特高压直流高速开关研发关键技术研究

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作者 吕金壮 陈兵 +7 位作者 张长虹 李明洋 黎卫国 杨旭 李兴文 魏建巍 张博雅 孙英杰 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2023年第5期9-18,共10页

直流高速开关(high speed switch,HSS)是多端直流输电系统中的关键设备。HSS的性能参数直接影响到多端直流系统的送电能力和运行灵活性。为了研制性能参数更优的±800 kV HSS产品,提出在长时直流耐受、直流小电流开断和直流燃弧耐受... 直流高速开关(high speed switch,HSS)是多端直流输电系统中的关键设备。HSS的性能参数直接影响到多端直流系统的送电能力和运行灵活性。为了研制性能参数更优的±800 kV HSS产品,提出在长时直流耐受、直流小电流开断和直流燃弧耐受3大关键性能方面需解决的问题。结合内外绝缘仿真优化和样机绝缘验证,实现样机具备DC1224 kV/1 h湿耐受的绝缘性能;通过小电流开断的磁流体动力学仿真,获得了HSS开断小直流电流时灭弧室内部的温度、压力分布规律;试制了小直流开断实验样机,样机实验在1 kV恢复电压下最大开断电流达到350 A。通过长时燃弧的磁流体动力学仿真,获得了4000 A直流电流开断过程中灭弧室内部的温度、压力分布规律。该研究为性能参数更优的±800 kV HSS产品研制奠定坚实基础,对提高多端直流输电系统功率连续性和安全稳定运行具有重要意义。 展开更多

关键词 直流高速开关 绝缘性能 直流小电流开断 长时直流燃弧耐受 磁流体动力学仿真

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高压直流GIL设备绝缘关键技术研究综述 被引量：3

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作者 张长虹 张博雅 +6 位作者 李明洋 李奕萱 李兴文 吕金壮 王志刚 黎卫国 杨旭 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期920-936,共17页

直流GIL具有输送容量大,占地面积小,可靠性高,受外界环境影响小等优势,在特殊环境中具有广泛的应用前景。然而直流电压下GIL内部气固界面电荷积聚及金属微粒的存在会导致GIL内部电场畸变、绝缘性能下降,甚至诱发沿面闪络,是限制直流GIL... 直流GIL具有输送容量大,占地面积小,可靠性高,受外界环境影响小等优势,在特殊环境中具有广泛的应用前景。然而直流电压下GIL内部气固界面电荷积聚及金属微粒的存在会导致GIL内部电场畸变、绝缘性能下降,甚至诱发沿面闪络,是限制直流GIL发展的重要因素。因此,论文总结了近年来关于直流GIL绝缘关键技术和GIL设备研制的相关研究,从气固界面电荷积聚机理与调控方法,GIL中金属微粒对绝缘性能的影响,绝缘材料沿面耐电性能,新型环保气体在直流GIL中的应用,直流GIL设备研制与试验和特高压直流GIL研制关键技术等6个方面进行总结评述,为高压直流GIL研发提供参考。 展开更多

关键词 直流GIL 绝缘技术 表面电荷积聚 沿面闪络 金属微粒 特高压直流

原文传递

特约主编寄语

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作者 李盛涛 江秀臣 +2 位作者 董旭柱 吕金壮 李兴文 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期I0001-I0004,共4页

在“双碳”目标的驱动下,我国在特高压柔性直流输电技术、多端直流输电技术、高压直流电网等工程应用领域得到了快速发展,在高端直流电力关键装备的材料、工艺、结构、设计、运维以及性能评估等关键技术领域实现了自主化加速研发,取得... 在“双碳”目标的驱动下,我国在特高压柔性直流输电技术、多端直流输电技术、高压直流电网等工程应用领域得到了快速发展,在高端直流电力关键装备的材料、工艺、结构、设计、运维以及性能评估等关键技术领域实现了自主化加速研发,取得了重大突破和系列技术成果,推动了传统常规直流主设备在技术性能、结构型式等方面的产业升级,提升了我国在超、特高压直流技术领域的影响力。 展开更多

关键词 特高压直流 多端直流输电 高压直流电网 工程应用领域 柔性直流输电技术 常规直流 自主化 关键装备

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直流气体绝缘输电线路关键问题及装备研发现状综述

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作者 梁芳蔚 张长虹 +6 位作者 吕金壮 梁作栋 庄伟建 陈庚 范贤浩 李传扬 何金良 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1-11,共11页

