钢铁企业中压供配电系统改低电阻接地方式研讨

针对某大型钢铁企业6~35 kV供配电系统中性点不接地或经消弧线圈接地方式带来的问题,结合发生的接地故障案例及现场实测供配电系统的电容电流,提出对现有6~35 kV供配电系统实施中性点低电阻接地方式改造。对改造所涉及的相关重点问题进行分析,并提出解决措施,为实施供配电系统中性点低电阻接地方式改造提供借鉴。

一起气体绝缘金属封闭开关设备起动过程中断路器接地故障分析

气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)气室存在金属异物时容易导致电场畸变甚至绝缘击穿。本文结合一起220kV GIS断路器合闸送电过程中C相断路器发生单相接地故障的案例,通过进行SF6气体成分分析、局部放电在线监测、解体、缩比模型下金属异物模拟试验、螺栓材质分析可知,当GIS气室内部存在金属异物时,分合闸操作会导致在线监测局部放电信号远大于正常信号,但局部放电信号出现的频次少,可能无法满足告警条件。通过模拟试验表明,若GIS气室内部存在金属异物,当GIS受到振动冲击时更易发生内部绝缘击穿。因此,此次故障主要由操作过程中的振动冲击和气流影响下的内部金属异物放电引起。

500kV固定串补人工单相接地故障试验现场实测结果分析与仿真计算

阐述了华东电网某500kV固定串补装置改造工程系统调试过程中人工单相接地故障试验的现场实测结果,利用电磁暂态计算程序(重组版)(EMTP-RV)再现了单相接地试验过程,分析并确认串补装置存在旁路间隙放电电压低于正常值的缺陷,预测了间隙正常动作时线路不同地点发生单相接地故障串补装置的运行工况,对消除串补装置中存在的隐患提出了相关建议。

注入式定子接地保护的现场试验、整定和分析

注入式定子接地保护在国内大型发电机组,尤其是水轮机组中应用越来越多,其与基波零序电压和3次谐波电压保护构成2套不同原理的100%定子接地保护。结合注入式定子接地保护原理,总结了某电厂注入式定子接地保护现场试验过程和调试、整定方案。试验数据和结果表明了注入式定子接地保护的准确性。另外,对试验过程中出现的一些新问题做了分析,并给出了建议。

750kV输变电示范工程单相人工接地故障试验现场实测和计算分析

简述了国家电网公司750kV输变电示范工程750kV官亭—兰州东线单相人工接地试验的试验方法,分析了导致750kV线路工频电气参数实测值与理论计算值存在差异的原因。将短路电流、潜供电流和恢复电压的实测数据与调试前数字仿真预测结果相比较,分析了产生计算偏差的原因,并用电磁暂态计算程序再现了单相接地试验结果。最后,对不同运行工况和线路补偿度下750kV线路的潜供电流和恢复电压数值进行了预测,并对系统运行和设计提出了相关建议。

半波长输电线路故障暂态过电压特性研究

阐述了半波长输电线路故障暂态过程的沿线电压分布特性,构建了典型特高压半波长输电线路的仿真模型,采用电磁暂态计算程序对线路单相接地故障、自动重合闸过程的过电压进行了分析,研究了线路传输功率、人工调谐网络、线路长度等因素对线路故障暂态过电压的影响。分析了沿线装设多组避雷器对半波长输电线路故障暂态过电压的抑制效果,研究了避雷器的安装位置与安装数量对故障暂态过电压水平的影响。仿真结果表明,沿线装设5组避雷器时,半波长输电线路故障暂态过电压水平可限制在1.60 pu以下,但对避雷器的通流容量要求较高。研究结果为发展半波长交流输电技术提供了参考依据。

配电线路单相接地行波保护的实现与试验

研制具有高可靠性的行波保护装置一直是行波保护实用化面临的难题。针对此,根据单相接地行波保护(traveling-waves based single-phase-to-ground protection,TSPGP)的基本原理和特点,提出了TSPGP的整体设计方案,以及软硬件的具体构成,并研制了保护装置,同时对装置进行了大量的试验。试验结果表明:该装置可适用于不同配电网结构,在单相接地故障时能够可靠动作,在相间故障或同母线其他线路故障时可靠不动作。装置通过硬件滤波和软件算法,能够有效避免各种复杂电磁环境干扰和工频干扰,解决了行波保护可靠性低的难题。装置可以满足现场工作要求,并具有较高的灵敏性。

