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气体绝缘开关设备中特快速瞬态过电压研究的新进展

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中国电机工程学报 2011年第31期31卷 1-11页

作者：陈维江颜湘莲王绍武王承玉李志兵戴敏李成榕刘卫东陈海波张乔根魏光林张猛国家电网公司北京市西城区100031 中国电力科学研究院北京市海淀区100192 国网电力科学研究院湖北省武汉市430074 华北电力大学北京市昌平区102206 清华大学北京市海淀区100084 西安交通大学陕西省西安市710049 河南平高电气股份有限公司河南省平顶山市467001 西安西电电气股份有限公司陕西省西安市710077

气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中的隔离开关操作空载短母线会产生陡波前、高幅值的特快速瞬态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)、瞬态壳体电位和电磁干扰,对GIS及其连接的具有绕组的设备、与壳体连接的... 详细信息

气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中的隔离开关操作空载短母线会产生陡波前、高幅值的特快速瞬态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)、瞬态壳体电位和电磁干扰,对GIS及其连接的具有绕组的设备、与壳体连接的二次设备绝缘产生危害,干扰二次设备工作,严重影响设备的安全运行。对2009年前国内外在VFTO测量方法、特性试验、数字仿真和对绝缘影响以及外部VFTO方面的研究状况进行了综述。概要总结了国家电网公司在特高压GIS中VFTO实测及仿真研究方面取得的新进展,提出了特高压GIS中VFTO需要深化研究的内容,即重点关注VFTO的传播特性与仿真建模,VFTO下的绝缘特性和机制研究,以期全面掌握特高压GIS中VFTO特性,对特高压输变电设备的研制、工程设计和运行提供依据和有益的参考。

关键词：特高压气体绝缘开关设备特快速瞬态过电压暂态壳体电位隔离开关电磁干扰

气体绝缘开关设备母线接头过热失效的相似模型

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中国电机工程学报 2014年第24期34卷 4137-4144页

作者：李洪涛舒乃秋孙国霞谢志扬金向朝武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072 广东电网公司佛山供电局广东省佛山市528000

气体绝缘开关设备(gas-insulated switchgear,GIS)母线接头过热失效由开始发展到形成的时间较长,直接采用母线原型开展故障过程模拟试验缺乏客观现实性。为了再现GIS母线接头的过热失效过程,根据过热失效所包含的功率损耗、气体流动以... 详细信息

气体绝缘开关设备(gas-insulated switchgear,GIS)母线接头过热失效由开始发展到形成的时间较长,直接采用母线原型开展故障过程模拟试验缺乏客观现实性。为了再现GIS母线接头的过热失效过程,根据过热失效所包含的功率损耗、气体流动以及温升现象的数学模型,利用相似学原理推导了涡流–流体–热耦合场的相似关系,并对其进行了合理简化和修正,以提高相似模型的实用性,设计了GIS母线的局部相似模型,给出了模型的几何条件、物理条件和边界条件。利用三维有限元法分别计算了母线原型与相似模型涡流场及温度场,将电流密度及温度分布的计算结果进行对比,验证了相似建模的有效性。

关键词：气体绝缘开关设备母线接头相似建模过热失效

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气体绝缘开关设备中的特快速暂态电流测量

高压电器 2016年第9期52卷 34-39,45页

作者：蔡元纪童悦刘彬刘翔刘卫东关永刚清华大学电机系电力系统国家重点试验室北京100084 中国电力科学研究院武汉430074

气体绝缘开关设备中的隔离开关操作,将在设备内产生特快速暂态电流,可能造成变电站内二次设备的失效或故障。现有的关于特快速暂态电流的研究主要集中于仿真计算和实验室模拟试验两方面,尚无关于特快速暂态电流现场测量的报道。针对上... 详细信息

气体绝缘开关设备中的隔离开关操作,将在设备内产生特快速暂态电流,可能造成变电站内二次设备的失效或故障。现有的关于特快速暂态电流的研究主要集中于仿真计算和实验室模拟试验两方面,尚无关于特快速暂态电流现场测量的报道。针对上述研究现状,文中旨在开发适用于实际工况的特快速暂态电流测量系统,并通过现场试验验证测量系统的准确性。首先,开发了基于罗氏线圈的电流测量系统,并着重解决了系统的现场安装和电磁屏蔽问题;而后,通过实验室的模拟试验回路,对整个测量系统的性能进行了标定。将标定过的系统应用于252 kV单相式气体绝缘开关设备的现场试验,测量了隔离开关操作过程产生的特快速暂态电流,获取了其暂态波形、幅值和频率等主要信息,其最大幅值为1.75 kA,主要频率为400 k Hz和6-8 MHz,验证了测量系统的有效性。研究中测得的数据为相关的仿真计算提供了支持,并有助于进一步研究暂态电流产生的电磁骚扰对变电站内二次系统的影响。

