高压电器

2018高电压与放电等离子体专题

  • 绝缘材料二次电子发射系数的测量及其影响因素研究进展

    李杨威;任成燕;孔飞;刘俊标;张燕;邵涛;

    固体绝缘材料的二次电子发射现象会导致介质表面的电子倍增及电荷积累进而产生放电造成器件的失效,准确测量固体绝缘材料的二次电子发射系数对于指导材料选型、评价材料性能具有重要的意义。文中对比了绝缘与金属材料在二次电子产生、输运和发射过程的差异,总结了现有的绝缘材料二次电子发射系数测量手段,分析了初级电子能量、束流、入射角度、材料表面状态及样品表面电荷积累对二次电子发射特性的影响。初级电子在绝缘材料中的平均自由行程远大于二次电子,所以初级电子激发的内二次电子只有很少一部分能够逃逸为二次电子。绝缘材料的二次电子发射系数测量中,样品表面很容易积聚电荷,积累的电荷从改变初级电子能量和出射二次电子能量两个方面影响样品的二次电子发射,最终会达到一个出射和入射动态平衡的带电状态。绝缘样品表面积聚电荷的中和是二次电子测量的难点,目前大多采用加热法和电子束辐照法,不能定量的消除累积电荷。目前绝缘材料二次电子发射特性测量装置性能不一,可重复性差,如何全面消除样品电荷累积对于提高测量装置的精度和可重复性具有重要意义。

    2019年05期 v.55;No.362 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1828K]
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  • 基于第一性原理的SnO_2(101)表面对SF_6分解气体气敏性能研究

    许玉斌;李渭娟;王大伟;王小华;杨爱军;荣命哲;

    通过检测SF_6典型分解气体可以诊断出SF_6气体绝缘设备早期绝缘故障。二氧化锡(SnO_2)是应用广泛的气敏材料,文中采用第一性原理计算并分析了SF_6分解气体在SnO_2(101)表面的吸附情况,研究SnO_2(101)表面对SF_6分解气体的气敏性能。通过理论计算,获得了H_2S、SF_6、SO_2、SOF_2和SO_2F_2气体分子在SnO_2(101)表面吸附的吸附能、吸附构型、电荷转移、差分电荷密度、态密度、势能图与功函数等表征吸附特性的参量。分析计算结果发现,SnO_2(101)对H_2S和SO_2有很好的选择性和敏感性,有望成为检测SF_6分解气体的传感器材料。

    2019年05期 v.55;No.362 10-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 2341K]
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  • 调制脉冲等离子体的放电特性及降解异戊烷的实验研究

    郭亚逢;王赛;李超;宋项宁;鲁娜;

    为了提高放电等离子体降解VOCs的处理量,降低反应装置在放电过程中的温度,实验利用调制脉冲电源驱动多层平板式介质阻挡放电装置产生低温等离子体,考察了放电过程中的温度变化以及O_3产量,并进行了异戊烷降解的实验研究。结果表明:调制脉冲放电可以分为放电阶段和放电间歇两个阶段,放电能量主要集中在放电阶段;减小占空比有利于减少欧姆热效应,降低反应器的温度,提高O_3产生的能量效率;调制脉冲放电可以有效地利用放电阶段产生的自由基以及活性物质,在占空比20%时,能量效率可以达到9.8 g/(kWh)。

    2019年05期 v.55;No.362 17-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1994K]
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  • 基于谱峭度分析和粒子群Kmeans算法的高压断路器故障诊断研究

    王庆燕;曹生让;陈秉岩;杨忠;

    为满足电网对高压断路器高效诊断要求,提出一种谱峭度分析和粒子群K均值算法(PSO-Kmeans)相结合的故障诊断方法。该方法首先对正常状态和故障状态振动信号进行快速Kurtogram谱峭度分析,得到谱峭度指标最大中心频率和相应频率分辨率,据此设计带通滤波器对信号进行去噪;对去噪后的信号进行小波分解,提取小波包能量熵作为特征量;进一步采用PSO-Kmeans对特征量进行聚类分析。实验结果表明:改进谱峭度分析法弥补了传统带通滤波器参数确定的不足,提升去噪效果;去噪与PSO-Kmeans算法相结合的诊断方法克服了传统Kmeans易受初始聚类中心影响的缺点,聚类效果良好且精度高于传统算法,证实该方法适用于高精度高压断路器机械故障诊断。

    2019年05期 v.55;No.362 23-28+34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1836K]
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  • 微间距气体放电的实验研究与分析

    董克亮;孙岩洲;刘绪光;

