高压长距离压缩空气绝缘输电线路的发展前景

传统架空线输电方式易受外界环境影响,交联电缆长期运行有介质老化问题,且由于制造工艺的限制,电缆最高运行电压及输送容量已达技术极限。为此基于传统气体绝缘输电线路(GIL),提出一种新的输电方式——压缩空气绝缘输电线路(CAIL)。用压缩空气取代GIL中的SF6,不仅可以降低成本且利于环保,同时采用管式结构,不受天气影响,便于地埋。使用该技术能有效节省输电走廊,利于构建智能电网,保密性及安全性强,同时便于输电线路的维护,防止气候所引起的恶性事故的发生。对该输电方式的总体设计思路及经济性进行了分析,分析表明,CAIL是一种有前途的新型环保输电方式。

基于单元化真空断路器串并联结构的大容量高压断路器设计方案

针对目前制造工艺的高压交流断路器参数水平不能满足日益增长的电网短路电流水平引起的保护要求,提出了一种基于单元化真空断路器串并联结构的大容量高压断路器设计方案。该断路器将40.5kV光控单元化真空断路器通过均压组件串联成为110kV的高压断路器,同时利用具有高耦合度、正常工作状态下能耗小的空心分裂电抗器,有效实现了自动均流和限流功能、集成控制、成倍增大断路器承受的额定电流以及短路电流能力。对该设计的工作原理进行了理论分析及仿真计算后试验验证了其可行性,因而在真空断路器领域开创了新的技术思路,在参数指标上达到了新的高度,迄今国内外尚未出现同时达到电压>110kV、额定电流>5kA、额定短路开断电流>80kA的真空断路器。

真空断路器并联开断过程的实验研究

一、引言 根据Yanabu关于真空电弧的物理描述可知,纵磁下的真空电弧弧柱由大量并联燃炽的单根弧柱组成。如果把平衡时的燃弧分成许多独立燃烧的扩散型分支,各分支在保持为扩散型的情况下并联燃烧形成大电流真空电弧,那么,在保持整个电弧形态为扩散型且各分支电弧有同样的起弧、燃弧条件情况下,各分支电弧将同时存在并且并联燃烧。据此,本文提出了利用并联灭弧室分担额定电流并利用并联方式进行大电流开断的方法。

大电流真空电弧的并联开断

以真空电弧理论为基础,讨论了真空断路器开断大故障电流的并联开断过程,分析了影响转移电流大小及其时间常数的诸因素,提出了利用真空断路器并联以提高其开断容量的方案,为国内真空开关生产厂家提供借鉴。

发电机的失零短路电流

在考虑了故障点的大气电弧电阻的条件下,对发电机端部三相同时短路电流进行了计算,得出了这时的短路电流将比不考虑大气电弧电阻所算得的失零时间要短得多。

发电机保护用真空断路器

通过讨论发电机保护用断路器(GCB)的运行条件,根据其工作特点分析了真空断路器用于发电机保护的可行性,为真空断路器的大容量化提供借鉴。

真空灭弧室静态击穿电压的统计估计

基于统计学原理,借助于计算机辅助电场分析的手段,可以由少量的试验结果估计出大量真空灭弧室的静态击穿电压。

特高压工程具备多重社会功能

企业的社会责任，具体到国家电网公司，就是在建设和运营电网的过程中，努力做到安全、高效、绿色、和谐，保障更安全、更经济、更清洁、可持续的能源供应。

采用紧耦合电抗器的大容量高压断路器设计

基于目前的制造工艺,现有高压交流断路器的参数水平尚不能同时满足日益增长的电网短路电流水平引起的保护要求及技术经济合理性。为此提出了一种新型结构大容量高压断路器的设计方案,该断路器利用耦合度高、正常工作状态下能耗小的紧耦合空心电抗器,结合断路器使用,能有效实现自动均流和限流功能,从而成倍增大断路器承受额定电流和短路电流的能力。对其工作原理进行了理论分析及仿真计算,并通过动模试验验证了其可行性。此外,参考GIS的设计,提出了采用金属外壳封闭气体绝缘的大容量开关装置的工程化实施方案。

