[发明专利]一种特高压交流设备运行工况模拟系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟系统，具体讲涉及一种特高压交流设备的长期运行工况模拟系统。

背景技术

交流输电设备在实际运行时要同时承受工作电压和工作电流的长期联合作用，一部分设备在运行过程中还要承受操作冲击过电压和雷电冲击过电压；设备在系统运行负荷变化时，输送功率的变化也会引起设备工作电流的变化。上述运行工况会对交流输电设备的运行状态产生影响，很多设备在交流输电工程中带电运行一段时间后会发生大小不同的故障或问题。虽然交流输电设备在投入工程运行前都会进行出厂试验和型式试验对设备性能进行检测或考核，但目前高压设备的出厂试验或型式试验不能完全模拟设备的实际运行工况。因此，很多高压设备虽然通过了出厂试验或型式试验，但在输电工程中运行一段时间后却会发生故障或事故，影响输电工程的安全稳定运行。

设备的出厂试验或型式试验只是对设备在单一因素作用下的性能进行考核，如通过施加试验电压开展工频耐受电压试验、冲击耐受电压试验或局部放电试验等绝缘试验考核设备的绝缘性能；通过施加试验电流开展温升试验、短时电流耐受试验等热学试验考核设备的热性能；通过施加力开展弯曲负荷耐受试验、密封试验等考核设备的机械和密封性能。

电气设备在实际运行时承受着各种运行工况，运行工况使电、热、力等因素共同长期作用于电气设备，这些因素会共同作用产生耦合叠加影响，如电压长期作用引起的局部绝缘老化会导致设备局部发热严重发生故障、或设备局部持续发热严重引起套管绝缘性能下降发生故障等。对于特高压交流设备，其运行可靠性要求更高，若在运行过程中发生故障将导致电网大面积停电。

建立模拟特高压交流电气设备长期运行工况的模拟系统难度很大：首先，对多种特高压交流电气设备同时进行模拟运行工况的试验，模拟系统结构设计难度大；其次，要对特高压交流电气设备进行电压和电流联合作用下的长期试验，单台电源设备容量有限，不能同时提供试验所需的电压和电流，试验电压和试验电流需要通过不同的电源设备施加，还需要有能产生特快速瞬态过电压的GIS隔离开关；再次，特高压等级的交流电气设备结构尺寸大，模拟系统尺寸相应地非常大。目前还没有能模拟特高压等级交流电气设备长期运行工况的系统，已有的模拟系统仅能为单一的特高压等级电气设备施加电压或电流，且试验时间短，不能模拟设备真实长期运行的工况。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供一种特高压交流设备运行工况模拟系统。

本发明提供的技术方案是：一种特高压交流设备运行工况模拟系统，其改进之处在于：所述模拟系统包括待考核交流设备支路、电流产生支路和电压产生支路；所述电流产生支路与所述待考核交流设备支路连接成闭合环形回路，用于为所述待考核交流设备支路提供试验电流；所述电压产生支路与所述待考核交流设备支路相连，用于提供所述待考核交流设备支路的试验电压。

优选的，所述待考核交流设备支路包括竖直方向设置的第一变压器套管和第二变压器套管；所述第一变压器套管和所述第二变压器套管的顶端置于外部空气中，并通过水平方向的导电杆电气相连；所述第一变压器套管和所述第二变压器套管的底端分别置于第一油箱和第二油箱中；所述第一油箱和所述第二油箱的侧部分别安装有水平方向的第三变压器套管和第四变压器套管；所述第三变压器套管的一端在所述第一油箱中通过连接件与所述第一变压器套管的底端电气相连，其另一端同轴固定在第一GIS母线内，与第一GIS母线内的中心导杆电气相连；所述第四变压器套管的一端在所述第二油箱中通过另一连接件与所述第二变压器套管的底端电气相连，其另一端同轴固定在第二GIS母线内，与第二GIS母线内的中心导杆电气相连；

所述第一GIS母线和所述第二GIS母线内均充有SF6气体。

进一步，所述第一油箱和所述第二油箱均包括轴线相互垂直的竖直箱体和水平箱体，所述竖直箱体的侧部设有用于安装所述水平箱体的接口；所述第一油箱的水平箱体与所述第二油箱的水平箱体同轴；所述第一变压器套管和所述第二变压器套管分别与竖直箱体同轴固定；所述第三变压器套管和所述第四变压器套管分别与水平箱体同轴固定；

所述竖直箱体和所述水平箱体内充满变压器油。