1200 kV特高压交流胶浸纤维穿墙套管技术应用研究

胶浸纤维干式套管具有无油、防火防爆、机械强度高、防潮、少维护等优势,笔者提出了一种特高压交流胶浸纤维穿墙套管结构,采用胶浸纤维复合材料绝缘层与半导体适形材料电容屏交替间隔绕制成阶梯状电容芯体;改进了非真空环境下超长超大直径套管芯体缠绕和固化工艺,调整缠绕角度和缠绕张力,优化套管芯体固化参数,有效去除套管芯体内部气泡,同时避免套管芯体出现分层和开裂问题,实现了胶浸纤维材料在特高压交流穿墙套管上的应用,为我国特高压套管质量提升提供了新的技术路线和可国产化产品.     

直流电压作用下油纸绝缘局部放电发展不同阶段的理化特性

换流变压器阀侧绕组同时承受交流、直流电压作用,其内部油纸复合绝缘局部放电性故障与以往交流电力变压器存在较大差别,而相关研究明显不足。为研究油纸绝缘直流局部放电发展过程与绝缘材料理化特性变化规律之间的关系,对典型油纸绝缘缺陷模型在80℃环境中进行了200 h直流耐压试验,考察油纸绝缘直流局部放电发展不同阶段统计特征谱图变化规律,并利用高速摄像装置对油纸绝缘针板电极模型的局部放电发生、发展及击穿的动态过程进行观测。同时,为揭示直流局部放电对油纸绝缘的破坏作用,分别通过X射线能量色散谱分析(EDS)、傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)研究直流局部放电相应阶段油纸绝缘的理化特征变化规律。试验结果表明:根据油纸绝缘直流局部放电脉冲的统计特征谱图,将其发展过程划分为5个阶段,此过程中伴随着绝缘纸板表面纤维氧元素的增加和羰基含量、油中酸值增加的过程,说明直流电应力对绝缘纸板的破坏作用主要表现在使绝缘纸板表面纤维素分子发生氧化反应,导致绝缘纸板的绝缘性能的逐渐下降,反之,绝缘材料在直流电应力作用下发生损伤,会促进直流局部放电的发生程度加剧。     

35kV油浸式变压器准分布式测温系统的研究

对光纤光栅测温技术进行了研究,针对35kV油浸式变压器设计了光纤光栅测温系统方案,研制了适用于现场应用的调解系统,并设计了内置光纤光栅的特殊电磁线结构。     

UHVDC换流变压器油纸绝缘缺陷直流局部放电发展过程

特高压换流变压器绝缘承受的直流电压高,绝缘缺陷劣化发展迅速,且单凭局部放电(PD)量值和放电次数无法对绝缘缺陷的发展阶段进行分析诊断。为此,研究了特高压换流变压器内部油纸绝缘缺陷直流局部放电特征及其发展过程,构建了油纸针-板等7种局部放电模型。采用阶梯式升压法研究在长期外加电压作用下,绝缘纸板从起始放电到被击穿的整个缺陷发展过程中脉冲电流信号的实时特征及其统计特性,通过拍照的方式给出各模型各发展阶段纸板表面电腐蚀状态,并给出各相应发展阶段电场的空间分布。结果表明:直流局部放电发展过程复杂,初期以大放电脉冲为主,放电频率低,等待恢复时间随机性强;中期和末期以小脉冲放电为主,等待恢复时间均匀分布;临界击穿时等待恢复时间分布集中。结合多种放电模型直流局部放电试验,可断定不同缺陷结构从起始直流局部放电到击穿的过程中,其局部放电的总体发展趋势表现一致。     

直流电压下变压器油纸绝缘局部放电的发展过程

研究变压器油纸绝缘局部放电(PD)的发展过程对于特高压换流变压器的运行维护十分重要。为此,对典型油纸复合绝缘缺陷模型在直流电压长期(100 h)作用下的局部放电信号进行了统计分析;根据其统计特征图谱,将直流局部放电发展过程划分为4个阶段。此外,还采用无感电阻测量直流局部放电单个脉冲波形;并对直流电压长期作用下的油浸绝缘纸板表面形貌变化进行了观测。试验结果表明,直流电压下的局部放电脉冲的上升沿在10～100 ns范围内,首脉冲持续时间约500 ns,其余振荡脉冲脉宽在600～900 ns范围内;估算得出单次直流放电脉冲能量在0.01～0.1 J范围内。此外,研究发现绝缘纸板的表面会在针电极电蚀作用下产生"凹坑",这为实现基于多信息融合的直流局部放电发展趋势预测奠定了基础。     

换流变压器油纸绝缘缺陷直流局部放电聚类辨识

采用等效时频法、频域幅值参数法及两种分类融合的方法对直流局部放电缺陷类型进行分类辨识,等效频域幅值参数法能有效分辨出常见绝缘缺陷。     

500kV以上超高电压等级油浸式变压器荧光光纤温度监测系统研究

超高压油浸式变压器内部绕组温度实时监测是保障变压器可靠运行的重要部分,现有的超高压油浸式变压器内部绕组温度是通过绕组温度计算模型推算而来。变压器内部热点温度,除了线圈发热通过热传递引起其他位置温度的变化外,还与变压器线圈附近的磁通量有关,通过模型推算变压器内部温度分布,误差较大。本文论述了基于荧光余晖衰减特性与温度关系,研究出一种荧光光纤温度传感技术,给出了传感器荧光材料特性、结构封装,验证了传感器的测温精度和所使用材料的安全可靠性。该温度监测系统已经成功应用500kV以上超高压等级油浸式变压器中,实现了超高压油浸式变压器内部绕组温度真正意义上的在线监测。     

操作冲击电压下油纸绝缘局部放电抗干扰及缺陷辨识技术研究

对油纸绝缘缺陷在操作冲击电压下的局部放电检测、干扰辨识及缺陷识别进行了研究。构建了模型,有效提取了由缺陷激发出的冲击电压下的局部放电信号。     

雷电冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电特性

针对变压器在雷电冲击试验中出现局部放电却无法有效诊断分析的现状,构建油纸绝缘多尺度气隙缺陷模型,探究冲击电压条件下局部放电特征。基于油纸绝缘气隙缺陷在雷电冲击电压下的放电特点,将雷电冲击电压作用时间划分为波前时间、半峰值时间、延迟时间和去电荷时间四个阶段,详细阐述了去电荷阶段局部放电驱动机制。结果表明,半峰值时间和去电荷时间内局部放电脉冲极性相反,且在去电荷阶段内脉冲放电无过冲振荡现象,随着气隙高度的增大,延时放电时间延长,平均放电量增加,累积放电量减小,且放电重复率减小。     

油纸绝缘系统局放光纤传感检测方法

为解决传统声测法所用压电陶瓷传感器的电磁干扰问题,设计一种光纤法-珀传感器检测局放超声波信号,并提出采用声波能量开方值表征局放量大小相关性的方法 .根据弹性力学原理分析圆形膜片的振动特性后,研究并制备非本征光纤法-珀超声波传感器.利用板-板电极系统为局放源,组建光纤传感器、压电陶瓷传感器和脉冲电流法同时检测的局放实验系统,实验结果表明,所制备光纤传感器与压电陶瓷传感器具有相近灵敏度.声波传感器信号幅值、能量开方值分别与局放量大小进行相关性分析得出,光纤波传感器和压电陶瓷传感器检测信号的能量开方值与局放量大小的相关系数高于声波幅值与其相关系数0.1左右.