摘要：换流变压器进行雷电冲击耐压试验研究周期长、代价高,而利用缩比模型进行试验研究具有良好的经济性,且利于试验数据的获取,并可与仿真结果进行对比分析。为设计与原模型电气特性一致的缩比模型,本文推导了雷电冲击下变压器的缩比公式,设计了缩比模型,对缩比模型和原模型在相似激励下的电场和磁场分布进行了仿真对比,并利用多导体传输线模型计算了缩比模型与原模型在雷电冲击下的绕组电压波形,原模型与缩比模型误差在5%以内。对缩比模型进行了绕组分布电压测量,结果表明,引出线结构会影响绕组电气特性,需进一步研究修正方法。

摘要：GIS盆式绝缘子在雷电压下的暂态电场分布对其安全运行至关重要。工程上一般忽略雷电压下盆式绝缘子盆体材料转向极化的建立时间,采用工频电压下的静电场来近似替代雷电压下的暂态电场。为此利用建立的盆式绝缘子暂态电场数学模型,联合基于LM算法的介电谱分析方法,实现了盆式绝缘子的暂态电场计算,得出了盆式绝缘子屏蔽罩表面、盆体表面以及盆体与中心导杆界面等关键位置的暂态电场分布规律,对比了传统方法的计算结果,发现传统方法下凹面屏蔽罩以及盆体表面处场强最高值均高于暂态电场结果,差值分别为-2.2%、-1.21%和-4.37%;盆体与中心导杆界面处场强最高值在2种方法下相差相对较大,差值为4.46%。该方法能够在计算时间成本可接受的前提下,更精确地掌握GIS盆式绝缘子各关键位置的电场分布,为GIS盆式绝缘子的绝缘设计提供计算分析依据。

摘要：现有的雷电冲击下换流变压器绕组故障诊断方法灵敏度较低,且难以判断故障类型;绕组在雷电冲击下发生故障的试验数据较少,难以深入分析故障特征。针对上述问题,设计并制作了具有典型换流变压器绕组结构、比例约为1/5的缩比模型,并模拟不同故障类型进行试验研究。分析故障情况下的试验数据,利用故障情况与正常情况传递函数不同频率段的相关系数作为特征参数;提出了基于学习矢量量化(learning vector quantization,LVQ)网络的变压器绕组短路故障诊断方法,利用特征参数对LVQ网络进行训练,并对训练后的网络进行测试。结果表明:通过特定频率段相关系数的对比可以区分不同故障;LVQ网络故障诊断测试准确率达到98%,验证了诊断方法的有效性。

摘要：雷电侵入波的特性对变电站内设备的绝缘裕度设计有较大的影响,而目前中国进行变电站设备雷电绝缘裕度设计中,忽略了输电线路的电晕会引起雷电侵入波衰减畸变,导致设计结果通常较为保守,因此有必要对雷电冲击电晕进行系统研究。在中国特高压交流试验基地开展了冲击电晕试验,对输电线路中常用的导线进行了雷电冲击电晕试验研究,总结了不同导线的雷电冲击电晕伏库特性曲线。试验结果表明:在雷电冲击下导线起晕较为明显,不同导线的伏库特性曲线表现出一定的规律性,且在正极性雷电冲击下导线表现出明显的起晕延时现象。基于试验结果可建立相应的线路冲击电晕模型,应用于电磁暂态软件中仿真计算线路冲击电晕对线路雷电侵入波的影响。

摘要：强暴雨常伴随雷电天气会导致输电线路、变电站和换流站绝缘子表面干、湿部位电场分布不均,易引发电场畸变,同时雷暴引起的雨柱会快速短接绝缘子伞间距,显著缩短电弧发展路径,致使线路跳闸并引起停电事故。为研究强暴雨条件下线路绝缘子雷电冲击放电特性和电弧发展过程,针对3种110 kV线路常用硅橡胶复合绝缘子开展了雷电冲击放电特性测试。结果表明:复合绝缘子雷电冲击电弧发展过程主要分为起弧、局部电弧发展、完全闪络,其放电发展时间及其持续时间均随降雨强度、雨水电导率的增大而降低;电弧平均发展速度随雨水电导率的增加呈幂指数关系上升,最大上升率高达43.8%,并随降雨强度增加呈指数式增大,且与绝缘子伞裙结构参数有关。复合绝缘子雷电冲击闪络电压随降雨强度增加呈负幂指数关系降低,伞间距较大的绝缘子闪络电压受降雨强度的影响愈加明显;雨闪电压随雨水电导率的增加而呈负幂指数下降。基于此,提出了降雨强度、雨水电导率综合影响的复合绝缘子雷电冲击闪络电压计算式,计算结果与试验结果一致性良好,偏差小于7%。研究结果为雷电活动频繁的强暴雨地区输电线路外绝缘设计、选择及防护提供了参考。

