电容器噪声测试测点布置方法比较研究

电容器噪声测试中,测点布置对电容器噪声声功率测量结果有着重要的影响,行业内对采用何种测点布置方法也尚未统一。本文以同种大气条件、同等电流注入条件为前提,比较多种测点布置方法的声功率级结果,其测点布置方式差异主要体现在半球形与长方体包络面形状的不同和长方体包络面是否延伸至地面,3种测点布置方法测得的声功率级存在着明显的差异。本文对不同测点布置方法的测量结果进行比对分析,验证了工程实践中普遍假设各个测点对应的面积近似相等的可行性。本文着重考虑地面刚性反射面对声场分布影响,考虑镜像声源与原声源共同作用,讨论了各种测点布置方法的包络面确定方法,分析了不同包络面选择对声功率计算结果的影响,与试验结果相符。     

配网避雷器产品国家监督抽查方案建议及可行性分析

近5年避雷器产品质量国家监督抽查合格率稳步提升的同时抽样率下降明显,为了提高产品抽样率使抽查样本具有足够的覆盖力,提出了新的避雷器产品国家监督抽查方案建议。文中通过分析现行避雷器产品国抽过程中暴露出的电阻片产品抽样难、电阻片样品与避雷器中实际电阻片不一致、大电流冲击耐受试验等价性等问题,提出直接在产品流通领域抽取整只避雷器作为样品,并联系产品制造企业对样品进行书面确认的新抽样方式,要求所有检验项目都在整只避雷器上进行。并且从必要性、可行性、预计产生的影响等方面分析了新抽检方法的适用性。新的抽样方式不仅可以增加抽样的灵活性提高抽样率,还可以查处流通领域的假冒产品;整只避雷器样品上进行大电流冲击耐受试验(大电流幅值有待论证)会导致抽检合格率降低,但这一方式可以刺激生产企业严控产品质量,引导企业远离不合理的低成本竞争,对于行业的长期健康发展具有积极促进作用。     

额定电压780kV特高压交流避雷器电位分布计算与测量

适当降低避雷器额定电压可优化绝缘配合,降低特高压变电站的过电压水平或降低对设备的绝缘水平,提高工程经济性。但额定电压的降低代表避雷器内部电阻片荷电率升高,影响其电位分布均匀性。为了定量分析降低额定电压的特高压交流电站用避雷器的电位分布特性,以Y20W-780/1526型UHV MOA样机为研究对象,基于电场数值计算方法,在Ansys软件中建立3D有限元仿真模型,对5种均压电容配置方案的避雷器电位分布进行计算,选取电位分布最优的配置进行试验实测。试验采用无线测量系统,在一柱电阻片间布置36只传感器,通过测量电阻片的电流承担率反映避雷器轴向电位分布情况。对比仿真计算与试验实测结果得出两者的电位分布曲线变化趋势基本一致,最大相对偏差7.32%。考虑电阻片任意组装时电容分散性对避雷器电位分布的影响,计算出Y20W-780/1526型避雷器电位分布不均匀系数为1.129 6。验证了均压环、法兰及外套尺寸结构等条件不变的前提下,通过合理配置均压电容,可降低额定电压的特高压交流电站用避雷器满足技术规范中电位分布不均匀系数不应大于1.15的要求,研究结果可为特高压交流电站用避雷器降低额定电压设计提供参考。     

内置式金属氧化物避雷器在线监测装置设计

为了解决外置式泄漏电流在线监测装置对避雷器早期故障不敏感且易受外套污秽电流干扰的问题。提出了内置式在线监测系统,通过无线/有线通讯方式,将监测数据实时传送至避雷器状态监测平台。通过对避雷器芯体温度、内腔湿度以及泄漏电流等多参量的变化进行分析,综合评价避雷器的运行状态。通过带电168 h运行试验考核,验证了内置式在线监测系统灵敏度高、可靠性好。该系统可以实现对避雷器的内部芯体温度、相对湿度和泄漏电流的实时可靠测量。相比传统外置式避雷器用监测装置,该内置式在线监测系统为金属氧化物避雷器的状态监测提供了一种更加有效的监测手段,具有很好的工程应用前景。     

防火电容器热稳定性研究

防火电容器作为一种新型电力电容器,非常有必要研究其热平衡问题。本文建立了防火电容器的热平衡数学模型,并分析了其热传导过程与现有并联电容器的差别。然后,通过热稳定试验研究了外壳散热面积和防火介质对防火电容器温升的影响。研究成果能为防火电容器的散热设计提供参考。     

