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500 kV直流断路器隔离供能系统均压设计

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高电压技术 2021年第12期47卷 4323-4330页

作者：刘远张升詹婷王成昊高冲孙泽来先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京102209 中电普瑞电力工程有限公司北京102200

为解决向500 kV直流断路器提供能量的难题,该文提出一种工频电磁供能系统,采用直流500 kV隔离变压器将能量传输至所处直流母线电位的断路器平台,再通过平台上的隔离变压器将能量传输至断路器内部不同电位点功率单元处。直流500 kV隔离... 详细信息

为解决向500 kV直流断路器提供能量的难题,该文提出一种工频电磁供能系统,采用直流500 kV隔离变压器将能量传输至所处直流母线电位的断路器平台,再通过平台上的隔离变压器将能量传输至断路器内部不同电位点功率单元处。直流500 kV隔离供能变压器由10级50 kV变压器级联而成,平台上隔离变压器由8级50 kV级联而成。变压器自身固有分布电容导致供能系统内部变压器承受电压不均匀,从而造成变压器绝缘击穿,致使供能系统故障。首先,提取了直流500 kV隔离供能变压器及平台上隔离变压器分布电容参数;然后,依据提取的分布参数,完成了供能系统均压设计;最后,通过两种仿真分析方法验证均压参数配置的正确性。研究结果表明:供能系统中直流500 kV隔离供能变压器采用8 nF电容与200 MΩ电阻并联的均压方式,平台上变压器采用200 MΩ电阻的均压方式,可满足500 kV高压直流断路器运行要求。该研究可高压为直流断路器供能设计提供参考。

关键词： 500 kV直流断路器隔离供能系统均压设计级联变压器固有分布电容

200 kV直流断路器用隔离供能变压器均压设计

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高电压技术 2021年第6期47卷 2124-2131页

作者：刘远张升崔翔魏晓光王成昊孙泽来先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京102209 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

隔离供能变压器是高压直流断路器获取能量的核心设备,用于将地电位电能传输至高压直流极线中直流断路器,以保障直流断路器可靠稳定运行。该文介绍的200 kV直流高压隔离供能变压器由4个50 kV变压器级联而成。由于分布电容的存在,极线额... 详细信息

隔离供能变压器是高压直流断路器获取能量的核心设备,用于将地电位电能传输至高压直流极线中直流断路器,以保障直流断路器可靠稳定运行。该文介绍的200 kV直流高压隔离供能变压器由4个50 kV变压器级联而成。由于分布电容的存在,极线额定直流电压及冲击暂态过电压不均匀施加在4个变压器上,增加了单个变压器绝缘失效风险。为解决上述问题,该文对高压直流隔离供能变压器进行了电路分析,提取了分布电容参数,完成了均压方案设计及参数配置。在此基础上,通过仿真分析及试验验证均压方案设计将四级隔离变压器承受电压百分比偏差控制在±5%以内。研究结果表明,采用200 M?电阻与1 nF电容并联的均压方式,满足高压直流隔离变压器工程设计和运行要求。

关键词：直流断路器直流高压隔离变压器分布电容暂态过电压均压设计

超多断口500kV快速隔离开关均压设计及试验

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高电压技术 2019年第8期45卷 2459-2464页

作者：刘彬刘国伟许元震杨兵朱长银南京南瑞继保电气有限公司

快速隔离开关作为混合式直流断路器的关键器件之一,其分断速度、稳定性等参数直接关系到断路器的整机性能。迄今为止,为满足在2 ms内建立绝缘能力的快速隔离需求,高压断路器用隔离开关普遍采用多断口方案,断口数目甚至多达8~12个,且其... 详细信息

快速隔离开关作为混合式直流断路器的关键器件之一,其分断速度、稳定性等参数直接关系到断路器的整机性能。迄今为止,为满足在2 ms内建立绝缘能力的快速隔离需求,高压断路器用隔离开关普遍采用多断口方案,断口数目甚至多达8~12个,且其结构复杂,对多断口均压提出更高的要求。该文分析了500 kV混合式直流断路器用快速隔离开关的需求,结合10断口隔离开关的结构布局,提出了一套基于场路耦合的超多断口隔离开关均压设计方法,同时对断口均压进行优化,并完成了相关试验验证。该方案提高了隔离开关性能、减少了断口数目,并提高了整机运行的可靠性。

关键词：快速隔离开关多断口均压设计直流断路器场路耦合

126kV模块化三断口真空断路器静、动态均压设计

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中国电机工程学报 2013年第19期33卷 215-223,1页