超导电力技术的发展与超导电力装置的性能检测

充分利用国内各种优势资源开展超导电力技术的研究与开发,对于提高我国电力设备行业在国际市场上的竞争力及电力系统的技术经济性能均有重大的意义。基于对国内外超导电力技术及超导电力装置的充分调研,概括了超导电力技术的研究现状,归纳了超导电力技术中的关键课题,即超导电力装置;超导电力系统的协调运行与系统理论研究;超导电力系统中的在线监测与控制策略;超导电力相关学科的基础研究。指出了未来超导电力装置的研究重点,并给出了具有代表性的超导电力装置的试验、检测内容和性能检测方法,迈出了超导电力装置性能检测方法与规程研究的第一步。

超导故障限流器对自动重合闸和继保的影响

随着电网容量的扩大,我国电力系统短路电流水平不断增加,需要在系统中安装一种有效的故障限流器——超导故障限流器(SFCL),以改善随着电力系统规模不断扩大而导致短路电流水平不断增大的严峻情况,提高供电的可靠性和系统的安全性与稳定性,而电力系统中装设的许多复杂的自动重合闸和继电保护装置的正常工作会被引入的SFCL阻抗变化特性影响。为此在概述了SFCL的原理和分类后定量分析了电力系统中不同位置安装的SFCL对系统自动重合闸和继电保护装置的影响,最后给出了不同SFCL合理的安装位置和SFCL安装后继电保护装置新的整定方法。

用于并联断路器的紧耦合电抗器设计

随着电网的扩建和巨型发电机组的投运,电力系统已经越来越多的暴露出短路电流过大的弊病。单一断路器的使用已经不足以安全开断短路电流,而断路器的配合使用又存在控制系统复杂,造价高等缺点。为解决上述问题,提出了应用紧耦合电抗器的方案以使断路器的并联使用简单化和智能化,达到自动均流/限流的目的,大大提高了系统短路电流的开断水平,同时具有结构简单、运行可靠、功耗小的优点。这种紧耦合电抗器,与并联断路器配合使用,在系统正常运行时,对外表现为漏电感,数值极小,同时由于自身结构的原因能自动均流;而在系统发生短路时,会自动判断并联断路器的灭弧室是否同时开断,从而产生均流/限流功能。在介绍了这种紧耦合电抗器的工作原理和设计方法后分析了紧耦合电抗器磁效应可能造成的外部影响,并对该种电抗器在电路中的使用进行了仿真。结果显示,该紧耦合电抗器确能实现自动均流/限流的功能,对外部设备的影响较小。

126kV 3断口真空断路器的重燃特性

为分析126kV 3断口真空断路器(VCB)的重燃特性,建立了包含重燃判据的126kV 3断口真空断路器的暂态等值模型。仿真得到了承担瞬态恢复电压(TRV)较高的1个断口发生重燃时的电流波形,为实现重燃电流尽早过零熄灭,在均压电容支路串联一阻尼电阻,结果表明:阻尼电阻取为振荡与非振荡衰减临界值时效果最佳;仿真分析了有无均压电容时,非重燃和重燃断口分别出现的过高TRV和工频恢复电压(PFRV),为保证断路器可靠开断及保护重燃断口外绝缘,在各断口并联金属氧化物避雷器(MOA)来限制过电压,结果表明:在1000pF均压电容上并联参考电压约为50kV的MOA时限压效果较好,且能满足热稳定要求。研究成果可为126kV 3断口真空断路器合理选取动态均压措施提供一定的依据。

