基于可控串联电抗的新能源送出线路故障性质识别方法

针对不带并联电抗器的新能源送出线,能否正确区分故障性质是确保新能源系统安全可靠运行的重中之重。为降低新能源送出线故障对电力设备和系统的冲击,提高重合闸成功率,减少新能源发电系统脱网的发生,提出基于可控串联电抗限流信息的新能源送出线路故障性质识别方法。在送出线路上设计串联可控限流电抗器,在线路故障相跳闸时基于等值阻抗的预判投入可控电抗,在串联电抗限流特性下分析瞬时性故障和永久性故障时的线路电流差异,建立电流突变量比较判据,并能够确定故障电弧熄灭时刻,进而构建新能源场站送出线路基于故障性质识别的自适应重合闸策略。仿真结果表明,所提方法能快速、可靠地识别结果,应用在新能源场站送出线路工程上能有效提高线路的重合率。

某背靠背换流站柔性直流换流变压器出线布置方案比较与选择

换流站站址周围有居民小区,人口密度较大,需要减少换流站对周边环境的影响。柔性直流变压器作为换流站的噪声源和主要设备之一,如何布置、采用何种出线方式是研究的关键问题。基于已投运换流站的典型出线及布置方案并结合某工程的具体布置要求,给出了柔性直流变压器采用油气套管、空气套管及出线方向不同组合等6种出线方案,并分析了每种出线方案的优缺点。从试验与备用相更换的便利性、出线结构的成熟性、站内布置空间可行性以及对网侧进线方式的限制性等对不同出线方案进行比较后,建议该工程采用阀网长轴同侧出线结构,即柔性直流变压器采用阀侧、网侧均为空气套管且同一方向侧出的布置方案。该方案试验和运维便利性好,节约站内布置尺寸,可适应不同网侧进线方式。

经柔性高压直流输电并网的海上风电送出线路拟功率和、差波形比较式纵联保护

经柔性高压直流输电并网的海上风电送出线路在故障情况下呈现出的两端电流存在较大相角差等故障特性导致传统纵联保护面临不能正确动作的风险。根据电路中的拟功率定理,分别利用线路两端故障前后电压、电流瞬时值列写拟功率表达式,并对两表达式进行求和与作差运算,得到拟功率和与拟功率差。分析表明,发生区内故障时,两者波形相似性高,波形接近完全重合;发生区外故障时,两者含有成分不同,相似性较差,据此形成拟功率和、差波形比较式纵联保护的保护判据。利用EMTP-RV软件搭建经柔性高压直流输电并网的海上风电场模型,对不同故障类型、过渡电阻、噪声、数据窗长、控制方式、同步误差进行仿真验证,理论分析与仿真结果表明所提保护方法具有较强的适应性。

220 kV户内GIS屋顶垂直出线方案及工程实践应用

配电装置的优化布置是影响变电站紧凑化布局的关键因素。文中提出一种采用屋顶联合构架的新型220 kV户内GIS设备垂直出线设计方案,从GIS设备的生产制造、配电装置的优化布置、设备安装检修及工程实践应用方面进行详细阐述,给出适用于220 kV户内GIS设备屋顶垂直出线方案的推荐尺寸值,并对该设计方案在实际工程应用中应注意的问题进行了说明。文中提出的优化布置方案将220 kV配电装置架空出线间隔宽度从12 m优化至6 m,可大幅降低配电装置占地面积,提高变电站土地利用率,节省工程投资。

立体卷变压器低压箔绕出线结构对负载损耗的影响分析

变压器是电力系统的重要组成部分,负载损耗是变压器的重要技术指标。针对小容量非晶合金立体卷变压器负载损耗计算误差较大的问题,本文作者以400kVA非晶合金立体卷变压器为例,研究了低压引线对负载损耗的影响,计算了负载损耗的各组成成分,将计算值与试验值进行了对比分析,总负载损耗误差约为2.1%。研究发现低压侧引线结构对负载损耗的影响较大,低压侧箔式绕组与引线连接时造成箔式绕组电流分布不均,从而引起的绕组上的附加损耗可达绕组直流电阻损耗的2.6%;仿真模型中是否含低压引线,计算出的结构件损耗仿真值误差达基本铜耗的2.3%,通过仿真计算结构件涡流损耗时,应采用含低压引线的仿真模型。

一种换流变压器网侧出线装置试验用成型绝缘件新型制作方法

本文主要介绍了一种换流变压器网侧出线装置试验用新型成型绝缘件制作方法,该方法用于制作换流变压器网侧出线装置单独试验用的均压管,通过两次试制,提出一种可行的工艺制作方法。