作者：吴高波阮江军黄道春舒胜文涂其华武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072

选择合适的均压电容值是多断口真空断路器开断能力的重要保证。针对126 kV模块化三断口真空断路器,根据电位分布计算结果,分析确定采用U型布置方式。采用有限元法计算了U型三断口真空断路器的分布电容参数,并通过工频分压特性试验验证... 详细信息

选择合适的均压电容值是多断口真空断路器开断能力的重要保证。针对126 kV模块化三断口真空断路器,根据电位分布计算结果,分析确定采用U型布置方式。采用有限元法计算了U型三断口真空断路器的分布电容参数,并通过工频分压特性试验验证了计算的准确性,根据静态分压比计算结果选择了合适的静态均压电容值。建立了双断口真空断路器动态仿真模型,仿真结果表明:动态均压设计应该考虑残余电荷(residual charge,RC)的影响,其影响程度与各断口RC参数的差异特性有关。根据暂态恢复电压分配比计算结果选择了合适的动态均压电容值。综合考虑静、动态均压要求和其他相关因素,三断口真空断路器均压电容值选取为1000pF,并通过合成开断试验验证了均压的有效性。

关键词：模块化三断口真空断路器有限元法电压分布均压设计暂态恢复电压均压电容

应用二维轴对称场有限元法的电站型MOA电位分布计算及均压设计

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电瓷避雷器 2016年第2期 155-161页

作者：陈忠黄贵均广东水利电力职业技术学院电力工程系

由于电站型氧化锌避雷器的上端电阻片承受电压过高,并随着避雷器安装高度减小而更为严重,导致上端电阻片电压承担率过大而易造成整台避雷器的损坏,因此计算并优化避雷器的电位分布具有重要的工程意义。本文将电站型,氧化锌避雷器的电位... 详细信息

由于电站型氧化锌避雷器的上端电阻片承受电压过高,并随着避雷器安装高度减小而更为严重,导致上端电阻片电压承担率过大而易造成整台避雷器的损坏,因此计算并优化避雷器的电位分布具有重要的工程意义。本文将电站型,氧化锌避雷器的电位计算问题等效为分层均匀媒质的多介质闭域静电场问题,采用轴对称处理方法,建立二维轴对称场有限元模型,计算具有开域边界的电站型氧化锌避雷器的电位分布。以220 k V电站型,氧化锌避雷器为例,研究了底座高度、均压环位置等因素对整组电阻片电位分布的影响,并采用光纤电流法对均压后的避雷器电位分布进行实验测量。得出:底座高度超过2 m时,其对电压承担率几乎没有影响;优化高压端均压环的直径及套入深度可使避雷器的整体电位分布达到最优,得到较为合理的避雷器均压设计方案。

关键词：氧化锌避雷器有限元法二维轴对称封闭域光纤电流法电位分布均压设计

±500kV混合式直流断路器用串联多断口机械开关均压配置方法

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高电压技术 2019年第8期45卷 2410-2417页

作者：黄道春全万霖王学宗邱志斌杨秋玉李冠南武汉大学电气与自动化学院

高压直流断路器是高压直流电网的关键保护设备。为满足速动性要求,混合式高压直流断路器机械开关通常采用多断口串联的形式。选择合适的均压组件参数是机械开关满足静动态耐压需求的重要保证,但目前国内外研究甚少。以张北柔直电网工程... 详细信息

高压直流断路器是高压直流电网的关键保护设备。为满足速动性要求,混合式高压直流断路器机械开关通常采用多断口串联的形式。选择合适的均压组件参数是机械开关满足静动态耐压需求的重要保证,但目前国内外研究甚少。以张北柔直电网工程中±500 kV直流断路器用串联六断口550 kV高速机械开关为例,建立了3维有限元模型,计算了六断口高速机械开关的电位分布及分布电容参数,研究了阻容均压组件参数对均压系数等参数的影响规律,据此提出了多断口串联机械开关均压组件参数的配置方法。研究表明,均压电阻R1设置为100 M?≤R1≤1 000 M?、均压电容取值7 nF、限流电阻R2设置为100?≤R2≤150?,能满足六断口串联高速机械开关的均压要求。研究结果可为串联多断口高压机械开关的均压设计提供指导。

关键词：直流电网直流断路器机械开关均压设计均压组件

±500 kV混合式直流断路器用串联多断口高速机械开关均压影响因素

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高电压技术 2020年第8期46卷 2706-2713页

