地震灾害中的高压电气设备响应与易损性分析

在历次地震灾害中,高压电气设备通常最容易遭受振动破坏。为了研究地震灾害中高压电气设备的易损性,降低设备损坏带来的相应损失,引入对数正态分布方法,并在此基础上设计了设备损坏率计算方法,实现设备损坏率与地震烈度的关系曲线拟合。针对高压电气系统中的变压器、断路器与隔离开关三种关键设备,采用两种地震波共同对其进行地震位移响应分析,根据实验结果曲线,三类电气设备的位移响应均随着地震烈度呈增加趋势,其中变压器的位移响应最显著;根据设备易损性分析,依次得到设备损坏率与烈度关系曲线、损坏率密度曲线,结果进一步验证了在地震作用下,变压器是最容易遭受损坏的设备,引起其损坏的地震烈度最小,然后依次是断路器和隔离开关。通过地震灾害中各种电气设备的响应与易损性,可以有效提高设备的抗震性能。     

高压隔离开关地震灾害评估

震害表明,电力系统在地震时破坏严重.如何预测地震中电气设备的损伤风险,是生命线工程领域的重要课题.进行了高压隔离开关的地震灾害评估.采用具有柔性节点的有限元法建立设备的模型,用弹性时程分析法进行了设备的地震反应分析,在此基础上,采用强度破坏指标,计算了设备的地震破坏概率.以GW4-220高压隔离开关为例,进行了其地震灾害评估,绘制了震害率曲线,可用以预测该型号隔离开关的震害情况.     

基于电气设备震害评定地震烈度的研究

通过比较和综合归纳国内外地震中电气设备的典型震害,提出了电气设备的震害特点;基于国内强烈地震的震害数据,将变电站内的变压器及电瓷型电气设备的震害程度作为评定地震烈度的依据;在地震工程领域首次应用定性比较分析,获得了变压器及电瓷型电气设备的宏观震害与烈度之间非线性的、相互关联的条件组合,确定了各设备或主要构成部分在不同烈度下发生破坏的概率及组合。最后,分析了在地震烈度表中引入生命线系统评价指标的可行性,并依据电气设备的典型破坏特征和功能失效模式,给出了评定地震烈度的初步参考指标。     

晋冀蒙交界区农村房屋建筑震害矩阵研究

根据收集到的《中国大陆地震灾害损失评估汇编》和1989—2016年晋冀蒙交界区成灾地震的震害记录和相关数据,对农村房屋结构归类分析,给出低烈度下各类房屋的震害矩阵。采用贝塔概率密度函数拟合方法,对震害矩阵中结构破坏比的概率密度分布进行拟合,得到高烈度下各破坏等级的概率值,最终获得完整震害矩阵。结果显示,相比南北地震带地区和我国整体各类房屋建筑震害情况,研究区各烈度下不同建筑结构震害情况均较为严重;经贝塔概率密度分布函数所得破坏概率整体上符合破坏比分布特征,所得结果更能接近研究区建筑物的震后真实破坏情况,可用于未来震害预测工作。     

智能变电站3/2接线方式中电流互感器配置分析

针对“通用设计”中 330 kV 变电站电流互感器的配置方案存在保护死区的问题,通过分析电流互感器的工作特性,提出在 1 个半断路器接线(3/2 接线)方式中,增加电流互感器绕组数量和主变压器保护采用 TPY 级电流互感器等项改进措施。结果表明:改进措施能够有效防止事故范围进一步扩大,保障电网安全稳定运行,减少电网企业和用户的经济损失。     

一起机械振动导致高压隔离开关误动分析及改进

针对某750 kV变电站由于机械振动导致高压隔离开关误动作的问题,通过对寄生回路排查、接触器安装工艺及选型等方面进行具体分析,提出了避免高压隔离开关误动作的有效改进措施。应用结果表明:改进后高压隔离开关运行环境更为稳定,有效地降低了分合闸接触器由于机械振动导致误动作的可能性,为后续变电站高压隔离开关设计制造、安装和运维等方面提供宝贵经验。     