    为了研究微间距气体放电特性机理,在大气压环境下,采用了精密距离控制仪器进行电极间距为1~100μm的气体放电实验,得出了电极间距在1~100μm范围内的击穿电压,绘制了击穿电压曲线并讨论分析了1~5μm间距下击穿电压背离巴申曲线的原因。运用Fowler-Nordheim理论验证了在电极间距小于5μm时,气体放电过程由场致电子发射主导,并通过分析1~5μm间距内场强,进一步说明场致发射在此起主导作用。电极间距在10~15μm范围内时出现火花放电现象,分析认为该间距下的放电为电子崩引发的微间隙火花放电。电极间距在15~100μm范围内时击穿电压随着电极间距的增大而逐渐增大,击穿电压曲线与巴申曲线变化趋势相同,可以用汤逊机理解释。

    2019年05期 v.55;No.362 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1715K]
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高压设备试验和现场测试技术

  • 三相共体式GIS母线管的声振特性仿真研究

    吴旭涛;张凡;李秀广;汲胜昌;马波;邢琳;

    利用GIS的声振特性对其机械状态进行检测的方法受到了广泛的关注,但目前缺少振动产生机理及声辐射特性的研究。为了解决上述问题,文中建立了某型110 kV三相共体式GIS母线管的有限元模型,仿真研究了磁场及洛伦兹力分布,母线及罐体固有频率及该母线管的声振特性。研究结果表明:导体所受电磁力的频率为100 Hz,幅值在其自身电流达到峰值时最大,三相导体的受力在时域上相位相差120°;GIS罐体的振动特性主要表现为平行于地面的横向摆动,并且在该平面内具有较强的辐射声压。文中提出的三相共体式GIS的声振特性的仿真研究模型及方法可用于GIS设备声振特性的进一步研究。

    2019年05期 v.55;No.362 35-41+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2682K]
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  • 基于声学成像的GIS机械故障带电检测系统

    李秀广;吴旭涛;师愉航;汲胜昌;闫振华;张庆平;

    气体绝缘全封闭组合电器(GIS)是电力系统中最重要的设备之一,机械故障是其主要故障类型之一,因此GIS机械故障诊断对于提高电力系统的安全性和可靠性具有十分重要的意义。传统的振动信号分析法是通过在GIS的壳体上测量振动来检测诸如触头异常等机械故障,但振动信号一般只进行个别位置测量,难以全面反映设备的机械状况。文中搭建了适用于GIS声场测量的声成像系统,使用具有方向性的声强探头组成阵列测量设备外壳的声场分布,试验验证了该系统的性能,为基于声学成像的GIS机械故障带电检测技术打好基础。对于提高GIS设备安全稳定运行具有十分重要的意义。

    2019年05期 v.55;No.362 42-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1780K]
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  • 基于阻容网络的避雷器阻性电流计算方法研究

    马志伟;阮江军;甘艳;张昌;王建;杜志叶;

    避雷器是目前防止雷击过电压最为有效的措施,其中应用最为广泛的避雷器类型就是氧化锌避雷器。阻性电流是对氧化锌避雷器的健康状态进行判断的重要依据,但是由于部分电容干扰,现有测量方式很难从全电流中准确得到阻性电流。文中以500 kV氧化锌避雷器为例,利用MATLAB中的Simulink模块对三相避雷器进行简化建模,考虑了避雷器的分节情况,考虑了各节之间的部分电容和各相之间的相间电容,得到了三相分节的避雷器阻容网络路模型,可以有效地滤除全电流中的容性分量,计算得到阻性电流。对于路模型中的各部分电容的取值,通过在Ansoft中利用有限元方法计算得出;对于路模型中的电阻的取值,通过高压试验的方法获得,文中进行了500 kV单节避雷器在工作电压附近的交流高压试验,单节避雷器没有相间干扰和各节之间的部分电容干扰,可以通过现有测量仪器直接测得阻性电流,利用施加电压和阻性电流求得交流电阻。

    2019年05期 v.55;No.362 47-53+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1981K]
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  • 最小能量法因子对RSO法检测匝间短路故障的时间差定位影响分析

    李天辉;贾伯岩;唐明;刘宏亮;武玉才;殷庆栋;孙路;袁倩倩;李丹;

    为实现重复脉冲法检测匝间短路故障的早期预警与准确定位,文中采用改进最小能量法查找脉冲起始时刻并以此计算重复脉冲信号的传播时间差,从而实现提高故障定位精度的目的。通过在发电机转子绕组中的检测实例,分析了最小能量法因子α在不同取值下对绕组无缺陷、轻微缺陷、重度缺陷以及严重缺陷等4种情况下时间差计算准确度的影响。结果表明,特征波形凸起越大,即信噪比越高,则时间差计算越准确。随后基于Monte Carlo方法对各种缺陷情况下的30组数据分别进行统计分析。结果表明:无论是何种缺陷,影响因子取值都存在一个合理区间,在该选择区间内选取因子α的值,可提高时间差计算的准确度,从而提高匝间短路定位的准确程度。最后提出了先判断缺陷严重程度,再选取合适的计算因子α,最后进行时间差计算的缺陷定位方法。

