±800kV换流变阀侧套管温度场仿真与大电流温升试验分析 被引量：5

1

作者 谢更生 史石峰 +3 位作者 王琪林 王青于 刘鹏 彭宗仁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期994-1002,共9页

随着我国高压直流输电工程的发展,输送功率不断提升,胶浸纸(resin impregnated paper,RIP)套管的发热问题越发突出。面对±800k V特高压直流输电工程进一步提升输送容量的挑战,为避免RIP套管发热严重、温度过高带来的安全问题,提出... 随着我国高压直流输电工程的发展,输送功率不断提升,胶浸纸(resin impregnated paper,RIP)套管的发热问题越发突出。面对±800k V特高压直流输电工程进一步提升输送容量的挑战,为避免RIP套管发热严重、温度过高带来的安全问题,提出了一种RIP换流变阀侧套管的设计方案,并通过仿真模拟与温升试验进行验证。首先,在套管设计方案中,通过引入衬管结构、增加导体直径等手段来降低热点温度;然后,提出了一种针对RIP套管温度场的改进计算方法,对套管热设计进行了仿真校核;最后,对基于该设计方案制造的套管进行了温升试验考核。仿真与温升试验结果表明:该文提出的RIP换流变阀侧套管可以满足工程要求,其载流量(等效工频电流)可达6736 A。 展开更多

关键词 胶浸纸套管 换流变阀侧套管 直流输电工程 计算流体力学 温升试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于最佳测温点的特高压换流变阀侧套管载流连接缺陷非侵入式定量评定方法

2

作者 马爱清 汪威 徐进帅 《广东电力》 北大核心 2025年第6期79-89,共11页

表带触指作为阀侧套管的关键部件之一,出现载流连接缺陷后温度升高,会造成套管内部过热,但目前对于表带触指热点温度并没有可行的定量检测手段。从热通量角度出发,针对外表面最佳测温点的选取,提出一种基于最佳测温点的换流变阀侧套管... 表带触指作为阀侧套管的关键部件之一,出现载流连接缺陷后温度升高,会造成套管内部过热,但目前对于表带触指热点温度并没有可行的定量检测手段。从热通量角度出发,针对外表面最佳测温点的选取,提出一种基于最佳测温点的换流变阀侧套管载流连接缺陷评定方法。以±800 kV胶浸纸充SF6型套管为例,进行不同运行工况以及触指接触电阻值下的套管温度场仿真,分析表带触指向外表面传递的热通量大小并结合皮尔逊相关系数初步选择表面测温点位,以及利用粒子群算法优化支持向量回归机模型筛选出最佳测温点,得出最佳测温点温度与触指热点温度相关性最高的结论,实现特征量的非侵入式获取。此外,利用最佳测温点温度预测出表带触指热点温度,最终结果平均绝对误差为0.89%,最大温差小于0.82℃,实现了载流连接缺陷的定量评价。 展开更多

关键词 换流变阀侧套管 载流连接缺陷 温度场 非侵入式 热点温度预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

±800 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计分析 被引量：36

3

作者 张施令 彭宗仁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2257-2266,共10页

±800kV换流变阀侧套管是实现特高压换流变压器与阀塔电气连接的重要设备,主要针对其内外绝缘结构进行设计分析。讨论了换流变套管的实际运行环境和承受的电压、电流波形特征;利用等裕度法设计套管主绝缘结构,通过有限元法对其电、... ±800kV换流变阀侧套管是实现特高压换流变压器与阀塔电气连接的重要设备,主要针对其内外绝缘结构进行设计分析。讨论了换流变套管的实际运行环境和承受的电压、电流波形特征;利用等裕度法设计套管主绝缘结构,通过有限元法对其电、热、力多物理场进行模拟分析;对换流变套管从空心复合绝缘子、套管均压罩、套管尾部3方面进行了设计和分析;建立了换流变套管三维电场仿真计算模型,在实际运行环境下对其外绝缘性能进行计算分析。研究结果表明:套管主绝缘宜采用电容式结构,且套管芯子轴向场强最大值为0.62 kV·mm-1,额定运行条件下最热点温度为85℃,套管端部应装配苹果型均压罩;套管空心复合绝缘子的绝缘距离设计为7 490mm,且尾部的绝缘距离设计为3110mm。该计算结果可为±800kV高压直流输电工程用换流变套管绝缘结构设计提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 ±800kv换流变阀侧套管 外绝缘 有限元 电容式结构 空心复合绝缘子