谐振接地系统暂稳态信息智能融合选线方法

谐振接地系统单相接地故障特征信息微弱,现有采用单一故障特征信号的选线方法难于实现可靠选线。综合考虑暂态零序电流能量比、零序有功功率比、负序电流变化量比等三种单一故障特征选线方法的互补性,针对谐振接地系统提出采用多人工神经网络对单相接地暂稳态信息进行融合的选线方法。区分稳定接地及非稳定接地,分别采用不同的融合方案。大量仿真验证该选线方法受接地位置、接地发生时刻、接地过渡电阻大小等因素的影响较小,适用于各种单相接地情况,具有较高的选线鲁棒性。

利用测后模拟的谐振接地系统故障选线方法

分析谐振接地系统单相接地故障零序网络特性,提出了着眼于电路响应求解的故障选线测后模拟方法。根据谐振接地系统故障母线零序电压实测值和馈线零序分布电容参数,在依次假设各馈线为健全馈线的前提下,运用测后模拟法定量地求解各馈线的零序电流。比较各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟方法所求解的波形发现:健全馈线零序电流的实测波形和由测后模拟法所求解的波形相吻合,具有极强的相似性;而故障馈线零序电流的模拟波形是在假设其正常工作的条件下获取的,实测波形和模拟波形差异较大。对各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟法所求解的波形在一定数据窗下进行相关度分析,籍此形成选线判据,实现选线。大量仿真表明,该方法选线准确、可靠。

配电网消弧线圈接地系统单相接地故障定位 实验研究

针对配电网经消弧线圈接地系统单相接地故障定位困难的问题,该文分析了配电网经消弧线圈接地系统发生单相接地时零序电流特征量,提出了一种基于零序电流突变量和7次谐波选线技术的综合的配电网单相接地故障定位方法:在各线路出口及分支处安装馈线终端(FTU),独立测量零序电流突变量,并将FTU的单相接地定位结果与零序电流的7次谐波数据上送到配电网监控系统;配电网监控系统综合比较FTU的定位结果与各馈线零序电流的7次谐波数据,给出具体的故障定位流程和判据。实验结果证明该方法能正确、可靠地实现故障区段的定位。

500kV上承Ⅲ线带串补工程人工单相瞬时接地故障试验分析

利用自主研发的人工接地试验装置,国网冀北电科院(华北电科院)在上承III线带串补工程系统调试过程进行了上承III线B相人工瞬时接地故障试验。介绍了人工接地试验装置的工作原理、人工接地试验方法和试验结果,并对人工接地试验时线路及串补装置的保护动作行为以及潜供电流等进行了分析。在人工接地试验过程中串补装置动作正确动作并重投成功,两侧线路断路器故障相正确动作并单相重合成功。

基于单侧信息的多分支配网单相接地故障定位

单相接地故障是配电网中最常见的故障类型,但查找发生在带分支配电线路中的单相接地故障点比较困难。针对该问题,通过在线路最长分支末端健全相设置人为接地点,将单相接地故障转化为两相接地故障,在人为接地相回路电压方程的基础上推导了故障区段预判算法,在故障相回路电压方程的基础上推导了故障测距算法,并提出了故障区段预判结果检验和校正算法。理论推导和MATLAB/Simulink仿真实验证明了上述算法最终定位误差在0.01 km以内,能以单侧信息定位单相接地故障点,即使线路分支数增加也不会带来测量与计算工作量的增加,且特征量的波形可以由微机保护以及变电站综合自动化装置记录,因此对于配电网十分实用。

人工三相短路试验数据验证的负荷实测建模方法

2002年国家电网公司设立了重大研究项目大区电网负荷测试技术及模型完善的研究,对东北电网234个负荷变电站进行了调查,并根据调查得到的负荷比例将234个负荷点分成10类。每1类中选出1个变电站安装测量装置,建立负荷模型,从而构成了东北电网负荷模型参数库。东北电网进行了2次共4个人工三相短路试验,事后对负荷模型和仿真进行了验证。结果表明实测建立的负荷模型有较好的外推特性,用实测负荷模型仿真的精度与用大扰动数据直接拟合的负荷模型相近,因此证明了实测建模方法的有效性。