关键词：气体绝缘开关设备特快速暂态电流测量系统罗氏线圈隔离开关

气体绝缘开关设备氦检漏工艺过程及泄漏率计算

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高压电器 2016年第3期52卷 129-136页

作者：吴卫东王陆一平高集团上海天灵开关厂有限公司上海201808 希捷爱斯(上海)电气有限公司上海201808

文中分析了气体绝缘开关设备气箱的泄漏机理和泄漏率的计算方法,详细介绍了氦检漏仪的原理、结构、优缺点、氦检漏仪的维修保养、计量校准,以及氦检漏的工艺过程和注意事项,证明了充SF6、氮气和干燥空气的气箱使用氦气检漏方法可以更准... 详细信息

文中分析了气体绝缘开关设备气箱的泄漏机理和泄漏率的计算方法,详细介绍了氦检漏仪的原理、结构、优缺点、氦检漏仪的维修保养、计量校准,以及氦检漏的工艺过程和注意事项,证明了充SF6、氮气和干燥空气的气箱使用氦气检漏方法可以更准确地检测泄漏率和泄漏点。

关键词：氦检漏泄漏泄漏率气体绝缘开关设备

冲击电压下气体绝缘开关设备悬浮缺陷放电特征

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电工技术学报 2017年第6期32卷 256-264页

作者：季洪鑫李成榕马国明庞志开石城新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206

为探索冲击电压下气体绝缘开关设备(GIS)悬浮缺陷局部放电检测的有效性及灵敏性,搭建了冲击电压下局部放电试验平台,测量了悬浮缺陷在非振荡冲击波(标准雷电波、标准操作波)、振荡冲击波(振荡操作波)和工频电压下的局部放电信号,提取并... 详细信息

为探索冲击电压下气体绝缘开关设备(GIS)悬浮缺陷局部放电检测的有效性及灵敏性,搭建了冲击电压下局部放电试验平台,测量了悬浮缺陷在非振荡冲击波(标准雷电波、标准操作波)、振荡冲击波(振荡操作波)和工频电压下的局部放电信号,提取并分析了悬浮缺陷在不同类型冲击电压波下的局部放电特征谱图,比较了冲击电压波形和工频电压对悬浮缺陷检测的灵敏性。研究结果表明,在非振荡冲击波和振荡冲击波作用下,悬浮缺陷放电稳定、重复性好,冲击电压波对悬浮缺陷的局部放电检测较有效;在不同试验阶段内,振荡冲击电压下的q-?散点图及N-?柱状图以及非振荡冲击电压下的q-Δt/Δu散点图和N-Δt/Δu柱状图的形貌特征差别较大,可作为表征GIS悬浮缺陷放电类型及放电严重程度的特征谱图;在三种冲击电压波形中,振荡操作冲击电压波形对缺陷检测灵敏度最高,是工频电压下悬浮缺陷局部放电起始电压的1.3倍。

关键词：气体绝缘开关设备标准雷电波标准操作波振荡操作波悬浮缺陷局部放电

特高压气体绝缘开关设备中特快速瞬态过电压测量用电容传感器的标定

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中国电机工程学报 2011年第31期31卷 56-65页

作者：丁卫东李峰张乔根陈国强刘洪涛岳功昌张博电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 国家电网公司北京市西城区100031 清华大学北京市海淀区100084 华北电力大学北京市昌平区102206

为保证特高压气体绝缘开关设备(gas insulatedswitchgear,GIS)中特快速瞬态过电压(very fast transientovervoltage,VFTO)测量用手孔式电容传感器的准确性,必须对其进行标定。研制了用于电容传感器的标定系统,它由3种不同幅值及波形的... 详细信息

为保证特高压气体绝缘开关设备(gas insulatedswitchgear,GIS)中特快速瞬态过电压(very fast transientovervoltage,VFTO)测量用手孔式电容传感器的准确性,必须对其进行标定。研制了用于电容传感器的标定系统,它由3种不同幅值及波形的脉冲源及相应测量系统组成。其中:低电压陡脉冲源用于校验电容传感器的高频特性;高电压陡脉冲源用于校验传感器在高压下的稳定性;低电压长波尾电源用于校验传感器的低频特性。水电阻分压器及金属膜电阻分压器用于测量3种脉冲源的输出波形,在标定电容分压器前,对电阻分压器的频率特性及线性度特性进行了试验。电容传感器的标定试验结果表明,华北电力大学和清华大学研制的电容传感器均具有良好的频率特性、线性度和稳定性,可以满足特高压GIS设备VFTO测量工作的需要。

关键词：特高压气体绝缘开关设备特快速瞬态过电压电容传感器标定电阻分压器陡脉冲源

基于快速独立分量分析算法的气体绝缘开关设备局部放电混合信号分离与缺陷类型辨识

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高电压技术 2014年第3期40卷 853-860页

作者：云玉新赵笑笑李世鹏李可军张晓星国网山东省电力公司电力科学研究院济南250002 国网技术学院济南250002 山东大学电气工程学院济南250061 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030

