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535 kV混合式直流断路器端间操作冲击电压试验研究

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高电压技术 2020年第8期46卷 2684-2691页

作者：赵赢峰吕玮杨兵谢晔源方太勋南京南瑞继保电气有限公司南京211102

张北工程混合式直流断路器型式试验包含端间操作冲击电压试验,用于验证直流断路器进出线端子之间的绝缘性能,由于转移支路整体电容容值达到几个微法,现有试验设备能力无法满足端间操作冲击电压试验要求。为此,提出一种验证混合式直流断... 详细信息

张北工程混合式直流断路器型式试验包含端间操作冲击电压试验,用于验证直流断路器进出线端子之间的绝缘性能,由于转移支路整体电容容值达到几个微法,现有试验设备能力无法满足端间操作冲击电压试验要求。为此,提出一种验证混合式直流断路器端间耐受操作冲击电压能力的等效试验方法。首先,分析了混合式直流断路器的结构,以确定主支路、转移支路和耗能支路的等效试验方式;其次,计算了大气修正系数,试验研究了转移支路不均压系数,以确定主支路、转移支路和耗能支路的试验电压;最后,搭建试验回路并开展了相应的等效试验,其中转移支路等效试验回路研究了冲击发生器电容的连接方式和回路中限流电感感值的选取。研究结果表明:(1)可采用快速机械开关端间动态绝缘试验和单层转移支路端间操作冲击电压试验等效混合式直流断路器端间操作冲击电压试验;(2)张北工程海拔最高的康保换流站海拔为1385m,最大的大气修正系数为1.12;转移支路最大不均压系数为1.015;快速机械开关端间操作冲击试验电压峰值为1031 kV,单层转移支路端间操作冲击试验电压峰值为210 kV;(3)单层转移支路端间操作冲击试验时,冲击发生器电容采用6并3串的连接方式最佳,此时单级电容充电电压最小,单级波前电阻能量要求最小;回路中限流电感选择为0.5m H,当限流电感大于0.5m H时会引起回路振荡,导致试品上试验电压波形在峰值时刻出现电压跌落现象;(4)等效试验结果表明535 kV混合式直流断路器进出线端子之间绝缘设计满足要求。

关键词：直流断路器操作冲击电压试验大气修正不均压系数冲击电压发生器电容限流电感

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基于参数拟合的饱和电抗器散热模型

高电压技术 2021年第3期47卷 946-952页

作者：郑力张翔赵赢峰黄华方太勋曹冬明南京南瑞继保电气有限公司南京211102

换流阀饱和电抗器因其封闭式的结构,铁芯热量难以高效散出。为了掌握电抗器的散热特性,预测实际运行时的温度情况,需要对其散热模型进行准确建模。对饱和电抗器的结构和散热过程进行了分析,建立并简化了铁芯散热的热路平衡方程,其中含... 详细信息

换流阀饱和电抗器因其封闭式的结构,铁芯热量难以高效散出。为了掌握电抗器的散热特性,预测实际运行时的温度情况,需要对其散热模型进行准确建模。对饱和电抗器的结构和散热过程进行了分析,建立并简化了铁芯散热的热路平衡方程,其中含有关键的等效热阻参数。基于该方程,提出了利用多次不同工况的试验数据,通过参数拟合获取方程中的等效热阻参数的研究思路,并利用有限元计算工具仿真电抗器散热过程,验证该研究思路。最后,设计搭建了相应的电抗器温升试验平台,利用多组试验数据拟合出了模型中的等效热阻参数。仿真和试验数据显示,拟合结果准确性较高,对铁芯温度进行预测的偏差小,对电抗器运行时温度预测和结构设计均有一定指导意义。

关键词： HVDC 饱和电抗器热阻参数拟合换流阀热仿真

500 kV快速开关型故障限流器的罐式快速开关

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高电压技术 2023年第2期49卷 803-811页

作者：王文杰赵赢峰许元震吕玮杨兵方太勋南京南瑞继保电气有限公司南京211100 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 南京211106

快速开关型故障限流器是有效限制短路电流的方案之一。该研究提出一种适用于500 kV故障限流器的多断口串联罐式快速开关,该开关采用气体绝缘金属封闭式结构,断口采用真空绝缘形式。操作机构采用电磁斥力机构,开展三维有限元仿真优化有... 详细信息

