具有串并联结构的363kV真空断路器温升研究

温升是高压真空断路器状态监测时需要重点考虑的技术指标,具有串并联结构的363 kV快速真空断路器对每一个灭弧室单元提出了更高的可靠性要求。为向363 kV快速真空断路器的温升监测提供参考,基于断路器的实际设计尺寸,建立了三维电磁-热耦合模型,引入辐射、对流、接触电阻等多重边界条件,采用有限元法计算得到了整机不同工况下的温度分布。计算结果表明:导电铜排和真空灭弧室触头温度最高,断路器整体在额定电流和短路冲击电流下的最高温度为73.3 C和93.3 °C,满足温升标准和热稳定性要求。     

363kV快速真空断路器电场计算

高电压等级开关设备的绝缘水平严重影响设备的安全运行和开断能力,因此在研发高电压真空断路器时需要分析其电场分布。以363 kV快速真空断路器设计结构为原型,建立三维有限元电场计算模型,分别计算了额定电压下闭合和开断工况下的电场分布,分析了灭弧室、绝缘子以及主要金具表面的电场大小。结果表明:均压环表面电场最大值为1.92 MV/m,绝缘子表面最大值为0.36 MV/m,开距20 mm时灭弧室断口电场最大值为3.5 MV/m,其他部位电场均处于控制范围内,断路器总体结构设计合理,满足绝缘要求。     

126kV双断口快速真空断路器仿真研究

快速真空断路器因其动作速度快、可靠性高、动作分散性小等特点，目前多应用于中低压配用电系统。以一种限制变压器励磁涌流的126 kV双断口罐式结构的快速真空断路器为例，采用有限元仿真研究了其电场、磁场、温度场分布。仿真结果表明，采用罐式双断口结构的快速真空断路器的绝缘性能、磁场分布及通流性能均满足设计要求。     

750kV同塔双回输电线路下电场效应影响因素分析

750 kV同塔双回输电线路下方农田、葡萄田经常发生“电击”现象。通过电场仿真计算、现场实测工频电场强度、工频磁场强度,研究分析750 kV同塔双回输电线路下方地面1.5 m高处电场强度、工频磁场强度的分布及影响因素。电场仿真计算与现场实测电场效应的分布及影响因素基本一致。通过研究输电线路下方电场效应影响因素,为电场效应的抑制措施提供参考。     

GIS中快速真空开关灭弧室波纹管机械寿命研究

当快速真空断路器放入GIS中,真空灭弧室波纹管会承受3种不同条件的严峻考验,分别为高分闸速度高气压环境、重复性大幅度机械压缩。为了确定GIS内真空灭弧室波纹管在高气压环境及高分闸速度下的机械寿命,采用流固耦合仿真方法对波纹管在分闸过程中的机械波传递、等效应力值及机械寿命进行了仿真分析研究。仿真结果表明:波纹管分闸过程中机械波传递速率不随分闸速度及内部气压的变化而改变,随着气压和分闸速度的增大,波纹管最大等效应力值呈阶跃式增大,机械寿命则呈减小趋势。通过对波纹管机械寿命实验,得到了GIS中真空灭弧室波纹管在高气压环境高分闸速度下的机械寿命情况,实验结果与仿真结果较为吻合。     

363kV真空断路器支柱绝缘子模态及地震响应谱分析

当地震波的振动频率接近电力设备支柱绝缘子的固有振动频率时,可引发共振现象而导致设备损坏。针对363 kV真空断路器支柱绝缘子建立了有限元模型,对支柱绝缘子进行地震响应谱分析,可为支柱绝缘子结构的设计提供参考。首先对支柱绝缘子进行结构静力学分析,计算支柱绝缘子自身应力分布;其次进行有预应力模态仿真分析,计算出支柱绝缘子1-10阶振型对应的模态频率;最后在计算出各阶模态频率的基础之上,对断路器支柱绝缘子进行了地震响应谱分析,在x +y方向施加EI Centro波加速度频谱,计算出支柱绝缘子的最大应力分布和沿各坐标轴方向的最大形变位移。     

330kV输电线路防鸟害绝缘护套仿真分析及应用

为研究330 kV输电线路安装绝缘护套的防鸟害效果,采用Ansoft对330 kV线路复合绝缘子的轴向电位和电场分布进行仿真分析。结果表明:对330 kV输电线路而言,当绝缘护套厚度为1 cm、导线夹有效长度为50 cm时,防鸟害效果最佳;将导线、金具和均压环都包覆在内时,绝缘子高压端电场分布最优。最后结合仿真分析结果,对输电线路防鸟害绝缘护套的现场应用提出了建议。     

基于互锁真空开关的一种新型串联补偿型限流器

提出了一种基于互锁真空开关的串联补偿型限流器,该装置在线路正常运行时,具有串联补偿作用,线路发生短路故障时,具有限制短路电流的作用。装置主回路由串联补偿电容和限流电抗串联后分别和互锁真空开关的两对触头组并联而成,互锁真空开关是一种新型双工位开关,可以同时实现两个电路元件的投入与切除。用MATLAB/Simulink 对27.5 kV牵引系统进行了仿真,仿真结果表明该装置抬升电压和限制故障电流效果较好,当装置工作于串联补偿条件下,880 μF的串联补偿电容接入线路中时,接触网电压提升约2 kV,当装置工作于故障限流的条件下,16.8 mH电感接入线路中时,短路电流峰值从14 kA限制到4.5 kA,并对开关转换过程中可能出现的暂态现象进行了分析。     