直流气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)可解决特殊地理环境下输电走廊空间限制问题,为构建“双碳”目标下中国未来能源结构提供装备基础。文中回顾了中国在直流GIL方面的研究进展,包括表面电荷及金属微粒动力学与抑制理论、导体表面形貌诱... 直流气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)可解决特殊地理环境下输电走廊空间限制问题,为构建“双碳”目标下中国未来能源结构提供装备基础。文中回顾了中国在直流GIL方面的研究进展,包括表面电荷及金属微粒动力学与抑制理论、导体表面形貌诱发的微电离理论等关键科学问题,以及绝缘件设计、微粒捕捉器设计等技术创新。此外,简要介绍了近年来中国在直流GIL的装备研发及设备评价标方面的进展。文中内容为未来直流GIL的研发及应用提供了参考。 展开更多

关键词 直流GIL 表面电荷 沿面闪络 金属颗粒 导体粗糙度

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陷阱分布对Al_2O_3陶瓷介质在真空中沿面闪络特性的影响 被引量：12

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作者 吕金壮 李成榕 +2 位作者 丁立健 王景春 程养春 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期77-81,共5页

真空中绝缘介质的沿面闪络一直是制约真空中电绝缘强度的重要因素。文中采用等温衰减电流法(IDC)研究了在不同烧结温度和掺有不同添加剂情况下氧化铝陶瓷试样的陷阱分布,利用试验装置测量了陶瓷试样的沿面闪络特性。试验结果表明,烧结... 真空中绝缘介质的沿面闪络一直是制约真空中电绝缘强度的重要因素。文中采用等温衰减电流法(IDC)研究了在不同烧结温度和掺有不同添加剂情况下氧化铝陶瓷试样的陷阱分布,利用试验装置测量了陶瓷试样的沿面闪络特性。试验结果表明,烧结温度和添加剂显著影响了氧化铝陶瓷的陷阱分布:不同的陷阱分布影响着绝缘介质的沿面闪络特性。根据试验结果,笔者从固体能带理论出发,将陷阱分布和氧化铝陶瓷的沿面闪络特性联系在一起,解释了一些沿面闪络发展过程中的疑难问题。 展开更多

关键词 陷阱分布 Al2O3陶瓷介质 真空 沿面闪络特性 绝缘材料 氧化铝陶瓷 等温衰减电流

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热刺激电流试验系统的研制及应用 被引量：3

6

作者 吕金壮 全玉生 +5 位作者 李成榕 丁立健 孟延荣 王景春 屠幼萍 王鹏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期11-12,56,共3页

热刺激电流技术是研究电介质电荷存储及陷阱能级分布的有力工具,因此开发了热刺激电流试验系统,它由加热装置、微电流测量装置(静电计Keithley6514),温控仪.直流高电压发生器、真空系统、计算机等部分组成。以Lab-view为软件平台实现了... 热刺激电流技术是研究电介质电荷存储及陷阱能级分布的有力工具,因此开发了热刺激电流试验系统,它由加热装置、微电流测量装置(静电计Keithley6514),温控仪.直流高电压发生器、真空系统、计算机等部分组成。以Lab-view为软件平台实现了电流、温度的数据实时采集和存储。在国际上首次测量了厚达1mm的氧化铝陶瓷的热刺激电流曲线。 展开更多

关键词 热刺激电流试验系统 脉宽调制型直流高压发生器 BGG-120KN/2mA型 氧化铝陶瓷 陷阱能级

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基于状态评估的直流主设备智能分析系统的研制 被引量：2

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作者 吕金壮 王奇 +3 位作者 张晗 邓军 耿大庆 陈新 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期92-97,共6页

基于数字电网统一框架,为解决目前对于直流主设备数据分析平台数据诊断和评估的不足,设计了一套直流主设备状态评估系统。通过对在线监测、巡检、试验等多源数据融合与规范化,划分评估对象部件、确定评估方式、划分状态等级、确定报警... 基于数字电网统一框架,为解决目前对于直流主设备数据分析平台数据诊断和评估的不足,设计了一套直流主设备状态评估系统。通过对在线监测、巡检、试验等多源数据融合与规范化,划分评估对象部件、确定评估方式、划分状态等级、确定报警依据、判定评估与预警状态,对直流主设备多因素设备可靠性的状态评估进行了分析,为设备的继续运行、实施监控或停运检修等决策提供了准确可信地估计设备的状况,对提高直流主设备健康水平、保证设备安全可靠性运行具有重要意义,并且已成功应用于南方电网超高压输电公司检修试验中心。 展开更多

