边系统变压器出现了直流偏磁现象。为解决酒泉-湖南直流引起的送端系统直流偏磁防护问题,提出了采用阻容结合抑直、分步治理的思想实现送端电网防护。在此基础上,为保证抑直装置接入对系统运行影响最小,从直流防护效果、绝缘电压等级和保护影响3个方面进行分析并选取阻容参数;最后,建立交流系统等效直流模型。经计算分析,变压器的偏磁电流被控制在阈值范围内,达到了预期的防护效果。     

一起直流分压器故障导致直流系统闭锁事故分析

介绍了德宝直流输电系统一起由于高压直流分压器的体系结构设计不足引起的直流系统闭锁事故,通过对事故的原因进行剖析,找出直流分压器的体系结构设计的不足,并提出了相应的解决措施,为高压直流输电系统的运行提供了借鉴经验.     

±800 kV直流架空输电线路绝缘选择

与交流输电线路一样,高压直流线路的绝缘子设计必须考虑正常运行电压和暂态过电压条件。国内外运行经验表明,影响直流线路绝缘闪络的关键因素是正常运行电压下的绝缘表面湿污条件。因此根据国内外±500kV直流架空输电线路的绝缘运行经验和调爬情况及最新的±800kV绝缘子污耐压试验成果,采用爬电比距法和污耐压法相结合,得出了±800kV线路的基本绝缘配置,探讨了海拔高度和绝缘子覆冰对绝缘选择的影响,并对绝缘子串"老化"作了量的预测。该文的结论可供设计参考。     

1100kV直流电阻标准分压器电场仿真分析和方案设计

目前,我国直流电压比例标准的最高电压等级为800 kV,若直接套用该标准进行1100 kV直流电压互感器现场校准实验,其周围电场的分布仍不均匀,将导致准确度降低,故文中针对这些问题研究设计了1100 kV直流电阻标准分压器。本文基于Ansys仿真软件搭建了1100 kV直流电阻标准分压器的有限元模型,计算并分析了分压器周围和沿测量电阻层方向上的电场分布,得出了均压环的尺寸和位置对分压器周围最大场强的影响特性,通过合理设置均压环的圆心到地面的距离、内环半径、圆心到对称轴的距离,可大幅改善分压器周围最大场强。本算例中,分压器周围最大场强的大小从6869.37 V/mm降低到1566 V/mm,提高了绝缘水平;施加屏蔽电阻层后,沿测量电阻层上的电场强度减小到142.17 V/mm,且分布均匀,提高了测量准确度。本设计对分压器设计、制造、运行等部门有较好的借鉴作用。     

基于电位转移电弧能量的±800 kV直流输电线路等电位进入路径研究

进入等电位极导线是开展±800 kV特高压直流输电线路带电作业的关键环节,优化带电作业人员进出等电位的路径对确保人员的安全具有重要意义。本研究基于电位转移电流及其电弧能量的计算优化进出等电位路径,搭建了电弧能量计算模型,利用有限元(FEM)计算了3种进入导线方式下的人体电位、不同转移距离、悬浮电位人体-极导线的局部电容,分析了不同进出方式下与电位转移电流大小及电弧能量之间的关系。结果表明:从下方进入导线时人体电位最低,此时进行电位转移时的电弧能量在3种进入方式中最大;从上方进入导线时人体电位最高,其电位转移电弧能量最小。该计算方法和结果可供±800 k V直流输电线路带电作业进入路径选取和安全防护用具设计时参考。