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SF_(6)断路器触头劣化过程合闸预击穿特性研究

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高压电器 2024年第4期60卷 113-122页

作者：马飞越黎炜孙尚鹏相中华吴强王尧平王羽国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750001 国网宁夏电力有限公司银川750001 武汉大学电气与自动化学院武汉430072

电容器组投切断路器触头烧蚀劣化后会改变合闸预击穿时间,这不仅会影响选相合闸效果,同时也说明预击穿电弧持续时间可作为衡量触头烧蚀状态的指标之一。建立了126 kV SF_(6)断路器灭弧室内合闸预击穿过程电—流体耦合仿真模型,研究了触... 详细信息

电容器组投切断路器触头烧蚀劣化后会改变合闸预击穿时间,这不仅会影响选相合闸效果,同时也说明预击穿电弧持续时间可作为衡量触头烧蚀状态的指标之一。建立了126 kV SF_(6)断路器灭弧室内合闸预击穿过程电—流体耦合仿真模型,研究了触头劣化过程中合闸预击穿特性,并提出了预击穿时间带电检测方法。结果表明:合闸过程中场强最大点总是出现在静弧触头表面;灭弧室内SF_(6)气体密度几乎保持不变;110 kV电压等级相电压下,触头预击穿电弧持续时间随烧蚀程度变化的试验值与仿真值吻合良好。从电场畸变角度解释了随着触头的表面烧蚀劣化程度增大对应预击穿时间的变化规律,结果可为断路器选相合闸策略和触头状态评估提供理论指导。

关键词： SF_(6)断路器预击穿特性多物理场耦合仿真选相合闸触头状态评估

弧触头烧蚀程度对灭弧室内短路开断过程多物理场的影响

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电测与仪表 2024年第6期61卷 103-110页

作者：孙尚鹏相中华吴强王羽倪辉牛勃刘北阳黄河国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750001 国网宁夏电力有限公司银川750001 武汉大学电气与自动化学院武汉430072 中国电力科学研究院有限公司北京100192

为研究SF 6断路器开断过程中弧触头烧蚀程度对灭弧室内多物理场变化的影响,建立了弧触头接触行程分别减小0、5 mm、10 mm和15 mm下灭弧室内开断过程的多物理场耦合仿真模型,获得了短路电流开断过程中灭弧室内温度、气流和电场分布特性... 详细信息

为研究SF 6断路器开断过程中弧触头烧蚀程度对灭弧室内多物理场变化的影响,建立了弧触头接触行程分别减小0、5 mm、10 mm和15 mm下灭弧室内开断过程的多物理场耦合仿真模型,获得了短路电流开断过程中灭弧室内温度、气流和电场分布特性。计算结果表明:开断过程中,弧道最高温度出现在弧根处,其值随弧触头烧蚀程度变化不大;随着弧触头烧蚀程度的加剧,SF 6气体最高速度不断减小,吹弧效果减弱;最大场强集中在静弧触头端部或动弧触头弧角处,且随弧触头烧蚀程度加剧而畸变更严重。基于此,根据流注理论的气体击穿判据计算了不同弧触头烧蚀程度下SF 6介质恢复特性,发现当弧触头接触行程减小15 mm时,临界击穿电压低于瞬态恢复电压,触头间隙可能再次击穿造成电弧重燃。研究结果可为SF 6断路器电寿命退化机理提供理论支撑。

关键词： SF 6断路器触头烧损多物理场耦合仿真电弧复燃

基于电网设备全寿命周期成本的精益化管理研究与应用

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中国设备工程 2024年第S1期 118-120页

作者：谢海滨邵华胡伟段兵相中华张金鹏国网宁夏电力有限公司宁夏银川750001

全寿命周期成本(Life Cycle Cost,LCC)理念已在许多领域得到了应用,并取得了良好的社会经济效益。本文主要基于该理念,研究对设备全寿命周期在项目可研阶段的统筹控制管理,以项目的经济效能为主要控制对象,构建LCC测算、比选模型,以变... 详细信息

全寿命周期成本(Life Cycle Cost,LCC)理念已在许多领域得到了应用,并取得了良好的社会经济效益。本文主要基于该理念,研究对设备全寿命周期在项目可研阶段的统筹控制管理,以项目的经济效能为主要控制对象,构建LCC测算、比选模型,以变电站为实践案例,分别从单设备、单间隔、单系统、变电站整站4方面开展LCC比选应用,分析不同选型的科学性和项目实施的技术经济性,选择全寿命周期成本最优方案,提高电网精准投资能力。