高性能同步相量测量装置的研制与应用

利用同步时钟授时实现异地相量同步测量,研制一种双CPU结构的高性能同步相量测量装置。介绍了基于双CPU结构的同步相量测量装置的软硬件设计方案。针对硬件设计,介绍了数据采集单元、同步时钟单元、高速通信网络单元的设计;针对软件设计,采用嵌入式实时操作系统uC/OSⅡ开发软件,重点阐述软件的移植和任务的划分,uC/OSⅡ的引入使同步相量测量装置的开发和维护变得简单。通过高速以太网实现异地SPMU的互联,构建全网动态稳定监视与控制系统。

新一代110kV真空断路器挂网试运行研究

为了使高压断路器满足超大规模电网进一步发展的要求,研究了一种新一代高压大容量真空断路器。该断路器通过对40.5 kV断路器模块的串并联使得其额定工作电压、电流分别提升至126 kV和5 000A,短路开断电流达到80 kA。并通过紧耦合分裂电抗器自动均流/限流技术和动态均压技术提高了设备的可靠性。完成了该断路器的整机安装和挂网试运行的工作,并对运行中的断路器进行了相关的数据测量,包括电流、温度和漏磁。由该断路器正常稳定运行以及变电站挂网运行的数据验证了该断路器的设计方案的有效性,该工作为今后真空断路器的发展方向提供了很好的思路。

基于混合储能系统的动态电压恢复器

针对电压暂降影响电能质量的问题,利用动态电压恢复器(DVR)在系统发生电压暂降时从储能装置汲取电能,通过逆变单元供给重要负荷。提出适当调节蓄电池与超级电容器的容量配比并设计两储能元件间的控制并联器,并将此混合储能系统应用于DVR装置中,有效地提高整套DVR的工作特性与经济性能比。采用DSP(TMS320LF2812)为中央处理器构建的检测系统,实时快速、精确地采集电网电压。通过将混合储能系统运用于DVR的仿真分析与实验样机研制结果证明,对于持续时间较长或次数频繁的电压暂降,混合储能系统能有效地提高DVR的整体工作性能,稳定重要负荷电压。

基于改进半波傅氏算法的故障电流相控开断零点预测研究

准确、快速地提取出故障电流的特征参数,预测出短路电流的零点,是实现相控开断需要首先解决的核心问题。笔者采用改进的半波傅氏算法,利用半个周波加上2个采样点的数据,通过2次数据处理窗口的移动,提取出短路故障电流衰减直流分量的初值、时间常数、基波及三次谐波的幅值和相位,实现故障电流的零点预测。计算及MATLAB仿真均表明,算法能够快速准确地实现电流零点预测,预测零点与实际过零点之间的误差在±1 ms以内。

断路器操动机构在线监测参数的选择

断路器故障中机构故障占主要地位。根据故障概率分布和现场监测方便、经济性等要求 ,就如何更加经济、可靠地实现操动机构在线监测 ,从二次部分。

智能真空开关投切不同负载控制策略研究

智能真空开关主要应用在电容器组、电抗器组、空载线路和空载变压器的投切等4个方面,在输电线路自动重合闸以及短路电流开断方面还处于研究试验阶段。笔者目的是研究真空开关投切不同负载的控制策略。文中首先论述了选相投切的基本原理,然后分析了开关投切不同负载的操作过电压,最后选取电容器组和电抗器组作为容性负载和感性负载的典型,详细分析并总结了考虑预击穿、重燃与机械分散性等条件下,智能真空开关投切电容器组和电抗器组的最优控制策略。

多断口光控真空断路器的同步控制系统的设计与实现

设计与实现了一种多断口光控真空断路器的同步控制系统。该系统的硬件以数字信号处理器(DSP)与现场可编程门阵列(FPGA)为核心,采用母线背板与功能插板结合的硬件架构;软件实现了电压/电流零点检测算法,设计了控制系统与光控真空断路器的光纤通信协议,完善了同步控制算法。电磁兼容实验结果和同步开断实验结果表明,所设计的系统具有良好的电磁兼容性,很好地满足了多断口光控真空断路器对信号处理的实时性要求,能较好地完成多端口断路器的同步操作。