    2019年05期 v.55;No.362 54-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1760K]
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  • 近区短路电流冲击后大容量变压器故障诊断

    葛猛;蔺树全;常群;尚泽禹;陶安培;

    文中介绍一起受到近区短路电流冲击的大容量三绕组变压器故障诊断过程,指出变压器内部发生股、匝间短路时,变压器绕组受到冲击电流产生的电应力作用发生移位及变形。油色谱、直流电阻、变比、电容量、绕组变形测试以及空载、短路试验在判断变压器性能方面均有不同作用。尤其是通过比对变压器绕组的电容量历史数据或同型号变压器电容量数据并结合直流电阻及变压比测试数据,可以有效发现变压器绕组移位变形故障。

    2019年05期 v.55;No.362 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1827K]
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  • 直流深井接地极接地电阻的人工布线测量

    陈家峰;胡上茂;蔡汉生;李少东;贾磊;刘刚;鲁海亮;

    深井接地极因占地面积小,选址容易的优点,具有很高的工程实用价值。由于单根深井接地极最大对角线距离不到1 m,明显不宜直接采用规程推荐的5倍对角线距离人工布线测量接地电阻。为此,文中建立了直流深井接地极模型,仿真计算了其接地电阻和地表电位分布,基于之提出了电流极距离要求;建立了深井接地极注流、电流极回流的模型,研究了接地电阻测量过程中深井接地极和电流极共同作用下的地表电位分布规律;结合深井接地极接地电阻的仿真计算值,分析获得了电压极的布置要求。改变电流极和电压极的位置,研究了测量误差与布线距离之间的关系,提出了深井接地极接地电阻测量的电流极和电压极布置方案。采用研究获得的方案对深井接地极接地电阻进行了实测,验证了方案的有效性和准确性。最后,分析了深井接地极与水平及垂直接地极接地电阻测量的异同,为类似深井接地极接地电阻测量以及相关标准修订提供了参考。

    2019年05期 v.55;No.362 69-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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研究与分析

  • 双柱折叠式直流隔离开关研究与开发

    孙玉洲;王巧红;李付永;高坚;郭海涛;李宇鹏;

    高压直流输电在远距离大容量输电和电力系统联网方面具有明显的优势,它在中国西电东送和全国联网工程中起到重要的作用。直流隔离开关的技术要求相对交流隔离开关要严格的多,文中针对特高压直流输电工程的实际需要,从产品选型、触头结构、均压环设计、抗震分析等方面进行了深入探讨,对关键设计点提出了一些新的设计思路和观点。通过理论分析、试验验证以及工程应用,结果表明,双柱折叠插入式隔离开关更适合特高压直流输电工程长期通流及安全可靠运行需要。

    2019年05期 v.55;No.362 75-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1937K]
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  • 高压断路器故障诊断的一种多极新方法探究

    罗琦;杨林;韩莹;史凯;

    由于高压断路器运行工况复杂,影响因素众多,使得每种故障状态的发生都有多方面的成因。一方面,多类故障特征信号可能对应同一故障;另一方面,一类特征信号也可能反映不同故障。并且,多类故障之间可能存在不相容的情况。由此可见,多类故障之间的不相容性和故障的多样性、复杂性一样,是高压断路器诊断的重点与难点。注意到现有高压断路器诊断方法多偏重于故障的多样性、复杂性特性,而忽略了不同类别故障之间的不相容性。文中借助于多极模糊集在解决多类别不相容分类特性的优势,提出了一种高压断路器故障诊断的多极分析方法。首先,专家根据检测信号对同一故障状态可能对应的多类故障分别进行评估;其次,利用多极熵值法确定不同检测信号的权重;接着,运用多极VIKOR方法得出诊断结果;最后,通过高压断路器故障诊断的具体案例及对比分析,验证了新方法的有效性和可行性。

    2019年05期 v.55;No.362 82-87+93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K]
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  • 不同电压等级GIS局部放电UHF信号传播特性仿真研究

    任志刚;李伟;徐兴全;王飞;段大鹏;唐志国;

    特高频局部放电检测是进行气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)状态评估的一项重要技术手段。通过信号注入方式对特高频传感器在GIS上配置的合理性和局放特高频监测系统灵敏度进行校核是确保状态监测有效实施的重要手段。不同电压等级的GIS结构尺寸不同,对UHF信号的传播和衰减的影响也不相同,因此所需注入校核信号的幅值也不尽相同。文中根据真实GIS建立110、220、500、1 000 kV 4种电压等级下的直腔体、L型、T型仿真模型,通过CST仿真软件对比研究并分析了同一结构下不同电压等级的GIS中UHF信号以及同一电压等级不同结构中UHF信号的传播衰减情况;据此得出了不同电压等级GIS各种典型结构下UHF信号的衰减量,为UHF传感器的配置合理性评价及现场校核信号注入值的确定奠定了基础。