重覆冰区域风电送出线路中节能导线的应用研究

开展节能导线的应用研究,对重覆冰区域风电送出线路的安全、经济运行具有重要意义。以湖南某110 kV风电送出线路工程为例,针对其重覆冰、低损耗小时数的特点,从电能损耗、覆冰弧垂及过载能力、经济费用等方面对3类节能导线、钢芯铝合金绞线和普通钢芯铝绞线进行了应用分析。分析结果表明:在15 mm中冰区和20 mm重冰区,JL3/G1A-400/50型钢芯高导电率铝绞线更优;在30 mm重冰区,考虑弧垂特性和排杆需要,不适合采用节能导线,推荐采用钢芯铝合金绞线。

基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路保护方法

针对双馈风机的暂态特性呈现多态性且区别于传统同步机,双馈风机的短路电流频率含有比例较大的衰减转速频率分量导致送出线路区内外故障难以区分,传统保护容易出现误动拒动的现象,提出了一种基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路纵联保护方法。首先,结合双馈风电场拓扑结构,考虑集电线上各风机机端电压幅值相角差异,求得双馈风场短路电流,提取高频分量并构造双馈风电场故障高频模型。在此基础上,构建双馈风场送出线路高频突变量网络,并推导送出线路两侧保护所测得的高频阻抗,利用高频突变量网络区内外测得阻抗差异性,构造保护判据。最后,利用RT-LAB平台进行仿真,验证了所提方法可实现区内外故障的准确判别,且无需线路两端信息实时同步。

基于FEEMD-NTEO的风电场送出线路故障定位

针对集合经验模态分解(EEMD)用于双馈风电场送出线路行波故障定位中行波检测精度不高,存在模态混叠、抗噪能力弱及故障定位实时性不好等问题,提出了一种基于快速集合经验模态分解(FEEMD)与改进Teager能量算子(NTEO)结合的行波故障定位方法。该方法利用FEEMD对故障电流行波信号进行分解,分解为平稳的固有模态分量和残差分量,消除噪声成分,保留信号的完整性;然后采用NTEO算法对分解的高频信号再次去噪,增强故障行波突变特征,精确标定行波波头。仿真结果表明,所提方法能够快速将故障行波波头精确标定,且去噪效果好,与FEEMD-TEO、EEMD-NTEO行波检测方法相比,提高了故障定位的精度和速度。

基于故障行波相似度的风电送出线路保护研究

分布式风电场站并入配电网后,由于其短路电流幅值受控、频率偏移等特点,传统配电网三段式电流保护难以准确判别风电送出线路故障。提出一种基于故障电流行波相似度的配电网风电送出线路快速保护方法,以快速可靠保证配网的稳定安全运行。首先分析了送出线路两端电源故障电流输出差异,利用故障初始阶段电流行波波形差异性提出相似度纵联保护方法,小波模极大值用于启动保护,通过改进的最长公共子序列算法度量两端波形相似度完成故障判别。最后仿真结果表明了所提方法优越的快速性和可靠性。

研制低压配变电缆出线防护装置

本研究旨在解决低压配电网中电缆出线短路隐患的问题。为此,设计了一种新型防护管,主要由聚四氟乙烯管、连接机构和防护机构3部分组成。该防护管能够有效保护电缆免受外界环境的影响,同时快速安装和拆卸,便于故障排查。该防护管可以有效降低电缆故障率,提高电力供应的稳定性和可靠性。本研究对解决低压配变电缆出线短路隐患提供了新的解决方案。

适用于发电机与中性点同侧出线的集成柜研究与应用

作为火力发电厂的重要设备,发电机的设计及布置极其重要。发电机设计的重点是如何通过母线连接至变压器,将电能接入电网。针对该问题,重点研究并设计了一种适用于发电机与中性点同侧出线的集成柜,可优化发电机出线侧的设备布置,确保发电机出线与中性点出线的稳定与安全,降低设备检修维护的难度,提高母线转换的灵活性。

变压器出线装置内部支撑结构的优化

在变压器出线装置中,以往油道支撑分为实体撑条和镂空花盘两种。为提高油道支撑结构的稳定性和安全性,保证变压器运行可靠性,本文作者针对1000kV出线装置油道支撑结构进行优化,采用ANSYS Workbench 14.0的结构分析模块进行计算分析,验证新型环形支撑结构的安全性、合理性。

关于柴油发电机容量及其出线选择的探讨

以海南软件园项目为例,详细阐述了柴油发电机容量的确定方法,在对项目在消防和非消防状态下的负荷分别进行统计计算后,选择较大的容量作为柴油发电机的额定容量。分析几种常见柴油发电机应急母线出线形式的优缺点及其适用范围,并在柴油发电机放射式出线这种主流的形式上加以优化,利用消防和非消防负荷不同时考虑的原则,以及变压器组在同一变电所内时,应急母线回路敷设路径相同的特点,提出树干式出线至变压器应急母排的形式。这种形式可以减少出线的数量,并在不降低供电可靠性的前提下,节省工程造价。