为解决气体绝缘开关设备(GIS)内多种绝缘缺陷并存时的混合局部放电(简称局放)的信号分离和缺陷类型辨识问题,提出了基于快速独立分量分析(FastICA)算法的GIS局放混合信号分离与模式识别方法。该方法具体包括:采用FastICA算法从局放混合... 详细信息

为解决气体绝缘开关设备(GIS)内多种绝缘缺陷并存时的混合局部放电(简称局放)的信号分离和缺陷类型辨识问题,提出了基于快速独立分量分析(FastICA)算法的GIS局放混合信号分离与模式识别方法。该方法具体包括:采用FastICA算法从局放混合信号中分离出单一局放信号,针对各单一局放信号,提出的模式识别策略是通过增添相反符号和幅值归一化的单一局放信号用于分类器训练或者使用对信号符号不敏感的特征(如分形特征等)作为分类特征。算例分析结果表明,提出的方法能够实现GIS多绝缘缺陷局放信号的有效分离,并能对分离出的单一局放信号进行准确缺陷类型辨识,且具有抗噪能力强、计算速度快、robust性好等优点。

关键词：气体绝缘开关设备局部放电快速独立分量分析多绝缘缺陷混合信号分离缺陷类型辨识

特高压气体绝缘开关设备中电磁式电压互感器耐受特快速暂态过电压的特性分析

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高电压技术 2013年第6期39卷 1402-1410页

作者：陈维江王浩王赞基李志兵李兴刚王宁华韩彬颜湘莲国家电网公司北京100031 中国电力科学研究院北京100192 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 日新(无锡)机电有限公司无锡214028

为满足系统同期合环的要求,特高压气体绝缘开关设备(GIS)中安装有电磁式电压互感器(IVT)。GIS内部隔离开关操作会产生特快速暂态过电压(VFTO),可能引起IVT绕组出现电压分布不均的问题。为掌握特高压工程用GIS IVT在VFTO下的耐受特性,采... 详细信息

为满足系统同期合环的要求,特高压气体绝缘开关设备(GIS)中安装有电磁式电压互感器(IVT)。GIS内部隔离开关操作会产生特快速暂态过电压(VFTO),可能引起IVT绕组出现电压分布不均的问题。为掌握特高压工程用GIS IVT在VFTO下的耐受特性,采用仿真和实测相结合的方法对其绕组在VFTO下的电压分布进行了研究。建立了IVT的端口模型和绕组电压分布计算模型计算其端口VFTO和绕组电压分布,并通过陡前沿冲击电压下绕组电压分布试验予以验证。通过仿真计算,获得了特高压变电站IVT端口的典型VFTO波形及其作用下的绕组电压分布特性。计算表明电压沿绕组分布整体比较均匀,绕组端部匝间、层间开口位置电压分布相对集中,试验结果初步也验证了仿真结果。根据仿真和试验结果,校核了绕组电压分布集中位置的绝缘耐受能力。进一步说明在实际特高压工程中,IVT绝缘耐受VFTO具有足够的裕度;在产品的优化设计中须加强绕组首端匝间和层间绝缘,以进一步提高其VFTO耐受能力。

关键词：特高压气体绝缘开关设备电磁式电压互感器特快速暂态过电压绕组绝缘

特高压气体绝缘开关设备特快速瞬态过电压的试验回路研究

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中国电机工程学报 2011年第31期31卷 28-37页

作者：戴敏谷定燮孙岗王磊周沛洪姚涛陈海波万磊庞庆平邹晓明陈洁国网电力科学研究院湖北省武汉市430074 国家电网公司北京市西城区100031 河南平高电气股份有限公司河南省平顶山市467001 西安西电电气股份有限公司陕西省西安市710077 西安交通大学陕西省西安市710049

为研究特高压气体绝缘开关设备(gas insulatedswitchgear,GIS)中的特快速瞬态过电压(very fast transientovervoltage,VFTO)规律,需要建立全尺寸的真型模拟试验回路。计算了1000kV GIS变电站和模拟试验回路在不同接线方式下的VFTO,指出1... 详细信息

为研究特高压气体绝缘开关设备(gas insulatedswitchgear,GIS)中的特快速瞬态过电压(very fast transientovervoltage,VFTO)规律,需要建立全尺寸的真型模拟试验回路。计算了1000kV GIS变电站和模拟试验回路在不同接线方式下的VFTO,指出1000kV GIS的VFTO模拟试验回路宜带有分支母线,比国家标准和IEC标准规定的无分支母线的简单试验回路更严格,从而提出新的VFTO试验回路,并推荐了测点布置方案和试验隔离开关型式。对所建成的VFTO试验回路进行试验,结果表明:无论是从VFTO实测波形还是从统计规律上看,试验回路均达到了设计的预期,对研究VFTO的特性发挥了重要作用。

关键词：特高压气体绝缘开关设备特快速瞬态过电压隔离开关试验回路