作者：全万霖黄道春王学宗李冠南邱志斌杨秋玉武汉大学电气与自动化学院武汉430072

高压直流断路器是高压直流电网的关键设备。混合式直流断路器主支路中的高速机械开关采用多个断口串联的形式以满足速动性要求,选取合适的均压组件参数可有效保证机械开关满足静动态耐压需求。但其在实际运行中可能受到多种因素的影响,... 详细信息

高压直流断路器是高压直流电网的关键设备。混合式直流断路器主支路中的高速机械开关采用多个断口串联的形式以满足速动性要求,选取合适的均压组件参数可有效保证机械开关满足静动态耐压需求。但其在实际运行中可能受到多种因素的影响,并且相关的研究成果较少。以拟用于组成张北四端柔直电网工程中±500 kV混合式直流断路器的550 kV串联六断口高速机械开关为研究对象,通过3维有限元模型计算了其电位分布特性及分布电容参数,建立等值阻容网络模型研究了单断口故障不动作、断口动作时间分散性、装设屏蔽金具等因素对均压组件参数配置的影响。研究结果表明:单断口故障不动作及动作时间分散性对均压组件参数配置影响很小;装设屏蔽金具对均压有较小的正面影响;最终需要综合各因素进行参数校核。研究结果可为实际工程中无弧分断形式的串联多断口机械开关均压设计提供参考。

关键词：直流电网直流断路器高速机械开关均压设计均压措施

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模块化三断口真空断路器动态分压特性

高电压技术 2012年第11期38卷 2956-2963页

作者：吴高波阮江军黄道春舒胜文涂其华普子恒武汉大学电气工程学院武汉430072

为得到基于40.5kV光控模块单元的U型三断口真空断路器的动态分压特性,给合理选择均压措施提供参考,通过低压、小电流的合成开断试验测量了该断路器弧后瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV)的分配特性。同时通过试验验证了串... 详细信息

为得到基于40.5kV光控模块单元的U型三断口真空断路器的动态分压特性,给合理选择均压措施提供参考,通过低压、小电流的合成开断试验测量了该断路器弧后瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV)的分配特性。同时通过试验验证了串接大电容使均压电容兼作分压器用的TRV测量方法的有效性。而对大电流弧后三断口真空断路器的TRV分配特性,基于连续过渡模型在PSCAD/EMTDC中进行了仿真分析。试验和仿真结果表明:小电流开断时,TRV分配特性与静态电压分配特性相近,静态均压设计可满足小电流开断的要求;大电流开断条件下,各断口残余电荷参数的差异可能对TRV分配产生显著影响;进行动态均压设计时,需要考虑断口不同期可能导致的TRV分配不均匀程度增大的问题。

关键词：三断口真空断路器合成开断试验瞬态恢复电压均压电容连续过渡模型均压设计

屏蔽金具对混合式直流断路器多断口串联机械开关电压分配的影响与优化

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湖南电力 2022年第4期42卷 1-6,12页

作者：王华清黄道春双明镜李慧鹏陈鑫邱逸群武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072

为研究屏蔽金具对混合式直流断路器多断口串联机械开关电压分配的影响,为混合式高压直流断路器多断口串联快速机械开关的均压设计提供支撑,建立典型±200 kV混合式直流断路器模型,采用静电场仿真对电力电子模块、能量吸收模块和屏蔽金... 详细信息

为研究屏蔽金具对混合式直流断路器多断口串联机械开关电压分配的影响,为混合式高压直流断路器多断口串联快速机械开关的均压设计提供支撑,建立典型±200 kV混合式直流断路器模型,采用静电场仿真对电力电子模块、能量吸收模块和屏蔽金具对快速机械开关断口间电压分配特性的影响进行分析,得到了屏蔽金具的结构参数与布置方式对断口电压分配特性的影响规律。研究结果表明,屏蔽金具对断口间电压分配的影响最大,顶层屏蔽罩采用全封闭结构、降低顶层屏蔽罩与快速机械开关单元之间的距离等方法能够有效改善断口间的电压分布。基于仿真结果,从均压设计角度对±200 kV混合式直流断路器的屏蔽金具结构参数与布置方式进行了优化,优化后的高压侧断口承担电压比例从59.97%降低至52.32%,表明了优化措施的有效性。研究结果可为混合式直流断路器用多断口串联机械开关的均压方案设计提供参考。

关键词：混合式直流断路器多断口串联机械开关均压设计结构优化屏蔽金具

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