快速开关型故障限流器是有效限制短路电流的方案之一。该研究提出一种适用于500 kV故障限流器的多断口串联罐式快速开关,该开关采用气体绝缘金属封闭式结构,断口采用真空绝缘形式。操作机构采用电磁斥力机构,开展三维有限元仿真优化有效提升斥力机构的出力效率,平均分闸速度>5m/s。对地绝缘方面,开展了断口绝缘屏蔽结构的电场仿真优化机绝缘试验,结构优化后场强最大为18k V/mm。端间绝缘方面,开展了整机的杂散电容仿真、均压效果仿真与试验验证,通过配置均压电容不均压系数限制在1.24以下。最后搭建整机样机,进行了短路开断试验,试验结果表明:罐式快速开关具备快速开断50 kA电流的能力,全开断时间小于15 ms。

关键词：快速开关真空灭弧室电磁斥力电场仿真绝缘试验杂散电容均压

±1100 kV换流阀屏蔽罩结构改进及U50试验

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高电压技术 2019年第11期45卷 3693-3699页

作者：张翔孙健张子敬赵赢峰方太勋曹冬明南京南瑞继保电气有限公司

±1100kV直流换流阀相对目前电压等级最高的±800kV直流换流阀电压有较大提高,为了确保外绝缘设计的可靠性,对±1100kV换流阀屏蔽罩结构改进和换流阀外绝缘操作冲击电压放电特性进行了全面研究。首先通过改进屏蔽罩结构以实现屏蔽罩表... 详细信息

±1100kV直流换流阀相对目前电压等级最高的±800kV直流换流阀电压有较大提高,为了确保外绝缘设计的可靠性,对±1100kV换流阀屏蔽罩结构改进和换流阀外绝缘操作冲击电压放电特性进行了全面研究。首先通过改进屏蔽罩结构以实现屏蔽罩表面电场的合理分布,然后针对换流阀不同类型屏蔽罩分别制定外绝缘操作冲击电压试验方案,并设计了一种无晶闸管的操作冲击50%击穿电压(U50)试验阀塔,最后采用操作冲击U50试验验证了换流阀外绝缘电气强度。结果表明,±1100kV换流阀屏蔽罩结构改进设计合理,阀塔对墙的最小空气净距达到5m其外绝缘强度即可达到要求的绝缘水平,实际阀厅的空气净距有较大的安全裕度。

关键词： ±1100 kV换流阀屏蔽罩结构改进电场优化 U50试验阀塔操作冲击U50试验

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特高压直流换流阀温升试验方法

高压电器 2020年第8期56卷 237-242页

作者：张翔赵赢峰孙健方太勋陈赤汉杨帆南京南瑞继保电气有限公司南京211100

为了验证晶闸管可否承受设计要求的最高结温及高低温循环应力,在出厂试验阶段需要开展换流阀温升试验。首先介绍了温升试验参数的计算方法,其次设计了采用直流电流加热原理的温升试验回路,最后结合某换流阀实例计算了温升试验参数,在试... 详细信息

为了验证晶闸管可否承受设计要求的最高结温及高低温循环应力,在出厂试验阶段需要开展换流阀温升试验。首先介绍了温升试验参数的计算方法,其次设计了采用直流电流加热原理的温升试验回路,最后结合某换流阀实例计算了温升试验参数,在试验室中开展了温升试验。试验结果显示温升试验参数的试验值和计算值基本一致,试验前后晶闸管性能未有下降。试验结果表明,结合给出的温升试验参数计算方法和温升试验回路可以完成温升试验,验证晶闸管的温升性能。

关键词：换流阀温升试验晶闸管结温晶闸管性能检测

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基于等值老化的变压器绝缘寿命损失研究

高压电器 2013年第6期49卷 67-71,77页

作者：黄晓峰周利军吴广宁赵赢峰杜清全赵虎西南交通大学电气工程学院成都610031

电力变压器在长期运行过程中,其内部绝缘会逐渐老化直至寿命终止,在此期间,热点温度是影响变压器绝缘寿命的最关键因素。为此,笔者统计并建立了影响变压器热点温度的两个最重要因素:负载系数及环境温度的变化模型,通过Ornstein-Uhlenbec... 详细信息

电力变压器在长期运行过程中,其内部绝缘会逐渐老化直至寿命终止,在此期间,热点温度是影响变压器绝缘寿命的最关键因素。为此,笔者统计并建立了影响变压器热点温度的两个最重要因素:负载系数及环境温度的变化模型,通过Ornstein-Uhlenbeck过程对这两个因素在变化过程中存在的随机性进行了模拟。最后,基于IEEE负载导则提供的等值老化模型,利用蒙特卡洛法分析讨论了理想与实际情况下变压器绝缘的年寿命损失,由此实现对变压器使用年限的预测。

