1 100 kV气体绝缘金属封闭输电线路用三支柱绝缘子电气性能优化

贾云飞 1; 高璐 1; 汲胜昌 1; 李心一 2; 李志兵 3; 刘焱 3

doi:10.7652/xjtuxb202007020

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

1 100 kV气体绝缘金属封闭输电线路用三支柱绝缘子电气性能优化

更新时间：2025-07-09

- 1 100 kV气体绝缘金属封闭输电线路用三支柱绝缘子电气性能优化
- Electrical Performance Optimi-ation for Tri-Post Insulator on 1 100 kV Gas-Insulated Metal-Enclosed Transmission Line
- 西安交通大学学报 2020年54卷第7期页码：168-179
- 作者机构：
  
  西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安,710049
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2019-11-29。作者简介: 贾云飞(1998—),男,硕士生;汲胜昌(通信作者),男,教授,博士生导师。基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2017YFB0902500)
- DOI：10.7652/xjtuxb202007020
  中图分类号： TM216
- 网络首发：2020-07-10，
  
  纸质出版：2020
- 稿件说明：
移动端阅览
贾云飞 1, 高璐 1, 汲胜昌 1, 等. 1 100 kV气体绝缘金属封闭输电线路用三支柱绝缘子电气性能优化[J]. 西安交通大学学报, 2020,54(7):168-179.

Electrical Performance Optimi-ation for Tri-Post Insulator on 1 100 kV Gas-Insulated Metal-Enclosed Transmission Line[J]. 2020, 54(7): 168-179.
贾云飞 1, 高璐 1, 汲胜昌 1, 等. 1 100 kV气体绝缘金属封闭输电线路用三支柱绝缘子电气性能优化[J]. 西安交通大学学报, 2020,54(7):168-179. DOI： 10.7652/xjtuxb202007020.

Electrical Performance Optimi-ation for Tri-Post Insulator on 1 100 kV Gas-Insulated Metal-Enclosed Transmission Line[J]. 2020, 54(7): 168-179. DOI： 10.7652/xjtuxb202007020.

摘要

为优化交流1 100 kV气体绝缘输电线路中三支柱绝缘子的电气性能

提出了一种基于遗传算法的结构参数优化方法。建立三支柱绝缘子电场和应力场仿真模型

对绝缘子电气性能和机械性能进行校验

发现最大表面场强位于支柱和中心圆柱的连接处

为12.13 MV·m

-1

大于12 MV·m

-1

的许用值

可能引发闪络

有必要进行电气性能优化。建立三支柱绝缘子参数化模型

仿真研究各结构参数对三支柱绝缘子电气性能的影响

发现各结构参数的增大对绝缘子电气性能有不同程度的优化

但也会造成绝缘子体积的增加。在满足机械性能需求和绝缘子体积保持不变的条件下

以提高电气性能为目标

提出基于遗传算法的三支柱绝缘子结构参数优化方案

并且为减小计算量

提出该方案的简化方法。结果表明:在相同电压下

优化后的三支柱绝缘子的最大表面场强降低为11.36 MV·m

-1

绝缘裕度提高了6.3%

优化效果较好。所提方法兼顾了机械性能和绝缘子体积

具有较高的实用性和计算效率。

Abstract

For optimi-ing electrical performance of tri-post insulator on AC 1 100 kV GIL

structural parameter optimi-ation with genetic algorithm is carried out. Electric field and stress field simulation models of tri-post insulator are established. Checking the electrical and mechanical performances of the insulator

it is found that the maximum surface electrical field intensity is 12.13 MV-m

-1

at the connection between the pillar and the central cylinder

which is higher than the allowable value of 12 MV-m

-1

. It is thus necessary to optimi-e the electrical performance. A parametric model of tri-post i

nsulator is constructed and used to analy-e the influence of structural parameters on electrical performance. It is found that the increase of each structure parameter can optimi-e the electrical performance

but this also leads to the increase of insulator volume. To improve the electrical performance

a genetic algorithm-based optimi-ation scheme for the structure para

关键词

Keywords

references

高克利, 颜湘莲, 王浩, 等. 环保型气体绝缘输电线路(GIL)技术发展 [J]. 高电压技术, 2018, 44(10): 3105-3113.

GAO Keli, YAN Xianglian, WANG Hao, et al. Progress in environment-friendly gas-insulated transmission line(GIL)[J]. High Voltage Engineering, 2018, 44(10): 3105-3113.

严璋, 朱德恒. 高电压绝缘技术 [M]. 北京: 中国电力出版社, 2007: 187-188.

王涵, 薛建议, 陈俊鸿, 等. SF6/N2混合气体中金属微粒对GIL盆式绝缘子表面电荷积聚特性的影响 [J]. 电工技术学报, 2018, 33(20): 4663-4671.

WANG Han, XUE Jianyi, CHEN Junhong, et al. Influence of metal particles on surface charge accumulation characteristics of GIL spacer in SF6/N2 mixture [J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2018, 33(20): 4663-4671.

唐炬, 潘成, 王邸博, 等. 高压直流绝缘材料表面电荷积聚研究进展 [J]. 电工技术学报, 2017, 32(8): 10-21.

TANG Ju, PAN Cheng, WANG Dibo, et al. Development of studies about surface charge accumulation on insulating material under HVDC [J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2017, 32(8): 10-21.

周宏扬, 马国明, 刘姝嫔, 等. 基于电-热多物理场耦合模型的直流GIL绝缘子表面电荷积聚及其对沿面电场影响的研究 [J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(4): 1251-1260.

ZHOU Hongyang, MA Guoming, LIU Shupin, et al. Study on surface charges accumulation on insulator and its effects on the surface electrical field in DC-GIL with electro-thermal coupling model [J]. Proceedings of the CSEE, 2017, 37(4): 1251-1260.