摘要：不同电场分布下混合气体雷电冲击放电特性是气体绝缘金属封闭输电线路(GILs)的设计基础,文中分别研究了稍不均匀电场(电场不均匀度系数f=1.6)和极不均匀电场(f=5.3和f=10.3)下C4F7N/CO2混合气体雷电冲击放电特性的变化规律。结果表明:稍不均匀场中,C4F7N/CO2混合气体的放电电压在高气压下出现微弱的饱和趋势,当气压小于0.4MPa时,其相对于在0.4MPa下SF6的绝缘强度达到了最大值,即随气压的升高,混合气体的相对绝缘性能并无显著提升;随着电场不均匀度的增大,C4F7N/CO2混合气体放电电压显著下降,且正极性放电电压远低于负极性,表现出对电场不均匀的极高敏感性;由此定义了电场敏感系数S,以表征绝缘介质在存在电场集中时放电电压的下降程度,研究结果表明,雷电冲击下气体介质对电场不均匀度的敏感性表现为C4F7N/CO2(5%~20%)>SF6>CO2。

摘要：为研究特高压气体绝缘开关设备(GIS)在特快速暂态过电压(VFTO)和雷电冲击(LI)下的SF6长间隙伏-秒(U-t)特性,设计了VFTO模拟产生装置。通过改变实验间隙距离、气压和电压种类,研究了不同气压下SF6棒-板和球-板长间隙在负极性VFTO和LI下的U-t特性。实验结果表明:球-板稍不均匀电场间隙在VFTO下的最小击穿电压高于LI下的,而VFTO下的U-t曲线较LI下的曲线平坦,导致2种电压下U-t曲线相交。对于高气压(0.5MPa)下棒-板间隙,VFTO下的U-t曲线位于LI的之下。基于对实验结果和U-t特性曲线物理意义的分析,得到了用于预测给定SF6长间隙U-t曲线的半经验公式,该公式为带有3个参数的幂指数函数,其中的待定参数可由气压、间隙距离和电场不均匀系数共同决定。校验结果表明:采用半经验公式预测的U-t曲线能准确反映SF6间隙击穿特性,从而为GIS绝缘设计提供参考。

摘要：随着我国电网的高速发展,越来越多的新建变电站采用了GIS成套设备,在设备安装完毕后需要对其进行雷电冲击试验以检验其绝缘性能,消除设备的故障隐患。然而,由于受到设计制造等因素的限制,普通的雷电冲击发生器在大电容负载下,尤其是GIS负载下,无法产生符合试验要求的雷电冲击波形。为此结合三峡550 kV变电站GIS设备雷电冲击耐受试验,对雷电冲击发生器以及现场设备建模并进行仿真计算;根据分析结果提出了在冲击回路中安装电感,使其可以产生满足试验要求的雷电振荡冲击的方法。现场测试中成功应用该方法,取得了较好的效果,同时也为我国750、1000 kV等超特高压变电站GIS雷电冲击试验积累了相关的经验。

摘要：针对最新版IEC60060-1《高电压试验技术,第一部分:一般定义及试验要求》中叠加过冲和振荡的标准雷电冲击波形的数字处理程序,其引入与频率相关的试验电压因数k(f),介绍一种设计等价于k(f)对应转移函数的K因子零相位IIR数字滤波器的方法。对零相位数字滤波原理进行了分析与仿真实验。基于IEC60060-1中定义的试验电压因数k(f),给出了设计K因子零相位IIR数字滤波器的推导过程,以及可用于开发冲击电压测量软件的时域滤波差分方程。最后对最新版IEC61083-2《高压冲击试验测量用仪器和软件,第二部分:对软件的要求》附带的TDG 2.04中几种典型雷电冲击电压波形进行了滤波处理与参数提取,验证了该方法的可行性和准确性。为研制冲击电压测量系统提供了一种实用的数字滤波技术。

摘要：建立了电抗器匝间绝缘雷电冲击调波参数组合寻优模型。为了克服传统BP神经网络训练收敛太慢以及容易陷入局部最小值等问题,采用了正交试验设计方法结合基于Levenberg-Marquardt法的BP神经网络对建立的数学模型进行了仿真训练并对设备雷电冲击调波参数组合进行了寻优,获得了较为精确的标准雷电冲击波形,对实际试验具有一定的指导意义。