关键词 直流主设备 状态评估 数据处理 在线监测

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基于负载试验的换流变压器振动信号与绕组电流及测点位置特征分布规律分析 被引量：13

8

作者 吕金壮 潘志城 +3 位作者 邓军 张晋寅 蒋培榆 张占龙 《变压器》 北大核心 2020年第11期64-68,共5页

理论推导了换流变压器绕组电流与振动信号的数学关系式,并结合负载试验对数学关系式及箱体表面测点振动信号差异化分布规律进行了分析和验证。

关键词 换流变压器 振动信号 负载试验 负载电流 传感器位置

原文传递

热刺激电流法研究Al_2O_3陶瓷陷阱分布

9

作者 吕金壮 孟廷荣 +4 位作者 李成榕 丁立健 王景春 屠幼萍 王鹏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期1-2,23,共3页

利用独立开发的TSC试验系统,成功测量了厚达1 mm氧化铝陶瓷的热刺激电流特性。在世界上首次用试验证明,采用TSC法对接近工况Al2O3陶瓷进行研究是有效的。试验结果表明,Al2O3陶瓷试样的热刺激电流特性随金属氧化物添加剂的不同而不同。... 利用独立开发的TSC试验系统,成功测量了厚达1 mm氧化铝陶瓷的热刺激电流特性。在世界上首次用试验证明,采用TSC法对接近工况Al2O3陶瓷进行研究是有效的。试验结果表明,Al2O3陶瓷试样的热刺激电流特性随金属氧化物添加剂的不同而不同。分析表明,金属氧化物添加剂显著影响氧化铝陶瓷的陷阱能级分布。 展开更多

关键词 热刺激电流法 研究 AL2O3陶瓷 陷阱分布 绝缘材料 金属氧化添加剂

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烧结温度对氧化铝陶瓷介质陷阱分布的影响

10

作者 吕金壮 李成榕 +3 位作者 丁立健 屠幼萍 王景春 程养春 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2002年第6期40-42,45,共4页

论文采用等温衰减电流法研究了在不同烧结温度下制备的陶瓷试样的陷阱分布。试验结果表明 ,烧结温度能够影响到氧化铝陶瓷介质的陷阱分布。微观结构分析表明 ,不同的烧结温度会导致陶瓷介质不同数量的结构缺陷 ,从而造成了它们陷阱分布... 论文采用等温衰减电流法研究了在不同烧结温度下制备的陶瓷试样的陷阱分布。试验结果表明 ,烧结温度能够影响到氧化铝陶瓷介质的陷阱分布。微观结构分析表明 ,不同的烧结温度会导致陶瓷介质不同数量的结构缺陷 ,从而造成了它们陷阱分布的不同。 展开更多

关键词 烧结温度 氧化铝陶瓷介质 陷阱分布 绝缘子

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真空中绝缘子表面电荷分布的测量 被引量：28

11

作者 丁立健 屠幼萍 +2 位作者 李成榕 王景春 吕金壮 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期1-2,23,共3页

介绍静电场探头测量电介质表面电荷的原理 ,并研制了一套在线测量真空中绝缘子表面电荷分布的测量系统 ,经校验和实用表明它线性特性很好 ,完全满足真空中绝缘子表面带电测量的要求 ,还能研究通常情况下绝缘材料 (器件 )的表面带电状况。

关键词 绝缘子 电介质表面电荷 电荷分布 测量 真空

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直流系统保护对交流故障的响应机理与交流故障引发的直流系统保护误动分析 被引量：37

12

作者 李佳曼 蔡泽祥 +5 位作者 李晓华 赵建宁 周全 王海军 张胜慧 吕金壮 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期953-960,共8页