    2019年05期 v.55;No.362 88-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1765K]
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  • 环网柜电缆室电缆屈曲对套管受力的影响规律

    潘明龙;方春华;易满成;顾春晖;李桂军;沈应涛;

    环网柜在与三芯电缆连接时其穿墙套管经常受到较大的作用力而受损,原因是电缆具有很大的抗弯刚度,其屈曲产生了较大的作用力于套管上。文中基于有限元分析建立了电缆芯线屈曲分析模型和电缆屈曲试验,探究了标准安装时、T型套管偏斜时和电缆芯线截取过长时3种情况下套管高度、套管间距、电缆型号和芯线弯曲形态对套管受力的影响规律,并提出合理建议来改善套管受力。为环网柜的设计和标准安装提供了理论依据。

    2019年05期 v.55;No.362 94-99+107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1897K]
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  • 固体绝缘开关柜局部放电模式识别优化算法

    徐卫东;聂一雄;周文文;彭丹;

    电力设备内部绝缘缺陷引起的局部放电,含有可用于绝缘状态评估的特征信息。可以有效识别不同局部放电的类型。现有基于传统BP神经网络或SVDD模式识别方法在函数参数选择自主性很强,但由于不同放电类型的特征量在分布上是重叠、非线性的,BP神经网络容易陷入局部最优,识别率不高,SVDD算法在自由金属微粒缺陷识别效果不好。文中对SVDD算法提出了改进,在AP聚类与GPAM-PSO优化算法基础上提出一种用于固体绝缘开关柜局部放电模式识别的SA-SVDD算法。以解决传统模式识别算法在参数选择、训练方法上的不足,通过训练不同放电类型下的分类器,以达到准确识别不同放电类型。仿真结果显示该方法能自主识别不同PD类型,识别率、收敛速度较传统方法有较大提高,以便电力人员准确判断局部放电类型并制定相对应的抢修方案。

    2019年05期 v.55;No.362 100-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 2227K]
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  • 核电高压开关柜抗震性能分析

    王思润;于庆瑞;杨书吉;黄旭阳;刘爱华;李世欣;

    开关柜的绝缘性能破坏会影响电气设备的正常运行。在核电等特殊领域的高压设备,会受地震影响造成绝缘性破坏继而影响整柜的正常工作,后果十分严重。通过计算和分析,模拟仿真出开关柜整柜在地震作用下的变形有重要意义。文中以Workbench作为仿真平台,采用高性能并行计算机作为计算平台,以振型分解反应谱法为理论基础,对核电1E级F-C交流金属封闭开关设备柜体及主要部件进行了整体抗震分析。评估其整体结构的抗震性能,并且对后续的结构的优化设计提供重要参考。

    2019年05期 v.55;No.362 108-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1796K]
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  • 湖南电网架空输电线路涉鸟故障风险分析

    巢亚锋;徐志强;岳一石;王峰;王成;黄福勇;周卫华;

    基于湖南电网鸟类活动情况和2006—2016年湖南架空输电线路鸟害故障情况,对湖南电网架空输电线路进行涉鸟故障风险分析,发现鸟粪类故障风险等级较高区域主要集中在湘北、湘中偏东和湘西,鸟粪类Ⅲ级风险区域面积约占湖南电网总面积的5.03%,Ⅱ级风险区域约占15.24%,Ⅰ级风险区域约占79.73%。鸟巢类故障风险等级较高区域主要集中在湘北和湘东,鸟巢类Ⅲ级风险区域面积约占湖南电网总面积的5.23%,Ⅱ级风险区域约占16.12%,Ⅰ级风险区域约占78.65%。绘制了湖南电网涉鸟故障风险分布图,并提出了该分布图的应用建议。

    2019年05期 v.55;No.362 113-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1780K]
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  • N_2环境下绝缘子闪络特性的试验研究

    薛鹏;赵谡;肖登明;

    目前广泛应用于气体绝缘领域的SF_6是一种强温室气体,N_2以其取材方便、价格便宜、环境友好、低电压等级下的优良绝缘性能等优点成为新型环保替代气体。文中对N_2环境下的绝缘子闪络特性进行了试验研究,测量了不同条件下的雷电冲击50%闪络电压,结果显示:随着气压的增加,绝缘子闪络电压近似线性增加;随着绝缘子表面粗糙度的上升,闪络电压先下降后上升;随着伞裙数目的增加,绝缘子正极性闪络电压变化不明显,负极性则先下降后上升。文中的实验数据和结论为N_2在气体绝缘中的应用提供了参考。

