廠站操作過電壓的安全預(yù)測理論與實時監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、隨著超高壓大電網(wǎng)的不斷發(fā)展，大型發(fā)電機(jī)組不斷投入電網(wǎng)運行，大型發(fā)電機(jī)與超高壓大電網(wǎng)之間的網(wǎng)機(jī)關(guān)系日益密切，大型發(fā)電機(jī)在大型電站中的生產(chǎn)地位日益重要，它們已經(jīng)成為電力能源的心臟。然而，隨著遠(yuǎn)距離輸電線路電壓等級的提高，大型電站中的操作過電壓隨時威脅著大型發(fā)電機(jī)的絕緣安全，其絕緣安全可靠與否，不僅影響機(jī)組的安全運行，而且直接影響電力系統(tǒng)對國民經(jīng)濟(jì)的安全供電。操作過電壓對大型發(fā)電機(jī)絕緣的損傷會導(dǎo)致大型發(fā)電機(jī)的定子絕緣事故，但是目前對于該故障的

2、在線診斷方法還未能很好解決。因此，針對廠站操作過電壓對大型發(fā)電設(shè)備的沖擊問題，重點開展廠站操作過電壓的安全預(yù)測理論與實時監(jiān)測技術(shù)的研究，不僅直接對大機(jī)組安全運行有著重要的現(xiàn)實意義，而且對目前我國西電東送工程的實現(xiàn)和確保大容量遠(yuǎn)距離輸電電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行都具有十分重要的意義。 本文在分析和總結(jié)國內(nèi)外關(guān)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)過電壓分析方法及其研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，首次提出了基于場路結(jié)合的廠站操作過電壓安全預(yù)測理論和分析方法。本文研究了大型電站中的操

3、作過電壓沖擊波在發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣介質(zhì)中暫態(tài)電場的實時分布狀態(tài)，在線分析發(fā)電機(jī)的絕緣工作狀況，搜索發(fā)電機(jī)內(nèi)部可能突發(fā)絕緣事故的區(qū)域，預(yù)測發(fā)電機(jī)內(nèi)部可能發(fā)生絕緣事故的故障點，并重點研究了大型發(fā)電機(jī)絕緣安全在線預(yù)測分析方法和建立了大型發(fā)電機(jī)絕緣安全評估模型。本文還研究了大型電站中操作過電壓沖擊下的發(fā)電機(jī)安全預(yù)測與實時監(jiān)測技術(shù)，預(yù)測發(fā)電機(jī)定子絕緣安全狀態(tài)，以便對大型發(fā)電機(jī)進(jìn)行預(yù)防性保護(hù)與預(yù)知性維護(hù)。 針對該研究課題，本文的主要內(nèi)容及創(chuàng)

4、新性成果如下：(1)通過對大型電站電氣網(wǎng)絡(luò)電磁暫態(tài)過程的分析研究，提出了一種基于場路綜合分析的廠站操作過電壓在線安全預(yù)測理論。 (2)運用場路綜合分析理論，將廠站電氣網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與大型發(fā)電機(jī)組內(nèi)部電磁關(guān)系相結(jié)合，提出了一種用于大型發(fā)電機(jī)絕緣安全在線預(yù)測分析的新方法。 (3)通過分析廠站操作過電壓的電磁暫態(tài)過程及特性，特別是對超高壓開關(guān)站中的操作過電壓通過升壓電力變壓器傳遞的傳遞過電壓進(jìn)行分析研究，研究了廠站電氣網(wǎng)絡(luò)中過電

5、壓的電磁暫態(tài)變化規(guī)律及特性。 (4)除研究了廠站系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)暫態(tài)模型外，重點研究了大型發(fā)電機(jī)的暫態(tài)場路模型，建立了一種適合于在線分析的大型發(fā)電機(jī)暫態(tài)電場計算的耦合有限元模型，該模型具有計算精度高和計算速度快等特點，提高了大型發(fā)電機(jī)絕緣安全在線診斷分析的準(zhǔn)確度與速度。 (5)結(jié)合場路綜合模型的分析計算，建立了大型發(fā)電機(jī)絕緣安全的評估模型，并對在廠站操作過電壓沖擊下的大型發(fā)電機(jī)絕緣安全的在線評估方法進(jìn)行了研究。 (6)

6、針對在操作過電壓沖擊下發(fā)電機(jī)內(nèi)部超強(qiáng)暫態(tài)電場，提出了一種用于綜合評判操作過電壓沖擊波對大型發(fā)電機(jī)絕緣危害程度的特征量模式。 (7)通過對廠站操作過電壓實時監(jiān)測與安全分析等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，其中包括實時監(jiān)測、在線安全分析、在線安全預(yù)防性保護(hù)等技術(shù)，完成了在線預(yù)測大型發(fā)電機(jī)絕緣安全狀態(tài)的任務(wù)，并給出了相應(yīng)的預(yù)防性保護(hù)策略。 (8)針對某一實際電站操作過電壓問題，進(jìn)行了大型發(fā)電機(jī)操作過電壓安全預(yù)測分析仿真計算，驗證了廠站操作過