在线阅读 下载PDF 职称材料

±1100kV直流输电工程换流变压器阀侧套管的设计 被引量：56

4

作者 张学成 檀金华 +2 位作者 牛万宇 潘良胜 李灿 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期393-399,共7页

换流变压器阀侧套管作为换流变压器的关键组成部分,长期以来依靠进口,对其进行设计具有重要意义。为此,基于GB/T 22674—2008《直流系统用套管》及国家电网公司2011年5月份颁布的《±1 100千伏特高压直流输电工程设备研制技术规范-... 换流变压器阀侧套管作为换流变压器的关键组成部分,长期以来依靠进口,对其进行设计具有重要意义。为此,基于GB/T 22674—2008《直流系统用套管》及国家电网公司2011年5月份颁布的《±1 100千伏特高压直流输电工程设备研制技术规范-换流变压器册》技术规范,对准东-重庆±1 100kV特高压直流输电工程换流变压器阀侧套管结构型式、外绝缘、性能及关键技术进行了研究。结果表明:换流变压器阀侧套管结构比较复杂,采用充SF6式型式比较好;绝缘水平比换流变压器绕组绝缘水平要提高不等系数,其中雷电冲击耐受和操作冲击耐受提高1.05倍,直流耐受、极性反转和工频耐受试验水平提高1.15倍。根据研究结果给出了准东换流站换流变压器阀侧套管的技术参数,对±1 100kV特高压直流输电工程换流变压器阀侧套管的研制具有重要指导作用。 展开更多

关键词 ±1100kv 特高压直流输电 换流变压器 阀侧套管 套管结构 外绝缘

在线阅读 下载PDF 职称材料

±400 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计 被引量：5

5

作者 张施令 彭宗仁 +1 位作者 宁鑫 田汇冬 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期199-206,共8页

±400 kV换流变压器阀侧套管的设计裕度均低于特高压等级换流变压器套管,且±400 kV换流变压器阀侧套管在换流阀厅用量较大,因此有必要针对±400 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计进行具体分析讨论。分析了±400 kV换... ±400 kV换流变压器阀侧套管的设计裕度均低于特高压等级换流变压器套管,且±400 kV换流变压器阀侧套管在换流阀厅用量较大,因此有必要针对±400 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计进行具体分析讨论。分析了±400 kV换流变压器阀侧套管双导电管结构的发热机理,从理论解析角度给出了双导电管结构的设计尺寸,进一步优化设计了套管的芯体绝缘结构,从内、外绝缘配合的角度给出了套管的外绝缘设计方案,并对其整体电场分布情况进行了校核计算:工作电压下其径向电场强度控制在3.11 kV/mm,工频耐压下其轴向电场强度控制在0.51 kV/mm,均满足±400 kV换流变压器阀侧套管设计电场强度控制要求。对研制完成的±400 kV换流变压器阀侧套管进行型式实验,结果表明所研制的套管通过了工频干耐受电压试验并局部放电测量、雷电冲击干耐受电压试验和温升试验等典型型式试验。 展开更多

关键词 ±400 kv换流变压器阀侧套管 双导电管结构 优化设计 电场强度控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

特高压直流换流变压器阀侧套管高环温强电流下轴径向的温度分布规律 被引量：33

6

作者 汤浩 李金忠 +3 位作者 张贺军 张书琦 吴广宁 贾鹏飞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第18期5494-5503,共10页

为准确评估高环温、强电流下胶浸纸换流变压器阀侧套管的热性能,通过夏季负荷高峰期?800k V特高压直金华站换流变压器的运行温度测量,及双12脉动阀组换流变压器侧电流频谱特征的仿真分析,设计了模拟90℃换流变压器油温和50℃阀厅空气温... 为准确评估高环温、强电流下胶浸纸换流变压器阀侧套管的热性能,通过夏季负荷高峰期?800k V特高压直金华站换流变压器的运行温度测量,及双12脉动阀组换流变压器侧电流频谱特征的仿真分析,设计了模拟90℃换流变压器油温和50℃阀厅空气温度的高环温强电流下的套管热点温度试验测量系统;利用轴径向测温法掌握了胶浸纸换流变压器阀侧套管芯体温度分布特征;建立用于热点温度暂态值计算的指数函数模型,提出了基于热时间常数的IEC套管稳态温度修正方法。该研究结果可为特高压胶浸纸换流变压器阀侧套管电热耦合优化设计及运行工况下热性能的考核和评估提供方法及理论指导。 展开更多

