换流站交流滤波器避雷器压敏电阻冲击老化特性及应用研究

某±800和±500 kV换流站中的交流滤波器(AC filter,ACF)断路器频繁投入及合闸相角过大等因素,使得ACF避雷器频繁遭受冲击电流作用,而频繁的高幅值冲击电流可能加速ACF避雷器内部氧化锌(ZnO)压敏电阻老化进而威胁换流站的安全稳定运行。因此,该文首先结合实测及仿真提出应用于ACF避雷器全新ZnO压敏电阻冲击老化试验中的冲击电流波形和幅值;其次,开展负极性15/35μs不同幅值冲击电流下全新ZnO压敏电阻样品的加速老化试验,观测了样品微观结构、直流U-I特性和运行电压下泄漏电流及其阻性分量等;最后,基于上述试验结果及退运ACF避雷器拆解实验,该文提出了ACF避雷器从工艺到运维的系统性建议:压敏电阻应降低孔隙率以及尽量使孔隙分布均匀,在预防性试验中应考虑外施直流电压极性问题,以及可采用泄漏电流阻性电流二次谐波特性作为承受单极性冲击的ACF避雷器在线监测中的老化准则。

含电缆出线变电站内短路电流分流系数仿真分析

变电站内发生短路故障时,真正会对变电站造成危害的是通过变电站地网入地的电流,因此研究短路电流的分流系数有重要意义。电力电缆结构与架空线不同,二者的分流系数存在较大的差别。基于PSCAD软件,仿真计算了含电缆出线的变电站发生短路的地网分流系数,探讨了电缆长度、交叉互联等因素对分流系数的影响。计算结果表明,当变电站出线为电缆线路时,发生短路时地网分流系数远小于架空线路,减小了对变电站地网的分流要求,但同时也会导致短路电流增大,两者应当综合考虑。

±500 kV换流站交流人工短路试验中电流分布测试

单相对地短路是电力系统中常见的故障,而短路电流的分布对接地网安全性评估非常重要,由于短路试验非常复杂,现场实测数据非常少,相关测试数据非常宝贵,目前换流站发生短路时故障电流的分布尚未有详细的研究结果。为此首次开展了针对±500 k V换流站的短路电流分流测试,基于±500 k V富宁换流站交流人工短路试验,通过理论和仿真分析短路电流的流向和分流大小,制订了短路电流分布测试方案,给出了短路杆塔接地引下线、短路线路架空地线,和换流站非短路交、直流线路地线以及变压器中性点电流实测结果,并对测量结果进行了PSCAD仿真对比与分析总结。结果表明：短路电流约有40%直接通过杆塔入地,60%进入杆塔地线,其中约20%的短路电流通过短路线路地线流向远方电源侧,约30%的短路电流通过换流站地网入地,而通过非故障线路地线及变压器中性点的电流均≤7%,比例较小,交流侧短路时,直流侧线路地线分流可忽略。

利用地网自身回流的大型接地网冲击接地电阻测试方法

冲击接地电阻是接地网的一项重要指标。由于特高压变电站接地网面积大,传统的接地网冲击测试难以进行。提出了一种接地网的冲击接地电阻试验方法,基于冲击电流有效散流面积较小的原理,该方法将注流点与回流点布置在待测接地网内,利用接地网自身作为回流极,以30°夹角法布置参考点测量注入点的冲击地电位升以得到接地网的冲击接地电阻。通过计算冲击下回流点与注入点之间的导通阻抗、注入点周围的电流分布和注入点地电位升,论证了所提出的试验方法的有效性,并进一步讨论了不同回流点和注入点位置、土壤电阻率、接地网材料等因素对测试结果的影响以及电压参考点的选择。分析表明,对边长大于100 m的接地网,进行冲击接地电阻测试时,可以将回流点布置在待测地网上,并按照30°夹角法选择电压参考点以补偿回流点的影响。该方法大幅缩短了电流引线,减小了测试回路的回路阻抗,间接提高了冲击发生器的输出能力,显著减少了大型接地网冲击试验的准备工作量。

特高压换流站接地网冲击特性实测研究

当换流站发生雷击、短路故障或开关操作时,接地网可能会受到高频大电流的冲击,由于接地导体的电感效应,使得站内接地网呈现暂态地电位分布不均的现象,这将对站内设备产生影响,尤其是耐压水平比较低的二次设备。目前,接地装置的冲击特性参数主要以仿真计算为主,测试方法多参照工频参数测量方法,但是在实际执行中存在工作量大,输出波形难以保证等问题。该文通过仿真计算,说明了站内布置回流点时接地装置冲击特性参数测试的可行性,提出测试时电流引线及电压参考线的布置方式;测试了特高压换流站暂态地电位分布特性,分析了测试引线高度、测试引线夹角对测试的影响规律,并通过仿真计算验证了测试结果。研究表明:站内布置回流点的接地装置冲击特性测试方法简单易行、安全可靠,可作为一种大型接地网冲击特性参数测试方法,但需考虑不同导体间互感对测试结果的影响,推荐电压参考线应与电流引线垂直,电流引线应距地面1m以上,并避免布置在接地导体的正上方。

交流滤波器投入暂态对母线电压互感器冲击影响分析

电容式电压互感器主要由分压电容器以及中间变压器电磁单元组成,具有体积小、成本低且抗绝缘强度大等特点。近年来不少直流换流站或变电站交流滤波器投入过程中,会在交流滤波器母线侧产生一次涌流冲击,对设备安全造成威胁,特别是母线电压互感器。通过从交流滤波器投入暂态过程、绝缘过电压保护设计、铁磁谐振、阻尼回路等角度分析原因,提出改进的方法。

基于长间隙放电的直流输电线路雷电防护关键技术及应用

雷击是导致输电线路跳闸的主要原因,而直流输电线路因输送功率大其跳闸影响范围和经济损失更大.在雷电防护分析方法方面,长间隙雷电冲击下的放电机理及准确的雷击闪络判据是直流输电线路精确防雷计算及有效雷电防护措施研究的基础,但因试验观测手段等原因其研究进展非常缓慢.