单相流体回路地面试验研究

为了对流体回路系统设计参数确定提供指导,通过地面试验方法,研究了低温和外界环境变化时单相流体回路的阻力特性、工质补偿、控温算法等。介绍了地面试验系统的组成、试验方法和相关试验结果,并重点对外界环境突变时的控温结果、控温目标点与控温装置作用点分离时的控温震荡以及低温下补偿器的补偿能力测试结果进行了分析。试验结果表明,在外界环境剧烈变化时会出现温度过冲,过冲可达到10 oC;此外,由于控温点和控温装置作用点的分离引起的相位差,会导致系统控温失败。这些结果对载人航天器流体回路的泵、换热器设计以及工作状态分析具有一定的参考作用。

基于零序电流激励的谐振接地系统故障选线测后模拟方法

谐振接地系统单相接地故障零序电流暂态量显著,设计一个高通数字滤波器,提取出零序电流的高频暂态分量。依次假设各馈线为故障馈线,将假定的故障馈线零序电流的高频暂态分量作为激励信号,依据各馈线零序分布电容参数,运用测后模拟法定量地求解电路响应,即求取各馈线零序电流高频暂态分量的测后模拟波形。当假设为真时,各馈线零序电流高频暂态分量的实测波形和模拟波形相吻合,具有极强的相似性;而当假设为假时,实测波形和模拟波形差异较大。对各馈线零序电流高频暂态分量的实测波形和模拟波形在一定数据窗下进行相关分析,并求取各次假设情况下各馈线零序电流高频暂态分量的实测波形和模拟波形的平均相关系数,形成选线判据,实现选线。大量仿真表明,该方法选线准确、可靠。

简析1000kV特高压固定串补装置保护整定计算

基于长治-南阳-荆门特高压交流试验示范工程扩建工程,介绍了特高压固定串联补偿装置保护配置情况,分析和探讨了固定串联补偿装置保护整定计算原则,最后通过介绍系统调试过程中人工单相接地故障试验的现场实测结果,验证了整定计算原则的正确性。

采用新型补偿电网结构实现单相故障选线方法

针对配电网单相接地故障选线准确率不高的问题,采用新型补偿电网结构,分析单相接地故障时人为中性点前后零序电流及补偿线圈零序电流的相位特征,利用数学工具对这三个零序电流进行相关分析处理得到一个判断量,根据判断量选出故障线路.研究结果表明:在不同补偿量下仍能实现准确选线,该方法是有效的.

阻容分压型电子式电压互感器暂态特性研究

电力系统中各种高压开关操作或暂态故障工况均会产生极大的暂态干扰,对电子式电压互感器的暂态响应特性提出了更高要求。对220 kV气体绝缘开关设备(GIS)阻容分压型电压传感器的原理结构进行了研究,建立了电子式电压互感器等效电路模型。从系统仿真角度进行了变电站单相接地故障状态下电子式电压互感器的暂态特性研究,确定了低压臂电容与分压电阻的参数匹配是影响电压互感器暂态特性的重要因素,并进行了一次接地短路的暂态试验验证。仿真及试验研究表明,220 kV GIS阻容分压型电压互感器在单相接地短路故障工况下能够实时、准确地传变一次电压的暂态变化。该研究对提高电力系统运行的稳定性和可靠性,对促进电子式互感器在智能变电站复杂工况下的实践应用具有重要意义。

煤矿6kV电网单相接地电流的测试与治理

对电力网单相接地电流的几种测量方法做了简要介绍与比较 ,选取了理论严密、方法简单、安全可靠、准确性较高的电阻接地间接法 ,基于其接地电流测量方法的原理 ,对 6kV电网单相接地电流的测试及接地电流发生超限做了进一步的探讨和研究 。

基于UKF和SPRT小电流单相接地故障选线方法

为解决现有小电流系统单相接地故障选线方法在准确率和可靠性等方面存在的问题,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波UKF(unscented Kalman filter)和序贯概率比检验SPRT(sequential probability ratio test)的小电流系统单相接地故障选线方法。首先建立故障线路的无迹卡尔曼滤波数学模型;再利用无迹卡尔曼滤波对系统故障特征信息进行跟踪与预测;通过序贯概率比方法,利用新信息观测值与实际量测值的残差值,计算似然比;构造故障判据,从而快速地选出故障线路。ATP-EMPT和Matlab的大量仿真实验结果表明该方法具有较高的准确率和可靠性。