针对交直流混联系统中直流保护在交流系统故障时误动的问题,基于某特高压直流系统的数字实时仿真系统(RTDS),研究交流故障下直流系统的暂态响应特征。从交流故障与直流故障的相似性、直流保护原理和整定方法的不完善性两方面揭示了直流... 针对交直流混联系统中直流保护在交流系统故障时误动的问题,基于某特高压直流系统的数字实时仿真系统(RTDS),研究交流故障下直流系统的暂态响应特征。从交流故障与直流故障的相似性、直流保护原理和整定方法的不完善性两方面揭示了直流保护对交流故障的响应机理。基于直流保护对交流故障的响应机理,全面梳理出在原理上能反映交流故障的直流保护类型。结合某特高压直流系统的RTDS实验数据,详细分析了两侧交流系统故障时的低电压特征以及电流失衡特征所引发的直流保护误动情况。深入分析了交流故障下直流低电压保护、阀组差动保护以及桥差保护的误动机理,并提出相应的改进建议,为直流工程的更合理运行提供指导。 展开更多

关键词 特高压直流系统 交流故障 响应特征 直流保护

原文传递

氧化铝陶瓷绝缘子真空沿面闪络过程中的陷阱机制 被引量：13

13

作者 李成榕 丁立健 +1 位作者 吕金壮 梁英 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期1-5,共5页

采用热刺激电流法(TSC)研究了不同烧结温度和掺有不同添加剂的氧化铝陶瓷的陷阱能级密度分布特性以及在负脉冲电压作用下的真空中表面带电和沿面闪络特性。研究发现,氧化铝陶瓷的陷阱分布与其真空中的表面带电和沿面闪络特性之间存在一... 采用热刺激电流法(TSC)研究了不同烧结温度和掺有不同添加剂的氧化铝陶瓷的陷阱能级密度分布特性以及在负脉冲电压作用下的真空中表面带电和沿面闪络特性。研究发现,氧化铝陶瓷的陷阱分布与其真空中的表面带电和沿面闪络特性之间存在一定的内在联系,即材料中的陷阱密度越大,其表面电荷密度越高,且沿面闪络电压越低。上述结果表明,氧化铝陶瓷在真空沿面闪络过程中,除了电介质的二次电子发射作用外,载流子的入陷、脱陷机制也起着相当重要的作用。 展开更多

关键词 热刺激电流 沿面闪络 真空 陷阱分布 表面电 荷

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直流输电±800kV换流变压器的绝缘结构分析 被引量：31

14

作者 傅铁军 王健 +3 位作者 钟俊涛 陈香辉 党艳阳 吕金壮 《变压器》 北大核心 2009年第3期1-5,共5页

介绍了±800kV换流变压器绝缘结构的计算分析方法。

关键词 换流变压器 绝缘 波过程 电场 计算

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关于消雷器的研究与改进建议 被引量：4

15

作者 吕金壮 张建明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期60-60,63,共2页

用高电压技术中的成熟理论分析了消雷器的消雷效果并定性分析了影响消雷器的诸多因素，提出了进一步完善消雷器的意见。

关键词 雷电 避雷针 技术改进

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同塔双回直流换流站雷电侵入波特性 被引量：8

16

作者 赵贤根 董曼玲 +5 位作者 吕金壮 袁智勇 黎小林 厉天威 项阳 何俊佳 《南方电网技术》 2013年第2期40-44,共5页

以单回直流系统的换流站为基础,搭建一个同塔双回直流换流站系统,利用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP,仿真计算同塔双回直流系统换流站直流侧的雷电侵入波过电压,以研究换流站的雷电侵入波特性和分析同塔双回和单回直流系统雷电侵入波特性的... 以单回直流系统的换流站为基础,搭建一个同塔双回直流换流站系统,利用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP,仿真计算同塔双回直流系统换流站直流侧的雷电侵入波过电压,以研究换流站的雷电侵入波特性和分析同塔双回和单回直流系统雷电侵入波特性的差别。结果表明,同塔双回直流系统换流站雷电侵入波过电压幅值与雷击形式、雷击点、系统运行方式以及工作电压极性均有关系,而且在直流侧的这个过电压幅值比起单回直流系统的要小。 展开更多

