Research on Mechanism of Overcurrent and Overvoltage When Contactless Tap Changer Switch Regulates Voltage on Load

Analyzes the mechanism of overvoltage when contactless tap changer switch which is applied in distributing transformer converted directly.When the device convert the tap off,it employs the way that the SSR is switched on when voltage through zero and switched off when current through zero.But in the experiment we found that overvoltage will occur in the process of changing tap changer.The paper illustrates the mechanism of overvoltage in theory by analyzing the equivalent circuit and using analytic method of transition process.

适配变压器全档位切换暂态分析的有载分接开关电路模型构建

有载分接开关(on-loadtap-changer,OLTC)是换流变压器的核心组件,其可靠切换过程关乎换流变的安全。然而目前国内在运特高压换流变用OLTC完全依赖进口,仿真获取OLTC不同运行状态的暂态特性数据是支撑OLTC关键电气参数设计与国产化制造的基础。经典的OLTC模型仅改变变压器变比或仅模拟单级档位切换过程,难以满足全档位电压调整与各级档位暂态特性数据同步获取的需求,导致OLTC设计优化、参数选型及故障分析缺乏足够的仿真数据支持。该文首先以真空OLTC为研究对象建立切换开关和极性开关等效电路模型,根据OLTC复杂的调压功能建立分层控制系统。其次,在PSCAD中搭建交流仿真系统,获取有载调压过程的暂态特性数据波形,与解析计算得到的电压和电流相比误差小于0.2%,证明该模型满足OLTC电磁暂态仿真研究的精度要求。最后,开展循环调压仿真,获得负载电压数据与波形。结果表明:该文提出的OLTC模型能够接收外部控制信号,进行全档位调压与极性转换仿真分析,能够为OLTC的调压研究、故障溯源分析和过渡电阻设计选型等提供基础模型。

分体分步式换流变有载分接开关研制

特高压直流换流变压器有载分接开关长期承载满负荷运行的方波电流,切换电流di/dt大,熄弧困难,并且动作频繁,基本被国外企业垄断。文中首先针对特高压换流变传统有载分接开关无任何直接有效的电气量监测保护的“黑盒”难题,以及故障极易引起换流变本体损坏,影响特高压直流工程可用率问题,提出了一种分体分步式有载分接开关拓扑,实现换流变有载分接开关核心部件分体布置以及分步闭环控制保护,并分析梳理了工程应用的电气应力;然后进行了切换开关、分接选择器和控制保护装置等关键核心部件的研制;最后搭建基于LC谐振法的切换试验系统,对所研制的分体分步式有载分接开关进行了切换试验、容量试验、温升试验以及绝缘试验。试验结果表明:所研制的分体分步式有载分接开关额定级电压4 kV,最大通过电流1600 A,切换开关外置,无油化设计,内部集成电气测量系统,切换过程能够实现分步操作控制和保护,避免故障扩大化,满足±800 kV/5000 A特高压直流输电换流变压器的工程应用需求。

平板触头小开距高电流密度下真空电弧特性的实验研究

平板触头被广泛应用于真空触发开关和真空有载分接开关中,为研究其在高电流密度下的真空电弧特性及阳极模式的转变,该文针对直径15、20mm的平板触头,在3、6mm开距下进行触发燃弧实验,并依次对电弧电压特性、电弧能量特性、电弧形貌、触头烧蚀情况进行分析研究。结果表明:峰值电流一定时,随着触头直径与开距的比值的增大,电弧电压和电弧能量减小。触头直径与开距的比值越小,电弧出现阳极模式的阈值电流越小,且触头烧蚀越严重。在开距6mm时,直径15mm触头电弧电压在大部分时间比较稳定,阳极羽流在电弧快熄灭之前出现,而直径20mm触头电弧电压在整个燃弧期间频繁波动,电弧模式不断变化,阳极羽流在整个燃弧期间都有出现。研究结果对于大电流真空开断具有理论指导意义。