关键词：全寿命周期成本比选模型变电站 LCC应用

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GIS绝缘子的直接氟化与直流闪络性能

高电压技术 2022年第11期48卷 4306-4315页

作者：相中华牛勃马飞越倪辉孙景鹏安振连国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750002 国网宁夏电力有限公司银川750001 同济大学电气工程系上海201804

为了研究直接氟化对GIS实际绝缘子直流闪络性能的提升作用,促进其实际应用,在实验室同时氟化处理了126 kV盘式绝缘子及与盘式绝缘子材质相同的环氧样片。环氧样片的氟化是为了评价盘式绝缘子氟化层的物化特征和基本特性。红外分析和扫... 详细信息

为了研究直接氟化对GIS实际绝缘子直流闪络性能的提升作用,促进其实际应用,在实验室同时氟化处理了126 kV盘式绝缘子及与盘式绝缘子材质相同的环氧样片。环氧样片的氟化是为了评价盘式绝缘子氟化层的物化特征和基本特性。红外分析和扫描电子显微镜观察表明,氟化改变了盘式绝缘子的表面化学组成和结构,形成了厚度为0.36μm的氟化表层。表面基本性能测量显示,氟化使环氧样片和盘式绝缘子的表面电导率提高了两个数量级,明显地加速了其表面电荷衰减,同时增加了其表面亲水性和极性。在0.2 MPa SF_(6)气体中的直流闪络试验揭示,氟化使该盘式绝缘子的直流闪络电压提高了15.5%,同时明显地增强了其耐电弧能力。绝缘子闪络性能的提高主要是氟化对绝缘子表面电荷积聚的抑制作用,其耐电弧能力的增强主要归因于表层中C-F键的形成。

关键词：真实绝缘子直接氟化直流闪络表面电传导气体绝缘开关

750 kV滤波器场断路器合闸电阻预投入异常仿真

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高压电器 2023年第6期59卷 65-73,102页

作者：马飞越相中华倪辉王博刘博温泉国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750002 国网宁夏电力有限公司银川750001

文中针对3例特高压换流变电站750 kV滤波器场断路器合闸电阻预投入异常问题,采用PSCAD建立对应滤波器场小组仿真模型,分析合闸电阻阻值变化下对应涌流特征,与现场预投入波形比对,确定波形异常为合闸电阻预投入过程阻值变化导致。结合断... 详细信息

文中针对3例特高压换流变电站750 kV滤波器场断路器合闸电阻预投入异常问题,采用PSCAD建立对应滤波器场小组仿真模型,分析合闸电阻阻值变化下对应涌流特征,与现场预投入波形比对,确定波形异常为合闸电阻预投入过程阻值变化导致。结合断路器合闸电阻内部结构,构建合闸电阻对应分布电容参数,分析在不均匀杂散电容作用下合闸电阻片与绝缘穿杆之间电压分布特征,明确了在间隙距离较小时合闸电阻片与绝缘穿杆发生放电,与异常解体情况一致。利用Comsol建立合闸电阻多物理场仿真模型,在实际合闸电阻端电压激励下,电场仿真分析合闸电阻片与绝缘穿杆之间电势差与PSCAD仿真结果一致,进一步确定合闸电阻预投入异常原因,提出合闸电阻改进工艺,并通过对应绝缘试验及机械试验检验,验证了分析的准确性及改型后结构的成效。

关键词：滤波器断路器合闸电阻预投入杂散电容电场仿真

750 kV断路器击穿故障的过电压及物理场仿真分析

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高压电器 2022年第6期58卷 186-192页

作者：马飞越相中华杨伟东鲁聪牛勃倪辉国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750002 国网宁夏电力有限公司银川750001 国网宁夏电力有限公司检修公司银川750002

滤波器场SF6断路器需要根据系统运行工况的变化和对无功及滤波的需求随时开断和关合,750 kV滤波器场断路器相对其他电压等级运行工况更加苛刻,故障率高于常规罐式断路器。文中从投切过程波形分析、现场检查、暂态过程仿真对一起750 kV... 详细信息

滤波器场SF6断路器需要根据系统运行工况的变化和对无功及滤波的需求随时开断和关合,750 kV滤波器场断路器相对其他电压等级运行工况更加苛刻,故障率高于常规罐式断路器。文中从投切过程波形分析、现场检查、暂态过程仿真对一起750 kV滤波器场断路器内部间隙击穿故障进行分析,给出了故障路径及原因。解体验证了间隙击穿分析正确性,并进一步开展电镜检测分析、异物动态运动轨迹仿真分析、异物附着屏蔽罩表面时电场强度仿真,确定了异物引发间隙击穿的根源,为加强滤波器场断路器异物管控及分析投切过程中异物引发内部击穿提供帮助。