关键词：电力变压器热点温度等值老化蒙特卡洛法寿命损失

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基于硅氧烷的XLPE电缆水树修复方法研究

高压电器 2014年第1期50卷 61-66页

作者：黄晓峰范平涛成睿陈剑明赵赢峰周利军西南交通大学电气工程学院成都610031 广东电网公司清远供电局广东清远511515

交联聚乙烯(crosslinked polyethylene,XLPE)绝缘电力电缆在经过长时间运行后会发生水树老化,降低电缆绝缘强度,威胁电力系统的安全稳定运行。笔者设计了一套XLPE电缆绝缘水树修复装置,利用硅氧烷修复液对电缆试样进行了修复工作,详细... 详细信息

交联聚乙烯(crosslinked polyethylene,XLPE)绝缘电力电缆在经过长时间运行后会发生水树老化,降低电缆绝缘强度,威胁电力系统的安全稳定运行。笔者设计了一套XLPE电缆绝缘水树修复装置,利用硅氧烷修复液对电缆试样进行了修复工作,详细介绍了修复过程并深入分析了修复机理。然后仿真对比了修复前后不同类型水树区域的电场变化,测试了修复后电缆介质损耗角正切与绝缘电阻的变化趋势,接着对电缆进行了加速水树老化实验,利用光学显微镜观察老化后XLPE绝缘中的水树生长情况。研究表明:修复液与水能快速反应产生聚合物填充水树孔隙,逐步提升电缆整体绝缘性能;生成物的介电性能与XLPE接近,能显著改善水树区域特别是尖端的电场,抑制水树的进一步生长,有效延长电缆使用寿命。

关键词： XLPE电缆水树修复电场仿真绝缘性能

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油纸绝缘老化特性的回复电压分析

绝缘材料 2012年第5期45卷 42-45页

作者：王林彭倩周利军姚晓赵赢峰甘德刚西南交通大学电气工程学院成都610031 四川电力科学研究院成都610072

对25#变压器油和普通纤维素绝缘纸板组成的油纸绝缘样品进行回复电压实验,研究了不同充电时间下回复电压最大值、初始斜率、中心时间常数等3个回复电压特征参数与老化特征气体CO和CO2含量的变化规律。结果表明:随着老化程度的增加,回复... 详细信息

对25#变压器油和普通纤维素绝缘纸板组成的油纸绝缘样品进行回复电压实验,研究了不同充电时间下回复电压最大值、初始斜率、中心时间常数等3个回复电压特征参数与老化特征气体CO和CO2含量的变化规律。结果表明:随着老化程度的增加,回复电压各特征参数与CO含量呈对数函数关系,与CO2含量呈线性关系。

关键词：油纸绝缘电介质响应回复电压老化中心时间常数油中溶解气体

高压直流换流阀用集成式阻尼电容器设计与验证

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电力电容器与无功补偿 2020年第4期41卷 69-75页

作者：周晨张翔刘磊赵赢峰黄华方太勋南京南瑞继保电气有限公司南京211102

阻尼电容作为晶闸管换流阀的重要组成元件,与阻尼电阻串联构成阻尼回路,并联于晶闸管两端,实现串联晶闸管的动态均压,抑制换相过冲,其参数及结构设计是换流阀设计的重要环节。针对换流阀小型化设计需求,提出一种集成式阻尼电容器设计方... 详细信息

阻尼电容作为晶闸管换流阀的重要组成元件,与阻尼电阻串联构成阻尼回路,并联于晶闸管两端,实现串联晶闸管的动态均压,抑制换相过冲,其参数及结构设计是换流阀设计的重要环节。针对换流阀小型化设计需求,提出一种集成式阻尼电容器设计方法。首先建立换流阀关断简化模型,采用解析法求解晶闸管最优阻容参数,并代入实际电路分析电容工作时的电气应力。然后,综合阻尼回路特点,提出扁平化集成式阻尼电容结构,并通过静电场仿真确定其壳体结构参数。最后,结合实际工程参数,从电气、结构两方面详细阐述扁平化集成式方形阻尼电容设计方法,并通过电容本体试验及在换流阀样机中的应用试验验证了所提方法的可行性。

关键词：换流阀阻尼电容金属化膜电气应力方形结构