考虑分布式电源接入的主动配电网降压节能方法

为解决电网高峰时期供电不足的问题,提出了一种考虑分布式电源接入的主动配电网降压节能方法,旨在实现主动配电网降压运行,并在满足供电电能质量要求的前提下实现最低总能耗。首先通过增加有载调压变压器(OLTC)和分组投切电容器(CB)等调节设备,实现主动配电网降压运行,然后采用ZIP负荷模型进行优化,最后通过某城区10 kV配电网算例分析,验证了所提方法的可行性。研究结果表明,该方法在满足供电电能质量要求的同时,能够减少总能耗,降低用能成本,提高电网运行的经济性。

基于有载分接开关的变压器绕组故障自动化诊断方法研究

变压器绕组故障信号状态的多样性对故障诊断效果具有显著影响,因此,文章提出基于有载分接开关的变压器绕组故障自动化诊断方法。该方法将单维时间序列下的信号映射到高维空间,通过利用信号能量熵函数,确定相点在映射空间中的累积分布特征。引入长短期记忆网络技术,分析有载分接开关信号累积分布的延迟特性,基于提取的特征自动进行故障模式的识别。测试结果表明:该研究方法对于各类变压器绕组故障的诊断用时始终在2.5 ms以下,诊断性能可靠性较高。

基于真空永磁的变压器干式有载分接开关研究

变压器的输出电压由分接开关来控制,通过改变变压器绕组抽头与分接开关的连接来改变绕组的匝数比,实现对变压器输出电压的控制。在直流输电中,有载调压开关尺寸大、价格相对昂贵的特点限制了有载调压方式的应用。针对传统有载分接开关体积大、操作复杂的不足,采用永磁直动型真空有载开关能更好地减小体积并降低成本,且由于直流输电电压电流没有零点,所以相较于交流输电会产生更大的弧光反应。因此文章研制了一种干式真空永磁有载分接开关,实现了负载电流和级间环流全部在真空灭弧室内切换,有效避免了机构失调运行引起的分接间弧光短路事故,实现了对直流系统电压的分级调整与优化处理,减少了换流变压器侧电压变化对整个直流系统造成的不利影响,提高了直流输电系统的运行稳定性及经济效益。

一种无弧快速有载调压模型及仿真

采用反并联大功率高耐压晶闸管作为调节控制开关,利用晶闸管开关在电流过零点自然关断的特点,提出了一种不需过渡电阻的新型电力电子无弧有载调压模型,有效简化了调压步骤,加快了调压速度。35 kV/10.5kV、5 MVA双绕组调压变压器模型调压过程的MATLAB仿真波形证明了该模型的正确性。

有载分接开关切换波形的现场测试及研究

介绍了有载分接开关切换波形测试的意义、原理和方法,指出现场测试经常遇到的问题并分析了其原因,提出了根据现场所测波形判断有载分接开关能否正确切换的方法。

基于“臂-桥”结构的无弧有载调压模型

提出了一种“臂-桥”结构的无弧有载调压模型,该模型以反并联大功率高耐压晶闸管作为调节控制开关,采用特定容量比例的调压绕组进行调压状态组合,从而减少变压器的抽头数和电力电子开关数,简化系统结构,并利用晶闸管在电流过零点自然关断的特性,有效简化了调压步骤,加快了调压速度。通过MATLAB对35 kV/10．5 kV,5000 kVA的双绕组调压变压器模型的调压过程进行了仿真,仿真波形证明了该模型的正确性。

大功率电力电子开关用于配电变压器无弧有载调压方案

在总结已有相关技术经验的基础上,提出了基于大功率电力电子开关的无孤有载调压新方案。根据目前电力电子技术发展情况,分别介绍了无弧有载调压方案适用于高电压等级和低电压等级配电变压器的2种形式,并给出了相关仿真实验波形。针对所提出的方案建立了以单片机为核心的有载调压控制系统,并通过低压模型实验验证了此新型无弧有载调压方案能够在控制系统作用下无弧、快速、可靠地进行有载调压。