    2019年05期 v.55;No.362 119-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 2328K]
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  • 基于流固耦合腕臂复合绝缘子抗风性能研究

    曹桂;张血琴;吴广宁;

    强风环境会引起复合绝缘子伞裙发生形变,导致伞裙根部出现严重的应力集中。在周期循环风载荷作用下,伞裙根部长期处于应力疲劳状态并最终导致伞裙撕裂问题。针对上述问题,文中以铁路系统腕臂复合绝缘子为对象,建立腕臂复合绝缘子流固耦合三维仿真计算模型,研究伞裙形变量与伞裙根部应力及不同风速、不同迎风角与绝缘子伞裙形变量的关系。研究结果表明:从整体来看,根部倒角半径对形变的影响是非常小的,非重要抗风结构参数;在同一风速下,迎风角为17°时伞裙形变量最大,迎风角为84°时伞裙形变量最小;随着下倾角的增加,绝缘子伞裙边沿产生最大形变的迎风角逐渐减小;伞裙下倾角增加到7°时,同时伞裙边沿形变从5 mm平稳下降到0.85 mm,伞裙下倾角的增加有效抑制了伞裙边缘形变量的上升,对绝缘子抗风性能具有极其重要的影响。文中根据以上研究结果,优化腕臂复合绝缘子的伞裙结构,提高了绝缘子的抗风性能。

    2019年05期 v.55;No.362 125-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1710K]
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  • 110 kV固相灭弧防雷装置灭弧效果的研究

    王学彬;王巨丰;丰德;郑传啸;

    新型固相灭弧防雷装置能降低输电线路雷害事故,提高供电可靠性,为进一步验证其性能,文中对装置的作用机理和效果进行研究。介绍了装置的工作原理,通过电弧模型仿真和冲击气流灭弧仿真得出电弧电流在第一次过零点时被截断,理想环境下,高速冲击气流可在1.4 ms左右将电弧熄灭,且不重燃。灭弧试验表明,装置在极短的时间内熄灭电弧,保护绝缘子,避免继电保护动作,降低雷击跳闸率。冲击气流灭弧防雷装置的有效性和实用性得到验证。

    2019年05期 v.55;No.362 131-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 2081K]
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  • 直流接地极电流干扰下埋地金属管道防护距离影响因素研究

    曹方圆;白锋;

    随着直流输电工程建设的快速发展及直流输电工程与埋地金属管道相邻不断增多,接地极极址的选择变得越来越困难。接地极对管道直流腐蚀影响的程度不仅与接地极电流和接近距离有关,还与土壤电阻率、土壤pH值和管道防腐层类型有关。文中在管道电路模型的基础上,建立了考虑管道极化效应的电路模型。通过文中计算方法的计算结果与CDEGS计算结果的对比,验证了文中算法的正确性。获得了典型设计参数下接地极与埋地金属管道的可供工程参考的防护距离,分析了土壤电阻率、土壤pH值、管道防腐层类型对接地极电流干扰下管道防护距离的影响。土壤电阻率和管道防腐层类型对管道防护距离影响较大,土壤pH值几乎不改变管道的防护距离。

    2019年05期 v.55;No.362 136-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1731K]
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  • 均压驱动耦合型单驱动IGBT串联电路设计

    宋慧敏;田苗;吴俊锋;张志波;贾敏;金迪;杨永红;

    为给介质阻挡放电提供电压、频率、脉宽可调的高压脉冲,文中设计了均压驱动耦合型单驱动IGBT串联电路。该串联电路在每个IGBT两端并联一个动态均压与驱动信号输出耦合电路,在导通关断时,一方面保证IGBT两端电压不超过额定电压,另一方面为下级IGBT提供驱动截止信号。通过仿真研究,验证了电路原理的可行性,探索了元器件的选型规则。通过实验研究,实现了电源电压在0~15 kV可通断、频率在0~1 kHz可调节、脉冲宽度在一定范围内可变化,并成功实现介质阻挡放电。该电路解决了多驱动IGBT串联电路需要隔离高压电源及单驱动IGBT串联电路结构难以扩展,各级IGBT导通关断跟随性差,元器件容易损坏的缺陷。该电路同样适用于MOSFET,具有很好的应用前景。

    2019年05期 v.55;No.362 144-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 2417K]
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  • ±500 kV柔性直流电网控制策略研究

    孙栩;曹士冬;雷霄;董鹏;

    文中针对±500 kV柔性直流电网的控制策略加以分析研究,并使用时域仿真的手段加以验证。针对张北柔直电网换流器控制策略,其要避免接入短路比在1.3以下的弱交流电网;直流电网的系统级控制非常重要,要兼顾系统稳定与换流器过负荷两方面的要求;由于直流电网配置线路直流断路器,可以利用合直流断路器来为其他换流器充电;对于直流电网可以通过配置快速合环开关来实现换流站退出后的线路潮流快速合环。