云贵高原农业致灾过程雨量阈值估算模型研究

基于广义Gamma分布函数首次构建了区域农业致灾过程雨量阈值估算模型,初步应用于云贵高原农业洪涝灾害特征研究。结果表明,广义Gamma分布能很好地拟合云贵高原站点过程雨量的统计分布特征,尤其对极端过程降水频率的拟合。贵州东南部和云南西部广义Gamma分布尺度参数约45～72,过程雨量的变化较剧烈,贵州中部和云南中部广义Gamma分布尺度参数约15,过程雨量的变化相对较小。云贵高原几乎每站均出现极端降水过程。基于模型估算的区域农业洪涝指标能较好反映农作物受灾率和成灾率的年际变化特征。在贵州模型计算的区域农业洪涝指标与农作物年受灾率和成灾率的相关系数分别为0. 67和0. 65,在云南两者分别为0. 69和0. 63。模型估计结果与实际农业洪涝灾害较吻合。农业轻涝、中涝和重涝对应的过程雨量阈值中值在贵州分别为55mm、110 mm和225 mm,在云南分为60 mm、125 mm和250 mm。本文构建的农业致灾过程雨量阈值估算模型可为区域农业洪涝灾害风险管理提供新的技术手段。     

基于阻抗特性的甘宁断面静态稳定极限研究

为了研究750/330kV电磁环网解环后甘宁断面静态稳定极限,采用基于阻抗特性的等值建模方法,对甘宁断面进行等值建模简化,计算出各种方式下静态稳定极限,并与静态稳定极限实用方法计算结果进行对比。结果表明:基于阻抗特性的建模方法能够准确模拟实际系统的潮流分布特性,静稳极限的理论计算结果与实用方法仿真结果基本一致。     

一起800kV罐式断路器内部故障原因分析

介绍了一起某变电站7530断路器内部闪络故障，结合现场检查、电气试验、故障录波情况确认故障点，通过气体成分及放电产物分析、故障部件电场仿真等手段综合分析800 kV罐式断路器故障原因，并提出了处理措施及建议。     

两起同型号单断口330kVGIS断路器击穿故障分析

以两起同型号单断口330 kV GIS断路器击穿故障为例,结合返厂解体、电场仿真、工艺模拟试验、绝缘裕度验证试验等,对其产生原因进行分析,并提出相应的防范措施。结果表明:单断口结构在无异物的情况下可正常运行,绝缘裕度符合要求,两次击穿故障主要是断路器内存在异物,需从装配至现场安装全过程管控。     

开关型高压电网故障限流装置研制

针对日趋严重的电网短路电流超标问题,采用基于爆炸式快速开断载流桥体的大容量高速开关装置(Fast Switching Release,FSR)与限流电抗器一体技术研制了“节能型限流装置”,并在宁夏220 kV步桥变电站成功运行;基于高速大遮断容量真空断路器技术、短路电流快速识别技术、相控技术与限流电抗器相结合研制了“330 kV 开关型零损耗电网限流装置”,并在宁夏330 kV迎安I线成功进行2次短路试验。现场运行及试验结果表明:2种开关型高压电网故障限流装置从根本上解决了电网故障限流技术实用化中面临的安全性、可靠性以及经济性等关键问题,标志着电网故障限流技术取得了一个突破性的进展。     

便携式应急分合闸控制装置的研制及应用

针对 10 kV 柱上断路器的电磁操动机构在馈线远程终端(Feeder Terminal Unitm,FTU)直流电源消失或者容量不足时不能可靠合闸的问题,深入分析原因,研制了便携式应急分合闸控制装置,并应用到配电自动化调试及配电设备检修工作中。应用结果表明:便携式应急分合闸控制装置有效地满足了配电网停电检修时FTU及各类柱上配电设备对不间断电源的需求,应用范围广泛,安全可靠,具有一定的工程实用价值。     

快速真空断路器在限流技术中的应用

针对由于电网规模和单机容量的不断扩大,造成电网短路电流越来越大的问题,采用快速真空断路器技术,快速投入限流电抗器对短路电流进行深度限制,使得电网短路电流大幅度减小。经电网中压系统大量应用和 330 kV 线路安装考核验证,结果表明:采用快速真空断路器技术限制电网短路电流,避免了常规限流技术造成的较大运行损耗,实现了电网限流装置结构轻便、造价低廉、运行可靠、维护方便的目标。     

一起330kV变电站363kVGIS断路器故障原因分析

通过对一起330kV变电站363kVGIS断路器故障后的现场检测、开盖及解体检查、诊断性试验等, 分析了363 kV GIS断路器故障的主要原因。为降低该类型故障的发生,提出了相应的防范措施,以进一步提升GIS断路器安全可靠运行水平。