关键词：交流滤波器场罐式断路器间隙击穿暂态过电压异物放电

考虑燃弧区间的断路器非对称开断能力校核方法研究

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高压电器 2023年第10期59卷 21-29页

作者：马飞越陈磊相中华倪辉牛勃孙尚鹏国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750011 西安交通大学电气工程学院西安710049 国网宁夏电力有限公司银川750001

电网X/R比值增大会导致短路电流直流分量衰减时间常数超出在运断路器标准时间常数或特殊工况时间常数,在电力系统短路电流高直流分量影响下,断路器开断性能受限且无法达到标称的额定开断能力。文中综合考虑非对称短路电流开断过程中断... 详细信息

电网X/R比值增大会导致短路电流直流分量衰减时间常数超出在运断路器标准时间常数或特殊工况时间常数,在电力系统短路电流高直流分量影响下,断路器开断性能受限且无法达到标称的额定开断能力。文中综合考虑非对称短路电流开断过程中断路器燃弧窗口、电弧能量、电流变化率和电压变化率等因素对开断性能的影响,比对不同类型的断路器短路电流开断性能等效折算方法,提出考虑断路器修正系数的基于燃弧区间的非对称短路电流开断能力校核方法,并以电网实际系统的变电站短路电流情况进行实例校核验证,为校核高压断路器非对称短路电流开断性能提供了指导,对提升电网运行的可靠性和经济性具有重要的理论和工程价值。

关键词：短路电流直流分量断路器开断能力非对称

一起小型化GIS设备故障分析及改进措施研究

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高压电器 2022年第1期58卷 214-220页

作者：牛勃相中华马飞越马文长伍弘倪辉国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750011 国网宁夏电力有限公司银川750001 国网宁夏电力有限公司检修公司银川750011

小型化GIS设备因结构紧凑、成本低等符合设备运维单位需求的特点,在电力系统中得到推广应用,但由于早期绝缘评价指标低,导致该类设备故障率较高。文中以某故障高发小型化GIS屏蔽罩表面气隙击穿为例,对该类设备运行可靠性进行研究,并依... 详细信息

小型化GIS设备因结构紧凑、成本低等符合设备运维单位需求的特点,在电力系统中得到推广应用,但由于早期绝缘评价指标低,导致该类设备故障率较高。文中以某故障高发小型化GIS屏蔽罩表面气隙击穿为例,对该类设备运行可靠性进行研究,并依据研究结果提出改进措施。首先通过电场仿真、快速暂态过电压计算、绝缘裕度校核对故障进行分析,给出故障发生的主要原因。之后基于电场仿真、流场仿真以及耐压试验过程中的特高频局部放电特征,对该小型化GIS设备提出屏蔽罩结构优化、罐体内部异物治理、特高频绝缘监测3种改善措施,避免同类故障再次发生。最后通过人工预埋异物下交流耐压试验、1.1倍雷电冲击下绝缘裕度校核,验证了文中所提措施的有效性。

关键词：小型化GIS 粉尘异物局部放电电场分布绝缘裕度

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基于递归算法的复杂辐射状配电网可靠性计算

电力系统保护与控制 2010年第5期38卷 51-55页

作者：郭飞陈炳华相中华宁夏电力公司超高压电网运行分公司宁夏银川750011 国网运行有限公司三门峡超高压管理处河南三门峡472000 宁夏电力公司石嘴山供电局宁夏石嘴山753000

提出了一种将递归算法和等值法结合的复杂辐射状配电网的可靠性评估算法。该算法针对配电网结构的递归性特点,首先将配电网分层处理,采取左子女—右兄弟的二叉树表示方法将网络分层存储为树型数据结构形式,然后通过对树的递归遍历将配... 详细信息

提出了一种将递归算法和等值法结合的复杂辐射状配电网的可靠性评估算法。该算法针对配电网结构的递归性特点,首先将配电网分层处理,采取左子女—右兄弟的二叉树表示方法将网络分层存储为树型数据结构形式,然后通过对树的递归遍历将配电网的子馈线进行合理的可靠性等效,简化为一个形式简单的网络。在遍历过程中递归调用可靠性计算公式,最终得到整个配电网的负荷点可靠性指标和系统可靠性指标。实例计算验证了该方法的有效性。

关键词：配电网可靠性递归算法