    2019年05期 v.55;No.362 154-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 3680K]
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  • 不同直流场强下乙丙橡胶的空间电荷特性

    徐晓晓;雷志鹏;宋建成;吝伶艳;李媛媛;

    乙丙橡胶在电缆绝缘中的应用日益广泛,空间电荷积聚成为影响其绝缘性能的关键因素之一。为了明确乙丙橡胶中空间电荷的行为特性及形成机制,文中基于PEA法对乙丙橡胶在直流场强下的空间电荷分布进行了研究,分析并讨论了不同场强下乙丙橡胶内空间电荷的分布规律以及其消散特性。实验结果表明:乙丙橡胶的电荷注入的阈值场强为2.5~5 kV/mm。根据不同场强下乙丙橡胶内空间电荷的行为特性,可将其分为4个阶段,分别为无电极注入阶段、双电极注入阶段、注入电荷迁移复合阶段、阳极注入主导阶段。此外,不同场强下陷阱密度及深度的差异会影响乙丙橡胶内部空间电荷的消散特性。在较高场强下,正极性空间电荷包的形成引起乙丙橡胶内部电场畸变,这可能会影响其介电强度,并使绝缘老化。

    2019年05期 v.55;No.362 161-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 2409K]
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  • 短路电流直流分量实用计算方法研究

    张旭航;黄阮明;曹炜;余婕;仇成;周明;

    短路电流直流分量含量对断路器开断能力有很大影响,然而对直流分量的计算至今缺乏简单实用的方法。分析短路电流直流分量产生原理及其衰减特性,结合电力网络数学模型的特点,提出了基于转移阻抗理论的短路电流直流分量实用计算方法:将电力系统复杂网络近似简化为以短路点为中心的辐射形网络,求出各发电机所提供短路电流直流分量及其衰减情况,最终对所有分支短路电流直流分量求和近似计算出故障点短路电流直流分量。通过实用计算方案与EMTP仿真计算以及故障录波的对比分析,验证了该方法的准确性。

    2019年05期 v.55;No.362 169-174+181页 [查看摘要][在线阅读][下载 1469K]
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  • 基于恒电位法的阀冷却系统铝散热器腐蚀特性研究

    张望平;郑丰;郝良收;杨跃辉;葛梦昕;李道豫;王圣平;樊友平;

    目前高压直流输电阀冷却系统普遍存在均压电极结垢问题,严重的甚至影响高压直流系统的正常运行。从均压电极结垢的源头即散热器的腐蚀出发,以安顺换流站的换流阀的内冷水系统为对象,基于电化学原理、恒电位法和测试技术,分析铝散热器的腐蚀机理,从温度、悬浮树脂浓度、水流速、溶解氧浓度和PH值5个方面讨论铝散热器腐蚀的影响因素和作用机制,得出了抑制铝散热器腐蚀的各因素最佳值,并建设性地提出了改善阀冷系统限制其腐蚀结垢的方法,为解决南方电网其他换流站内冷却水系统的腐蚀结垢提供科学依据。

    2019年05期 v.55;No.362 175-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 1751K]
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  • 局部简化建模法三维有限元仿真与实验研究

    赵志刚;史文军;刘慧敏;赵捷;刘福贵;

    局部简化建模法即在不影响计算结果精度的要求下,在对实物进行建模时适当地做一些简化处理,对所关心的部件进行精细建模,而对其余部件进行简化建模。为验证局部简化建模法的有效性,文中基于TEAM Problem 21基准族中的P21~a-2,P21~0-B模型,进行了详细地实验研究与仿真分析。重点考察了不同激励下采用局部简化建模法对变压器结构件(如变压器油箱)中杂散损耗、漏磁通密度计算值与测量值之间的对应关系。计算值与测量值具有较好的一致性,从而验证了局部简化建模法的工程适用性。在计算机资源有限的情况下,如何对装置模型进行简化计算是科学工作者致力于研究的一项重大内容。局部简化建模法对大型电力变压器电磁热模拟的合理建模,高效的仿真计算具有重要的意义。

    2019年05期 v.55;No.362 182-187+193页 [查看摘要][在线阅读][下载 2281K]
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  • 变压器式可控电抗器的限流电感参数精确计算

    李进;田铭兴;柳轶彬;滕青芳;

    变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)是用来保证高压输电系统安全运行的重要设备。限流电感是CRT的重要组成部分,合适的限流电感参数是CRT能安全正常工作的基本保障。文中主要提出了一种新的限流电感参数计算方法。首先给出了顺次单支路工作模式下CRT的绕组电流计算模型;然后,基于绕组电流计算公式,建立了限流电感的计算模型;最后,设计算例验证文中所提出精确算法的正确性,并和已有的递推算法进行比较,发现文中所提出的限流电感计算方法在满足谐波要求的基础上更精确合理。