关键词 同塔双回 换流站 雷电侵入波特性 ATP-EMTP

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大数据挖掘分析在电力设备状态评估中的应用 被引量：50

17

作者 宫宇 吕金壮 《南方电网技术》 2014年第6期74-77,共4页

为提高电力设备状态评估的准确性和效率,提出了将大数据挖掘分析应用于电力设备状态评估的思路和方法。介绍了大数据挖掘分析的架构,将电力设备状态的多维度数据解析为静态、动态、准动态和外部参数四大类,分析了数据关联规则、关联度... 为提高电力设备状态评估的准确性和效率,提出了将大数据挖掘分析应用于电力设备状态评估的思路和方法。介绍了大数据挖掘分析的架构,将电力设备状态的多维度数据解析为静态、动态、准动态和外部参数四大类,分析了数据关联规则、关联度和权重,最后给出了大数据挖掘分析技术的应用前景。 展开更多

关键词 电力设备状态评估 多维度数据 大数据挖掘 关联分析

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多端直流用直流高速开关(HSS)关键性能考核技术研究综述

18

作者 吕金壮 张长虹 +5 位作者 杨旭 李明洋 陈兵 黎卫国 李士杰 张良 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1-10,18,共11页

多端直流输电技术可有效缓解中国输电走廊紧缺问题,并解决大规模的清洁能源并网,通过配置直流高速开关(high-speed switch,HSS),可实现多端直流系统第三站的在线投退及直流线路故障快速隔离。但目前国内缺乏±800 kV HSS设备的制造... 多端直流输电技术可有效缓解中国输电走廊紧缺问题,并解决大规模的清洁能源并网,通过配置直流高速开关(high-speed switch,HSS),可实现多端直流系统第三站的在线投退及直流线路故障快速隔离。但目前国内缺乏±800 kV HSS设备的制造技术与试验经验。为掌握核心技术,文中首先简要介绍多端直流输电工程对HSS的功能需求,提出HSS的运行工况及关键技术参数。其次,着重介绍研制±800 kV HSS特殊性能验证试验,包括长时燃弧耐受关键技术及无震荡回路开断直流关键技术及其研究现状,提出了±800 k V HSS关键性能的考核方法和型式试验要求,并对其下一步的研究方向给出了建议。 展开更多

关键词 多端混合直流输电 直流并联高速开关 长时燃弧耐受 直流开断特性

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±800kV直流高速开关断口外绝缘特性仿真研究

19

作者 张长虹 吕金壮 +5 位作者 李奕萱 黎卫国 张博雅 李明洋 李兴文 杨旭 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期11-18,共8页

直流高速开关(high speed switch,HSS)作为多端柔性直流输电系统的关键设备,其可靠性具有重要意义,而断口外绝缘特性是影响HSS安全稳定运行的重要因素。文中采用有限元法针对HSS实际运行工况进行建模仿真,根据断口内绝缘及外绝缘的电场... 直流高速开关(high speed switch,HSS)作为多端柔性直流输电系统的关键设备,其可靠性具有重要意义,而断口外绝缘特性是影响HSS安全稳定运行的重要因素。文中采用有限元法针对HSS实际运行工况进行建模仿真,根据断口内绝缘及外绝缘的电场分布获得最恶劣的运行工况,研究该运行工况下HSS断口外绝缘在淋雨与污秽等环境下的电场分布特性,分析有限空间内断口加长提高外绝缘性能的可靠性。研究结果表明:实际运行过程中,HSS一侧隔离开关拒动、一侧通过阀侧接地为最恶劣的运行工况,在该运行工况下,淋雨环境中断口伞裙电场分布均匀,但电场强度整体增加,污秽条件下外绝缘电场分布与干燥条件下相似,但在高压端电场畸变程度显著增加;随着断口长度、外绝缘爬电距离增加,外绝缘电场模值整体下降,断口长度的改变对隔离开关外绝缘性能影响较小。以上研究对HSS断口外绝缘优化设计具有一定参考意义。 展开更多

关键词 直流高速开关 断口 外绝缘 有限元法仿真

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线性电阻电路节点分析法的C语言程序设计

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作者 吕金壮 《焦作工学院学报》 1998年第6期428-432,共5页

简要地介绍了线性电阻电路的节点分析法，用C语言编写了计算机辅助计算程序．按软件工程的理论和观点，程序的设计采用了从粗到细。逐步求精的设计方法，将最新的软件分析工具应用其中．程序由模块组成，改善了它的可读性．

关键词 节点分析法 复合支路 线性电阻电路 C语言程序

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