真空有载分接开关在云广特高压直流的应用

南方电网所有直流输电系统中,±800 kV云广特高压直流首次使用了真空有载分接开关。为确保真空有载分接开关在云广直流可靠、安全运行,分析了导致分接开关闪络放电、温升过高的原因,改进了切换开关的绝缘工艺,调整了切换开关过渡电阻,增加了分接开关油冷却回路;针对特高压直流和真空分接开关的特点,改进阀组控制系统中有载分接开关的控制逻辑,增加真空分接开关特有监视信号;依据相关规程和运行经验,提出真空分接开关维护建议。实践证明,对真空有载分接开关在工艺、控制方面的改进是有效的。

基于固态继电器的配电变压器自动稳压装置

介绍一种应用固态继电器的新型配电变压器调压装置。该装置由无触点分接开关和自动稳压控制单元两部分组成。无触点分接开关采用固态继电器链式连接,自动稳压控制单元以89C52单片机为控制核心。文中介绍了固态继电器的特点、稳压装置的结构、性能指标和无触点分接开关的调节原理以及实验结果。

一种换流变有载分接开关状态监测与评估方法

结合换流变压器有载分接开关实际运行情况,提出了一种有载分接开关运行状态的在线监测方法,实现对换流变压器有载分接开关运行状态的全面和准确评估。

基于固态继电器的无触点有载自动调压配电变压器的研究与实现

由于机械式有触点分接开关不适合配电变压器使用,几乎所有的配电变压器都采用无载调压。本文介绍一种使用电力电子元件—固态继电器作为分接开关的在单片机控制下实现有载自动调压的配电变压器的基本结构,基本工作原理和设计方法以及实验结果。通过实验室模拟实验表面,采用固态继电器作为无触点分接开关可以实现快速频繁的有载调压,且具有谐波污染小,造价低的优点。

220kV变电站主变有载分接开关重瓦斯继电器跳闸故障原因分析

针对近期一起典型东北电力系统发生的变电站主变有载分接开关重瓦斯跳闸故障进行分析,提出呼吸器受潮冷冻后回温重新呼吸及变压器内油温上升造成油流涌动是引起该类故障的原因,并进行了相应的模拟试验。

振动法在变压器有载调压开关检测中的应用

介绍了有载调压变压器分接开关的振动法检测原理、检测系统、检测主要内容和关键技术,以某110 kV变电站2号主变压器的有载调压开关为例,对检测的信号进行了对比分析,指出可能存在的故障隐患,实践证明这类检测设备是有载调压变压器状态检测的有力工具。

基于单片机的有载分接开关控制器研制

设计采用PIC16F877单片机控制,通过软件逻辑控制实现对有载分接开关的控制和调节。将人机界面和PIC连接起来,通过液晶显示器设置参数,将参数传给远程计算机,为远程监控和无人值守提供数据。在软件设计中,给出具体设计思想和主程序设计方案。

远程切换变压器有载分接开关装置研制

设计一种远程切换有载调压变压器档位装置,用于连接变压器有载分接开关装置的档位调节控制端子,实现对有载调压变压器档位的远程调控,使试验人员可以就地升降档位并独自完成变压器直流电阻参数的测试工作,从而进一步提高有载调压变压器绕组直流电阻测试的工作效率以及降低试验作业风险。

变压器有载调压分接开关吊芯架的研制

为解决在有载调压分接开关检修工作中使用汽车吊存在的各种问题,通过分析存在的问题并按照切换开关芯体起吊工作的要求,研制出功能性和通用性较好、能替代汽车吊的有载调压分接开关吊芯架。吊芯架的成功研制,解决了长期以来使用汽车吊检修带来的困难和风险,为有载调压分接开关吊芯检修提供便利。