    2019年05期 v.55;No.362 188-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K]
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  • 双馈风电场经混合串补外送系统次同步振荡特性

    朱鑫要;赵静波;刘建坤;周前;袁宇波;金梦;

    运行经验表明,双馈风机(doubly fed induction generator,DFIG)经串联补偿线路外送系统存在发生次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)的风险。文中给出了由静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)和固定电容器组成的混合串补装置结构及控制策略,设计了串联型柔性交流输电装置次同步频段阻抗特性仿真测试方法,并分析了SSSC的次同步频段阻抗特性及DFIG经混合串补外送系统的SSO特性。分析结果表明,SSSC的次同步频段等效电抗和等效电阻均为正,且系统的SSO阻尼随混合串联补偿中SSSC占比、补偿阻抗及补偿电压的增大而增大。文中研究成果可为大规模风电外送系统的规划设计和运行提供指导和参考。

    2019年05期 v.55;No.362 194-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 2189K]
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  • 含风电的混合直流输电并网系统暂态特性分析

    齐方方;王海云;常鹏;

    为了提高直流输电并网系统的暂态稳定运行特性,文中基于送端采用双馈风电机组(DFIG),建立LCC-二极管-MMC混合直流输电并网系统,研究该系统的并网暂态运行特性,其整流侧采用电网换相换流器(line commutated converter,LCC),逆变侧采用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)。为解决MMC无法清除直流故障的问题,在逆变侧的直流出口处加装大功率二极管以阻断故障电流通路。在MATLAB/Simulink平台搭建LCC-二极管-MMC风电并网仿真模型,通过设置直流及并网点接地故障,仿真分析LCC及MMC的各种优越性。研究结果表明:该系统不存在逆变侧换相失败的问题且发生直流故障时系统中大功率二极管能够阻断故障电流通路,在故障期间逆变侧直流电压也无突增现象且有功功率波动极小,从而增强了系统的暂态稳定特性。

    2019年05期 v.55;No.362 201-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K]
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  • 上海电网主力机组跳闸典型过程分析及大数据平台构想

    陈洪兴;汪静;顾承昱;张建新;赵文彬;高天云;

    阐述了上海电网电力平衡的形势,凸显了上海电网本地发电机组稳定运行的重要性,为提高机组运行可靠性需要对跳闸故障进行深入分析。抽取足量的、具有代表性的主力机组作为研究样本,对机组跳闸事件进行了统计分析,明确了应重点关注的方向。对辅机缺陷和控制软硬件缺陷引发两次真实跳闸事件进行了过程回溯和原因分析,提出了按照发电厂分系统进行跳闸过程分析的方法,讨论了运行记录在事故分析中的重要参考价值。基于运行记录的重要性提出了构建机组运行信息大数据平台的构想,并给出了信息系统架构;以机组跳闸季节特性和调度运行记录词频分析为例,探讨了在大数据平台的基础上利用挖掘算法建立知识仓库的可行性。

    2019年05期 v.55;No.362 207-213页 [查看摘要][在线阅读][下载 1796K]
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  • 基于SVC的大规模双馈风电场次同步振荡研究

    邓王博;王海云;常喜强;郭小龙;

    为了探究动态无功补偿装置与大规模双馈风电场次同步振荡之间的关系,文中在MATLAB/Simlink软件搭建了含SVC的双馈风机经无串补线路并网系统模型,结合时域仿真法研究了SVC的拓扑结构、投入时间、控制器参数和系统扰动对系统运行特性的影响。结果表明:不同的SVC拓扑结构投入系统后,均会引发系统发生次同步振荡,且与投入系统的时间无关。当次同步振荡出现的情况下,给系统施加一个小扰动,控制器参数K_p过大产生超调,激增了次同步振荡。由于电压的超调发生振荡,进而导致各个SVC无功量的不规律运动,AVR中比例系数K_p的超调是产生次同步振荡的源。

    2019年05期 v.55;No.362 214-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 1941K]
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广告目次

技术讨论

  • 1100 kV特高压交流变电站开关设备低温应对措施

    刘焱;崔博源;王宁华;李心一;高延峰;许裕;

    随着特高压交流工程建设的不断开展,越来越多特高压变电站将建设在低温地区。由于特高压开关设备普遍采用SF_6气体绝缘,在低温地区使用会存在低温液化问题,降低设备运行稳定性,提升电网运行风险,需采取措施提高设备耐受低温能力。基于设备重要性的考虑,对于1 100 kV GIS,宜采用户内布置方式。对于户外使用的1 100 kV出线套管和分支母线可采用降低气压的方法降低气体液化温度。对于其他电压等级的GIS设备,可在设备外壳加装加热装置,按一定程序对设备气室加热,保证绝缘和灭弧介质SF_6的状态稳定。上述低温应对措施均通过了低温试验考核,试验结果将为后续低温特高压站的建设和运行提供指导。