基于损失统计的变电站地震经济损失评估方法

变电站包含各种室内外高压电气设备和房屋建筑,它们的抗震能力差异较大,因此地震发生后,变电站经济损失快速评估并不容易。将变电站资产分为室外高压电气设备、室内设备、房屋建筑3类设施,根据汶川地震中变电站的经济损失和资产调查资料,统计了3类设施在不同地震烈度下的损失比和35k V、110k V和220k V变电站3类资产的比例构成,据此给出了:(1)有变电站各类资产信息、(2)仅有总资产信息、(3)无任何资产信息3种情况的地震经济损失评估方法。试算结果表明,评估方法快速简单,具有较强的可操作性。所提评估方法为震后电力设施地震应急、损失估计和恢复重建提供参考。     

高压隔离开关温度在线监测系统开发与应用

针对高压隔离开关触头温度测量难度大、准确性不高且影响可靠供电问题,提出一种新的基于电场感应供能的隔离开关温度悬浮测量及无线传输方案,完成基于 ZigBee(基于 IEEE802.15.4 标准的低功耗局域网协议)无线射频技术的无线专网组网,研发了变电站温度在线监测系统。应用结果表明:高压隔离开关触头温度在线测量准确,数据传输实时性好,在线监测系统运行稳定。     

220kV双母线倒闸操作危险点分析及预控措施

随着宁夏电网变电站综合自动化改造工作的展开,220 kV双母线倒闸操作越来越频繁。通过对母线倒闸操作中母联断路器控制电源和母线隔离开关操作顺序的选择、母线隔离开关辅助触点接触不良或未接触的成因分析,提出母线倒闸操作危险点预控措施。应用结果表明:母线倒闸操作危险点分析有助于提升运行人员标准化倒闸操作水平,防止误操作事故的发生。     

基于桥梁震害评定地震烈度的研究

对我国破坏性地震中的桥梁震害进行了详细分析,按照桥梁的结构形式、地震影响烈度、破坏部位、破坏部位的数量、破坏等级等进行了分类统计。应用概率统计和定性比较分析两种方法,得出了不同地震烈度下,桥梁破坏部位、出现概率和破坏等级呈现的规律;采用桥梁的破坏等级和破坏部位两种标准评价地震烈度,给出了基于桥梁震害评定地震烈度的建议指标。     

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。     

便携式户外消谐器带电短接装置的研制

变电站系统容性电流现有测试方法为电压互感器开口三角绕组异频信号注入法, 使用该方法测量户外中性点非有效接地系统母线容性电流时,首先需要将母线电压互感器转为检修状态,再采用人工短接的方式将其高压侧中性点所接消谐器退出运行。当系统主接线为单母分段或双母线时,该方法测试所需停电步骤大幅增加,导致测试效率严重降低。 针对上述问题,研制了一款便携式户外消谐器带电短接装置,实现在设备不停电状态下测试母线容性电流。该装置的使用,从根本上避免了户外母线容性电流测试过程中频繁的倒闸操作,使测试步骤大幅度降低,极大地提高了现场测试效率,该装置具有广泛的推广价值。     

银川东换流站主变压器中性点电抗器配置方案

针对宁夏电网±660 kV 银川东换流站 330 kV 母线单相短路电流超过了开关额定遮断电流的问题,依据宁夏电网 2014 年及 2016 年规划主网架结构,研究了±660 kV 银川东换流站 750 kV 主变压器中性点加装小电抗的限流效果,以有效限制短路电流。通过对电抗器工频过电压、电流和操作过电压、电流的计算分析,选取了中性点避雷器参数,提出了主变压器中性点电抗器的工频和操作过电压水平,对电抗器的动、热稳定电流进行了选择,确定了中性点电抗器的技术参数。结果表明:±660 kV 银川东换流站 750 kV 主变压器加装小电抗可有效限制 330 kV母线单相短路电流。     

电气设备悬浮放电与接地电流间关系研究分析

针对GIS及变压器等电气设备中悬浮缺陷引起的局部放电信号及接地电流信号变化.规律,开展试验及研究。搭建了应用于GIS SF。及变压器绝缘油中试验平台,构建了悬浮放电模型,通过在两种试验环境下加压,观察模型在不同电压等级下激发出的局部放电信号和接地电流信号变化规律。通过研究两者之间的相关性分析、接地电流及局放量趋势分析、接地电流频谱分析,确定接地电流能够有效反映电气设备发生悬浮放电。实际应用中,通过监测接地电流变,化规律并结合带电检测综合判断,可以实现对设备局部放电缺陷综合诊断的有效分析。     