不同谐波电流注入条件对电容器噪声影响的试验研究

为了准确测量电容器噪声并在保证测量准确度的前提下降低对试验电源等设备的要求,本文以昌吉-古泉±1100 kV特高压直流输电工程电容器设备的噪声试验为依托,针对4种型号的电容器产品采用桥式电路加载昌吉—古泉特高压工程规定的全谐波电流、前3种主要电流及等比例降低的全谐波电流完成了噪声试验,得出电容器在相应条件下的声压级和声功率级。试验结果显示当全谐波电流中高次谐波幅值与主要3种电流幅值存在数量级差异时,只用主要3种电流作为注入条件进行试验,测得的声功率级与全谐波电流注入条件下的测量值相差0.4dB以内;当全谐波电流中的高次谐波电流幅值与其他电流幅值不存在数量级上的差距时,采用注入等比例降低的全谐波电流进行试验,然后根据公式推算出100%全谐波下的电容器噪声声压级和声功率级。试验数据显示公式在降低的电流为额定电流40%及以上时仍有较高推算精度,最大声功率级误差仅为0.1dB。     

金属氧化物避雷器仿真模型适用性研究

一些中小型试验条件有限的企业,常采用仿真的方法对金属氧化物避雷器(简称MOA)进行模拟测试,但由于当前MOA模型种类繁多,如何选取合适的模型进行模拟显得至关重要。针对这一问题,介绍了MOA模型的研究现状,基于ATP-EMTP仿真软件建立IEEE模型、Pinceti模型和MWR模型,采用Heilder电流源对不同尺寸的金属氧化物避雷器用电阻片(简称MOV)分别施加波形为8/20μs、30/80μs和波头时间为1μs的冲击电流,将仿真结果和试验结果进行对比分析,根据残压和吸收能量相对误差确定适用性仿真模型。结果表明,3种模型的残压仿真效果均较好,MWR模型残压相对误差最小,IEEE模型次之;但3种模型吸收能量相对误差较大。为此,本文通过设计RLC放电回路代替Heidler电流源进行深入研究,得到的仿真结果更接近试验测量结果,分析两种电路设计仿真结果的差异,为解决当前研究中存在的这一问题提供了参考。在避雷器产品设计阶段可应用本文研究结果,节省设计成本,提高产品质量可靠性。     

110 kV交流避雷器整支大电流冲击耐受能力研究

为了明晰110 kV交流避雷器4/10μs大电流冲击耐受能力现状及其失效的原因，验证整支避雷器与其电阻片作为试品的等价性，提出抽检试验评价规则建议，提升入网避雷器质量。本研究以110 kV(66 kV)交流系统及线路用瓷外套、复合外套“管型设计”和复合外套“缠绕型设计”避雷器为研究对象，在对比分析现行国家标准及电力行业标准差异的基础上，采用试验手段研究整支避雷器及其核心元件电阻片的大电流冲击耐受能力；对比不同结构的避雷器、同一避雷器与其电阻片之间大电流冲击耐受能力的差异。研究发现整支避雷器的大电流冲击耐受性能与其电阻片性能不等价。设计A结构避雷器的大电流耐受性能较设计B结构(同电阻片尺寸时)更有保障。分析大电流冲击耐受试验前后试品电气参数变化规律，发现110 kV(66 kV)交流避雷器耐受大电流失效的主要表现是冲击后试品工频参考电压和残压变化率超标，外观损坏导致的避雷器失效占比较少。对于110 kV(66 kV)交流避雷器的大电流冲击耐受抽检试验，建议采用DL/T 815-2021标准的判定规则；建议设计A结构的避雷器可使用电阻片或整支避雷器(避雷器本体)作为试品，使用整支避雷器试品...     

500 kV电站用瓷外套老旧避雷器性能老化分析与评估

目前电网内已出现老旧避雷器在过电压下发生爆炸的案例，迫切需要开展老旧避雷器的性能老化评估。笔者以完成22年运行的P站线路侧A、C两相避雷器为研究对象，并设置同类型已运行3年的避雷器为对照组，通过解体试验的方式分析新、老避雷器的电气性能及其老化趋势。试验发现，运行22年的老旧避雷器的电气性能已出现明显的老化趋势，但电阻片本身的冲击耐受、能量耐受性能依然良好，满足标准要求，依据阿仑纽斯定律电阻片还可长期使用。整支避雷器的性能老化是运行时间、耐受过电压的频次、密封性能等多因素综合作用的结果，其中密封性能老化是导致避雷器寿命缩短的主要原因。变电站例行运维试验中应关注避雷器参考电压、泄漏电流等参数的变化，当直流参考电压跌落超过4%,泄漏电流超过40μA,表示避雷器运行存在安全隐患，再次承受较大的过电压时击穿损坏风险极大，安全起见考虑更换避雷器。