    2019年05期 v.55;No.362 220-225页 [查看摘要][在线阅读][下载 1883K]
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  • 不同背景气体对SF_6分解产物检测结果影响的研究

    韩慧慧;

    为了探索混合气体中SF_6分解产物的检测技术,了解不同背景气体对SF_6分解产物检测结果的影响,文中对比研究了CF_4/SF_6、N_2/SF_6等不同混合气体与纯SF_6为背景气体条件下,SO_2、H_2S、CO等SF_6分解产物检测结果的差异,研究表明,不同背景气体对SF_6分解产物的检测结果影响不同,文中通过分析拟合得出了CF_4/SF_6、N_2/SF_6混合气体对SF_6分解产物的检测结果的影响系数,并建立了几种CF_4/SF_6、N_2/SF_6混合气体为背景气体与纯SF_6为背景气体条件下SF_6分解产物转换的数学模型。

    2019年05期 v.55;No.362 226-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 1772K]
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  • ±800 kV特高压直流分压器内部故障的SF_6分解物测试特性

    谢超;尚涛;李乾坤;

    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。

    2019年05期 v.55;No.362 230-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 1691K]
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  • 合闸启动力矩对断路器系统性能的优化分析

    宋广民;刘宇;朱苛娄;韩钰;郭良超;孔志武;

    文中是对高压断路器弹簧操动机构的合闸启动力矩进行分析,通过仿真优化和试验验证的方法,得到合闸启动力矩对断路器弹簧操动机构性能的影响,为后续断路器弹簧操动机构的设计与优化提供参考,具有一定的指导意义。

    2019年05期 v.55;No.362 234-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 1813K]
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  • 某220 kV变电站GIS弹簧触头故障分析及优化方案

    刘荣海;唐法庆;董志聪;耿磊昭;冉梦东;

    根据某220 kV变电站某一个GIS设备触头出现的故障,对现场GIS设备进行拆卸后发现弹簧触指发生了变形。借助于X射线检测技术还发现另外6组GIS设备中弹簧触指亦有不同程度的形变。结合现场处理情况分析了弹簧触指变形的原因,变形是由于动触头在与弹簧触指接触过程中的冲击载荷过大所导致。并根据弹簧触头的特点创建了模型,利用Adams仿真软件对弹簧触头的工况进行了仿真分析,并对弹簧产生形变的原因进行了分析。仿真结果显示,动触头在与弹簧触指接触过程中弹簧受力增大,在齿轮槽的作用下使得弹簧应力集中,引起弹簧变形。根据形变原因提出了弹簧触头的优化方案,并根据优化方案对出现故障的GIS进行了相应的处理。

    2019年05期 v.55;No.362 239-244页 [查看摘要][在线阅读][下载 2082K]
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  • 高压电气用壳体翻边工艺过程分析及翻边口精度提升

    刘楠;赵向苹;张大伟;李博强;仵文辉;郭志军;张国龙;

    文中针对气体绝缘金属开关设备用翻边壳体翻边口尺寸超差,在较大翻边比的厚板壳体上尤为突出的问题,选择一种典型壳体,采用数值模拟技术,解决上述问题。通过研究表明:塑性成形模拟技术能够较准确地实现翻边现场状态,其翻边口尺寸、形状、应力应变、载荷变化与实际加工吻合;经分析主要有3个因素会影响翻边口尺寸,即筒体与模具的对中,翻边预孔尺寸和模具工作带的尺寸,其中模具工作带的形状和尺寸对翻边口精度提升起重要作用。通过模拟确定模具最佳工作带尺寸,并通过加工验证,成功解决了壳体翻边口尺寸超差的问题,提高了壳体质量和加工效率。

    2019年05期 v.55;No.362 245-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 1945K]
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    2019年05期 v.55;No.362 233页 [查看摘要][在线阅读][下载 1221K]
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  • 2019年第一届电力装备绝缘与放电计算学国际研讨会第二轮会议通知

    <正>尊敬的各位专家学者:能源结构转型和可再生能源大规模开发利用促使电网系统开始进行新一轮的重大变革,特别是以多端柔性直流输配电技术为代表的新技术的快速发展,不断催生出大量新型的电力装备。同时,由于电力装备的工作场景复杂,往往涉及绝缘与放电中的多物理场耦合过程,还涉及到电磁场、放电等离子体等复杂现象与材料的相互作用,导致目前电力装备的研发与设计周期较长,研发成本较高。能否获得更为准确的计算方法,以缩短电力装备的设计研发周期、降低研发成本,是研究人员长期以来面临

    2019年05期 v.55;No.362 251-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 779K]
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