配电低压出线漏电在线监测装置的研制及应用

漏电实时监测和处置是提高供电可靠性、避免人身触电的重要手段,针对目前漏电监测手段和装置存在的不足,研制出一款配电低压出线漏电在线监测装置,实时监测低压出线的漏电情况,迅速定位漏电位置。装置操作简便,无需专业人员维护,使用成本低廉。可提高低压供电可靠性,避免了因漏电导致的经济损失和人身伤亡事故。

550 kV环氧树脂浸纸多出线套管抗震性能研究

为评估550 k V环氧树脂浸纸多出线套管的抗震性能,对该型套管进行了有限元分析。根据产品设计绘制三维实体模型,模态分析计算此套管的固有频率,对套管施加静态端子拉力、自重力及等效风载荷,计算静态载荷及响应谱情况下套管的最大位移,并对静力载荷与地震载荷进行工况组合,分析在静态载荷和地震载荷综合情况下套管主要零部件的位移及应力。分析数据显示,该多出线套管计算安全系数完全满足AG5地震水平要求,应力最大位置为芯体上部卷制管位置,后期设计时应充分考虑提高卷制管壁厚及刚度,提高该套管的安全系数。

3/2接线厂站出线全跳机组保护配置及处理分析

对于电气主接线系统为3/2接线型式的大容量发电机组,如电网系统稳控装置控制策略中“高频保机功能”退出,“出线全跳功能”和“线路N-2功能”“高/低频切机功能”均整定为“0”,当线路发生高低频、过载情况或全跳后稳控装置不会自动切除运行机组,发电机将带厂用电继续运行,这种情况下容易导致发电机组超速、汽轮机OPC保护频繁动作、6kV厂用电系统备用电源切换失败等严重事故。鉴于此,配置了机组功率突降、发电机零功率保护,当发生送出线路全部跳闸的情况时,能确保发变组保护动作,机组安全停运。

海上风电交流送出线路继电保护优化设计

针对海上风电运行环境恶劣、平台面积资源有限以及电缆线路电容电流显著等问题,提出一种适用于海上风电送出线路的高压线路保护与电抗器保护一体化设计的新方案。首先,将输电线路和电抗器视为一个电气设备,设计了集成优化整体方案,避免了传统的电抗器支路电流的迭代计算。然后,对比研究了传统差动和行波差动对电缆线路电容电流的补偿效果,提出了线路保护优化处理技术。通过引入更为适合的线路零序电流作为电抗器零序差动的制动电流,提出了电抗器保护功能优化策略。最后,仿真实验验证了所提的优化处理技术能够提高海缆线路差动保护和电抗器零序差动保护的灵敏性和可靠性。

基于边缘检测的大规模风电场送出线路纵联保护算法

由于风电出力的波动及送出线路发生故障时故障电流的频偏特性,风电场送出线路纵联保护灵敏度下降甚至拒动,因此提出了基于边缘检测的风电场送出线路纵联保护算法。通过将风电场送出线路两侧采集到的电流构造为矩阵形式,并使用Sobel算子进行边缘检测,从而确定电流采样值变化大的部分。然后通过所识别到的线路两侧电流采样值变化大的部分计算平均梯度幅值并与整定值相比较,实现区内故障和区外故障的快速识别。最后通过PSCAD/EMTDC搭建了大规模风电场送出系统模型,验证了所提算法的适用性、速动性及抗过渡电阻能力。与现有送出线路的纵联保护相比,所提方法在风电场弱出力的情况下仍适用,且动作速度更快。

基于电流变化量相似性的海上风电场交流送出线路纵联保护

交流送出线路是海上风电经柔直并网的重要组成部分。该线路故障时,呈现出明显区别同步机电源的故障特征,使得传统纵联保护难以满足可靠性与灵敏性的要求。结合故障后交流送出线路两侧电流变化量的特点,提出一种利用电流变化量相似性的纵联保护原理。以Kendall算法为基础,对交流送出线路内、外部故障时风场侧与柔直侧电流变化量的相关性进行定性分析,提出基于线路两侧电流变化量相关系数的保护判据。利用EMTP-RV仿真软件搭建了海上风电柔直并网系统模型。通过对故障类型、过渡电阻、分布电容、噪声、采样频率、数据窗长以及控制策略的仿真分析,验证了该方法的有效性与可行性。