谐波条件下500kV联接变压器铁心应力及振动特性仿真分析

在交直流混合互联大电网运行方式下,发现柔性直流与交流系统间发生的谐振具有高频次、宽频域的新特性。为研究谐波注入对500 kV联接变压器铁心振动的影响,通过建立联接变压器绕组、铁心电磁—结构力场有限元模型,考虑铁心磁致伸缩及洛伦兹力的作用,仿真计算得到变压器铁心磁通密度、应力分布、振动位移和加速度。对比分析基波及含谐波激励工况下的仿真结果表明,谐波注入前后铁心磁通分布无明显变化;谐波注入后,铁心上应力分布出现明显变化,且最大应力增加两个数量级;基波激励下最大振动频率为100 Hz,高次谐波注入后最大振动出现在2 500 Hz附近。研究结果为联接变压器振动噪声的预测及优化设计提供了参考。     

新型约束空间灭弧防雷间隙研究

喷射气体灭弧防雷间隙能在绝缘子发生雷击闪络造成单相接地故障时快速输导雷电流入地,同时启动高速气流灭弧装置,熄灭故障点工频续流,抑制间歇性电弧产生和过电压。通过雷电冲击试验、工频电弧试验,证明约束空间灭弧间隙能迅速地将工频电弧熄灭,避免工频电弧灼烧绝缘子以及线路断线的风险。新型灭弧防雷间隙具有动作时间短,喷射气流压强高,速度快,间隙间介质强度恢复迅速等特点,能够强效抑制工频电弧,大幅降低线路雷击跳闸率。     

特高压直流线路复合绝缘子悬挂方式对其冲击闪络特性的影响

V串绝缘子在输电线路中得到了广泛应用,但其与I串绝缘子的冲击闪络特性差异尚不明确。为此,在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室开展了V串和I串悬挂方式的±800 k V复合绝缘子在操作冲击和雷电冲击作用下的放电试验,并通过有限元仿真软件对2种悬挂方式下复合绝缘子附近的电场分布进行仿真分析。结果表明:当有效绝缘距离相同时,正极性冲击电压下的V串绝缘子50%冲击放电电压低于I串绝缘子,而负极性冲击电压下的V串绝缘子50%冲击放电电压高于I串绝缘子;V串缘子下均压环与横担间的空气间隙的电场分布更接近棒–板间隙,而I串绝缘子2个均压环间的空气间隙的电场分布更接近棒–棒间隙。因此,I串和V串绝缘子间冲击闪络特性的差异是由于电极结构的极性效应引起的。     

新型约束空问灭弧防雷问隙研究

喷射气体灭弧防雷间隙能在绝缘子发生雷击闪络造成单相接地故障时快速输导雷电流入地,同时启动高速气流灭弧装置,熄灭故障点工频续流,抑制间歇性电弧产生和过电压。通过雷电冲击试验、工频电弧试验,证明约束空间灭弧间隙能迅速地将工频电弧熄灭,避免工频电弧灼烧绝缘子以及线路断线的风险。新型灭弧防雷间隙具有动作时间短,喷射气流压强高,速度快,间隙间介质强度恢复迅速等特点,能够强效抑制工频电弧,大幅降低线路雷击跳闸率。     

大气压氦气平行板介质阻挡放电的形式转换

通过短时曝光图像和回路电流,研究了大气压氦气介质阻挡丝状、柱状、局部均匀和全部均匀等放电形式的特性、转换规律,以及柱状与丝状的区别与诊断方法。研究发现:气隙放电后降低外加电压放电仍维持;3 mm气隙含空气40 Pa在14 kHz、11.4 kHz或10 kHz的起始放电为全部均匀形式,由最低放电维持电压升高到起始放电电压,放电形式依次为局部均匀-柱状-全部均匀;3 mm气隙含空气20 Pa在10 kHz、12 kHz或14 kHz的起始放电为全部均匀形式,由最低放电维持电压升高到起始放电电压,放电依次为柱状-全部均匀;2 mm气隙含空气20 Pa在18 kHz的起始放电为柱状放电,由最低放电维持电压升高到超过起始放电电压,放电形式依次为丝状-柱状-全部均匀。电流波形有毛刺、无汤森放电、放电位置不固定等可诊断丝状放电。     

直流电缆负荷循环系统中温控介质轴向温度分布仿真研究

对交联聚乙烯绝缘直流电缆负荷循环系统的轴向温度分布进行了仿真研究,提出了流体流速、流体传热和固体传热耦合条件下对被试电缆绝缘层温度梯度进行控制的方案。运用COMSOL Multiphysics软件进行仿真,建立了二维轴对称仿真模型,得出水温、线芯导体温度和绝缘层温差轴向分布规律,指出当进水口和出水口水温温度差符合试验要求时,沿电缆长度各处线芯导体温度和绝缘层温差也将符合要求。