关键词 特高压直流 换流变阀侧套管 脂浸纸芯体 热点温度 谐波电流频谱

在线阅读 下载PDF 职称材料

换流变阀侧套管表带触指接触电阻数值计算 被引量：11

7

作者 刘鹏 任汀 +3 位作者 谢韬 田汇冬 靳守锋 王青于 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1184-1193,共10页

换流变阀侧套管的载流连接结构由中心导杆、载流端子以及表带触指组成。为了研究单片表带触指接触电阻与其所受压力的关系,基于Greenwood和Williamson接触模型(G–W模型)推导出单片表带触指接触电阻与压力的关系式,引入表带触指受力偏... 换流变阀侧套管的载流连接结构由中心导杆、载流端子以及表带触指组成。为了研究单片表带触指接触电阻与其所受压力的关系,基于Greenwood和Williamson接触模型(G–W模型)推导出单片表带触指接触电阻与压力的关系式,引入表带触指受力偏转修正和接触区域表面轮廓修正,得到3种不同电极组合(紫铜–紫铜、紫铜镀银–紫铜镀银、铝合金镀银–铝合金镀银)下单片触指接触电阻与压力的关系。同时,开展试验验证触指的受力偏转现象,测量了不同电极组合下单片触指随压力变化的接触电阻。研究结果表明:接触电阻随压力增大而减小,当单片触指压力为5~9 N时,修正后计算值与试验值的相对误差在10%以内,验证了修正的准确性。该研究可为提高套管电连接可靠性提供参考。 展开更多

关键词 换流变阀侧套管 载流连接结构 表带触指 接触电阻 法向压力 G–W模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

换流变阀侧套管水冷散热设计与优化分析 被引量：7

8

作者 史石峰 刘杉 +4 位作者 谢更生 王琪林 王青于 刘鹏 彭宗仁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期4861-4870,共10页

随着我国输电线路输送容量的提升,换流变阀侧套管的发热问题日益严重,为提升其长期运行可靠性,该文提出一种适用于换流变阀侧套管的强制水冷结构。采用三维电磁–热–流耦合方法对该结构套管温度分布进行仿真分析,并通过温升试验验证其... 随着我国输电线路输送容量的提升,换流变阀侧套管的发热问题日益严重,为提升其长期运行可靠性,该文提出一种适用于换流变阀侧套管的强制水冷结构。采用三维电磁–热–流耦合方法对该结构套管温度分布进行仿真分析,并通过温升试验验证其冷却效果。仿真与试验结果表明,加入水冷结构后,套管内部温度下降明显,且当空气间隙为3mm、冷却水温为45℃时,温度对芯体电场影响最小。研究表明,强制水冷结构能有效解决套管发热问题,进而提高套管载流能力与运行可靠性。 展开更多

关键词 强制冷却换流变阀侧套管 温度分布 温升试验 电热耦合 结构优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

换流变阀侧套管极性反转暂态电场模型降阶 被引量：7

9

作者 王青于 楚智霖 +3 位作者 程建伟 张昊煜 刘鹏 彭宗仁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2420-2431,共12页

随着以新能源为主体的新型数字化电力系统建设,实现主设备的数字孪生体系是未来数字电网的重要发展趋势,使用模型降阶方法提高计算效率并实现快速实时仿真,是数字孪生应用于电力设备多物理场仿真领域的重要基础。为此提出了一种基于本... 随着以新能源为主体的新型数字化电力系统建设,实现主设备的数字孪生体系是未来数字电网的重要发展趋势,使用模型降阶方法提高计算效率并实现快速实时仿真,是数字孪生应用于电力设备多物理场仿真领域的重要基础。为此提出了一种基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)法求解换流变阀侧套管极性反转暂态电场的有限元快速计算方法,应用伽辽金有限元数值计算方法编程建立了换流变阀侧套管暂态电场刚度矩阵,提出了换流变阀侧套管芯体铝箔极板悬浮电位边界设置的强加虚拟齐次边界条件与稀疏矩阵联合的算法,通过矩阵奇异值分解对处理后的矩阵进行了主成分提取,构建了换流变阀侧套管电场降阶模型。研究结果表明,采用模型降阶方法得到的套管电场分布与商用软件计算的结果相近,同时,采用轻量化模型计算套管电场分布所需时间被大幅缩减,验证了模型降阶方法具有较高的准确性和计算效率,证明了采用模型降阶方法实现套管这种电力设备电场的快速计算和实时仿真的可行性。 展开更多