变压器直流电阻不平衡系数超标原因分析

针对步桥220 kV变电站4号主变压器施工期间线圈直流电阻不平衡系数超标问题,从高压线圈、高压引线、套管、分接开关等部件对线圈直流电阻的影响进行分析,判断出故障缺陷位置。采用排除法,结合施工现场实际情况,对故障缺陷予以消除,并对施工方法提出若干建议。试验结果表明:缺陷处理后,变压器高压线圈及引线直流电阻测试值趋向平衡,满足规程规定的要求。     

唐山大地震中京津唐地区水利工程的震害现象与特征

1976年7月28日唐山7.8级地震是20世纪中国发生的震级最大、影响十分深远的一次大地震,京津唐地区各类水利工程均受到不同程度的破坏。选取唐山大地震中烈度6度外包线(等震线)以内介于115.5°~119.9°E和39.0°~40.9°N之间的京津唐地区作为研究区域,通过对该区域内水利工程破坏情况的统计分析,利用图、表等形式直观地反映各类水利工程震害的特点及破坏形式。针对各类水利工程的主要震害现象,简要分析了水利工程震害与地震动强度、场地条件、震前库水深度及工程结构设计、选材等因素影响的相关性。探讨了相应的水利工程抗震措施,为今后水利工程的抗震设计和地震应急救援工作提供了一些针对性的参考依据。     

独山!河池甲线串补人工短路试验的仿真分析

针对独山-河池甲线串补人工短路试验的金属氧化物可变电阻(metaloxidevaristor,MOV )保护动作情况,对串补过电压、断路器断口恢复电压进行了仿真分析。仿真结果表明: MOV大电流保护动作触发间隙满足人工接地试验的要求,MOV吸收的能量和阻尼电阻能耗均在能量吸收水平之内。故障清除过程中,对侧断路器最大恢复电压低于IEC标准允许值,从而.满足人工短路试验的要求。     

步桥220kV变电站4号主变压器短路故障分析

针对 2011 年 6 月 3 日,因用户侧 35 kV 开关柜发生三相短路,导致石嘴山供电局220 kV步桥变电站4号主变压器差动保护和重瓦斯保护相继动作,主变压器三侧开关切除的故障,对绝缘油色谱、绕组直流电阻、电压比、频响法绕组变形及低压短路阻抗测试结果进行综合分析。结果表明:该变压器内部发生了严重的放电性故障,中、低压侧绕组均发生了变形和匝间短路,且低压绕组三相绕组出现了严重的断股。     

震后火作用下多层钢框架基于火灾荷载密度的易损性分析∗

与地震易损性相比 ,结构震后火的易损性研究尚未深入 。 以三层三跨平面钢框架为研究对象 ,采用 ABAQUS 进行建模,选取火灾荷载密度作为火灾强度指标,同时将耐火极限作为破坏状态指标,采取拉丁超立方法生成了 50 个结构样本,对钢框架进行震后火作用下耐火极限分析和易损性分析,并给出了不同损伤程度的四种破坏状态。研究结果表明：震后火作用下钢框架失效概率随火灾荷载密度的升高而增加;当火灾荷载密度达到最大值时,大震下钢框架发生轻微破坏、中等破坏和严重破坏的概率较高,出现倒塌破坏的概率相对较低;对比三水准地震设防烈度下火灾易损性曲线,随着地震烈度的升高,钢框架发生严重破坏和倒塌破坏的概率也随之增大。     

云南鲁甸5.1、5.0级地震震害分析

通过对鲁甸5.1、5.0级两次地震后112个居民点的震害调查,分别给出了5.1级地震等烈度分布图及5.1、5.0级地震等烈度综合分布图;分析了场地条件及其震害、各类房屋的震害特征、典型结构房屋的震害原因以及生命线工程震害。结果表明,两次地震形成较大范围的7度破坏区和少数调查点有8度破坏现象的主要原因是:震源浅,地表振动强烈;盆地区广泛分布有煤层、膨胀土、淤泥土和松散的粉砂、粉土等不良影响地层,且埋藏浅;震区建筑结构简易,抗震能力极差;两次地震震害叠加。最后对灾区恢复重建提出了4条建议。