MA G M, ZHOU H Y, LI C R, et al. Designing epoxy insulators in SF6-filled DC-GIL with simulations of ionic conduction and surface charging [J]. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 2015, 22(6): 3312-3320.

杜进桥, 张施令, 李乃一, 等. 特高压交流盆式绝缘子电场分布计算及屏蔽罩结构优化 [J]. 高电压技术, 2013, 39(12): 3037-3043.

DU Jinqiao, ZHANG Shiling, LI Naiyi, et al. Electric field distribution calculation and shielding electrode structure optimization of UHVAC basin-type insulator [J]. High Voltage Engineering, 2013, 39(12): 3037-3043.

陈允, 崔博源, 王宁华, 等. 1 100 kV气体绝缘开关设备用盆式绝缘子中心嵌件结构设计 [J]. 高电压技术, 2016, 42(2): 564-570.

CHEN Yun, CUI Boyuan, WANG Ninghua, et al. Structural design of central insert in basin-type insulator used for 1 100 kV GIS [J]. High Voltage Engineering, 2016, 42(2): 564-570.

高璐, 贾云飞, 汲胜昌, 等. 环保型1 100 kV GIL用三支柱绝缘子多物理场耦合仿真及校核 [J]. 高电压技术, 2020, 46(3): 987-996.

GAO Lu, JIA Yunfei, JI Shengchang, et al. Multi-physical field analysis and verification of tri-post insulator on environment-friendly 1 100 kV GIL [J]. High Voltage Engineering, 2020, 46(3): 987-996.

李凯, 苗晓军, 徐仲勋, 等. 特高压GIL三支柱绝缘子压接工艺研究 [J]. 电工技术, 2018(15): 136-138.

LI Kai, MIAO Xiaojun, XU Zhongxun, et al. Research on crimping technology of UHV GIL three-pillar insulator [J]. Electric Engineering, 2018(15): 136-138.

田浩, 林生军, 张鹏飞, 等. 不同工艺对特高压GIL三支柱绝缘子组织均匀性的影响 [J]. 绝缘材料, 2018, 51(12): 67-73, 78.

TIAN Hao, LIN Shengjun, ZHANG Pengfei, et al. Effect of different processes on structure uniformity of UHV GIL three post insulator [J]. Insulating Materials, 2018, 51(12): 67-73, 78.

吴泽华, 王浩然, 田汇冬, 等. 特高压GIL三支柱绝缘子结构参数分析与优化 [J]. 高电压技术, 2018, 44(10): 3165-3173.

WU Zehua, WANG Haoran, TIAN Huidong, et al. Structural parameter analysis and optimization of tri-post insulator on UHVAC GIL [J]. High Voltage Engineering, 2018, 44(10): 3165-3173.

刘琳, 李晓昂, 张锐, 等. 影响GIS支柱绝缘子闪络电压的沿面电场特征参数 [J]. 高电压技术, 2019, 45(9): 2740-2747.

LIU Lin, LI Xiao’ang, ZHANG Rui, et al. Characteristic parameters of electric field along the surface affecting the flashover voltage of GIS pillar insulators [J]. High Voltage Engineering, 2019, 45(9): 2740-2747.

吴泽华, 王浩然, 田汇冬, 等. 特高压GIL哑铃型三支柱绝缘子优化设计方法 [J/OL]. 电网技术. [2019-10-29]. https: ∥doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst. 2019.0935.

WU Zehua, WANG Haoran, TIAN Huidong, et al. Optimization design method for 1 100 kV UHVAC GIL dumbbell type tri-post insulators [J/OL]. Power System Technology. [2019-10-29]. https: ∥doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2019.0935.

M’HAMDI B, TEGUAR M, MEKHALDI A. Optimal design of corona ring on HV composite insulator using PSO approach with dynamic population size [J]. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 2016, 23(2): 1048-1057.

贾云飞, 高璐, 汲胜昌, 等. 基于有限元仿真和遗传算法的1 100 kV盆式绝缘子电气、机械性能综合优化 [J]. 高电压技术, 2019, 45(12): 3844-3853.

JIA Yunfei, GAO Lu, JI Shengchang, et al. Comprehensive optimization of electrical and mechanical performance of 1 100 kV basin-type insulator based on genetic algorithm and finite element simulation [J]. High Voltage Engineering, 2019, 45(12): 3844-3853.

全国高压开关设备标准化委员会. 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求: GB/T 11022-2011 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2011: 20-21.

全国高压开关设备标准化委员会. 额定电压72.5 kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备: GB 7674-2008 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2008: 5-6.

黎斌. SF6高压电器设计 [M]. 北京: 机械工业出版社, 2010: 55-56.

李鹏, 颜湘莲, 王浩, 等. 特高压交流GIL输电技术研究及应用 [J]. 电网技术, 2017, 41(10): 3161-3167.

LI Peng, YAN Xianglian, WANG Hao, et al. Research and application of UHVAC gas-insulated transmission line [J]. Power System Technology, 2017, 41(10): 3161-3167.

汤浩, 吴广宁, 范建斌, 等. 直流气体绝缘输电线路的绝缘设计 [J]. 电网技术, 2008, 32(6): 65-70.

TANG Hao, WU Guangning, FAN Jianbin, et al. Insulation design of gas insulated HVDC transmission line [J]. Power System Technology, 2008, 32(6): 65-70.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

面向轻量化神经网络的模型压缩与结构搜索

单管感应电能传输系统参数全局优化

节点解析法研究特高压廊管气体绝缘输电线路的热特性

考虑处理机时间窗口的可分任务调度优化模型

多设计任务调度的非合作博弈研究