关键词 换流变阀侧套管 极性反转电场 本征正交分解 模型降阶 快速计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

高压换流变阀侧SF_6气体套管外绝缘结构设计 被引量：13

10

作者 张施令 彭宗仁 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期117-124,132,共9页

高压换流变阀侧套管是实现换流变压器与阀塔电气连接的重要设备,文中主要针对其外绝缘结构设计进行讨论。研究内容主要分为3部分:讨论了换流变套管的实际运行环境和承受的电压、电流波形特征;对换流变套管从空心复合绝缘子、套管均压罩... 高压换流变阀侧套管是实现换流变压器与阀塔电气连接的重要设备,文中主要针对其外绝缘结构设计进行讨论。研究内容主要分为3部分:讨论了换流变套管的实际运行环境和承受的电压、电流波形特征;对换流变套管从空心复合绝缘子、套管均压罩、套管尾部3方面进行了设计和分析;建立了换流变套管三维电场仿真计算模型,在实际运行环境下对其外绝缘性能进行计算分析。研究结果表明:套管主绝缘宜采用电容式结构,且套管端部应装配苹果型均压罩;套管空心复合绝缘子的绝缘距离设计为7 490 mm,且尾部的绝缘距离设计为3 110 mm;在实际运行环境下,端部均压罩最大场强出现在下端面,其值为2386 V·mm^(-1)。文中的计算结果可为高压直流输电工程用换流变套管外绝缘设计提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 换流变阀侧套管 外绝缘 电场仿真 结构设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

南桥换流站阀侧套管故障录波分析及阀短路保护改进建议 被引量：9

11

作者 沈志刚 张海燕 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期98-102,共5页

2008年12月21葛洲坝—南桥±500 kV直流输电工程南桥换流站极2换流变C相阀侧2.1套管箱体内油浸部分爆裂。笔者通过对故障跳闸相关保护录波图的分析,推断出故障性质及故障点位置,为迅速查清故障提供了支持。换流变现场吊套管调查进... 2008年12月21葛洲坝—南桥±500 kV直流输电工程南桥换流站极2换流变C相阀侧2.1套管箱体内油浸部分爆裂。笔者通过对故障跳闸相关保护录波图的分析,推断出故障性质及故障点位置,为迅速查清故障提供了支持。换流变现场吊套管调查进一步证实了波形分析结论。对故障录波图的进一步分析,发现阀短路保护在桥臂接地故障发生时不能快速动作,会导致故障范围扩大,因此提出通过修改差动电流检测逻辑完善该保护的建议。该建议对葛—南、龙—政、宜—华三个超高压直流输电工程均具有指导意义。 展开更多

关键词 换流变 阀侧套管 故障 波形分析 阀短路保护 改进建议

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于场量梯度的快照分区POD降阶计算方法

12

作者 杨帆 张潋镪 +2 位作者 何永胜 王鹏博 姜慧 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期31-39,共9页

随着数字化电力系统的不断发展,对高价值电力装备数字孪生模型的研究成为热点。为满足计算的时效性,通常采用模型降阶的方法,其中本征正交分解法(proper orthogonal decomposition,POD)是最为常用的方法之一。传统的POD方法在构造快照... 随着数字化电力系统的不断发展,对高价值电力装备数字孪生模型的研究成为热点。为满足计算的时效性,通常采用模型降阶的方法,其中本征正交分解法(proper orthogonal decomposition,POD)是最为常用的方法之一。传统的POD方法在构造快照时无法高效提取网格节点信息,造成大的计算量、存储资源浪费。为此,该文提出基于场量梯度的快照分区POD降阶计算方法,以快照中各节点场量梯度为依据对计算域进行分区处理,通过对不同分区的节点数量进行不同程度的缩减,实现了高效的POD降阶计算。以换流变阀侧套管极性反转电场作为算例,对该文提出分区降阶方法的可行性及高效性进行了验证。研究结果显示:相较于有限元方法,计算时间缩短97.1%,同时相较于传统的POD方法,其快照中节点数量减少95.2%,节约存储资源91.7%。同时,分区降阶计算的准确率高,平均误差仅为0.80%,实现了对阀侧套管极性反转电场的高效计算。 展开更多

关键词 模型降阶方法 本征正交分解法 场量大梯度 POD快照 换流变 阀侧套管

在线阅读 下载PDF 职称材料