不同稳态工况对同步调相机单相短路后暂态温升的影响

同步调相机可在系统故障时为特高压直流换流站提供暂态无功支持,以保持系统电压稳定,防止直流换相失败,但调相机的高无功输出也会导致其温升增加,运行能力受限。系统故障前同步调相机的初始工况是影响其暂态温升和运行能力的一个重要因素,为研究系统低电压时调相机暂态温升与初始工况之间的关系,该文将调相机的电磁场、温度场与电网模型耦合,计算调相机不同稳态工况下的定转子损耗和温度分布;以线路单相短路故障引起的系统低电压为例,研究调相机初始工况对暂态温升的影响。在考虑各结构件最大容许温度的条件下,揭示调相机单相短路持续时间随初始工况的变化规律。研究结果为提升调相机在系统低电压下的暂态运行能力提供技术支持。

基于动态时间规整的输电线路单相短路接地故障识别

针对目前电力系统输电线路故障信息分析的计算繁琐、计算工作量大及耗时长等实际情况,应用动态时间规整算法(Dynamic Time Warping,DTW),实现输电线路单相短路接地故障的识别。该方法只需计算规整路径距离(Warp Path Distance,WPD)就能精确识别出故障相,首先随机选取一条输电线路设置单相短路接地故障,然后提取故障线路两端节点的各相电流作为故障信号,计算两端节点各相电流的DTW距离,基于各相电流的DTW距离识别输电线路故障,并与变分模态分解与排列熵算法(Variational Mode Decomposition and Permutation Entropy,VMD-PE)进行对比,选取IEEE 14节点标准测试系统验证。实验结果表明,所用DTW方法比传统方法更能快速识别出输电线路的故障所在相,具有很高的工程价值。

OPGW与普通地线构成的双地线系统中单相短路电流分流的计算

单相短路电流分布的准确计算对输电系统的安全有重要影响。文中说明了双侧消去法的特点,采用回路法对短路电流分布进行了量化计算和算例验证,将计算结果与双侧消去法的结果进行了比较,讨论了普通地线绝缘间隙不击穿情况下短路电流分布的变化。结果表明:回路法得到的短路电流分布与双侧消去法的结果一致,证明了采用回路法计算的结果是正确的;假定绝缘间隙不击穿时,相应线路段的光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)要承受更大的电流,为实现OPGW与普通地线匹配,降低实际线路成本,绝缘间隙整定时,确保绝缘间隙击穿有重大的现实意义。

超高压输电线路融冰绝缘地线单相短路电流分析

对于重覆冰架空线路,地线直流融冰采用了全线绝缘化设计,而地线绝缘化设计将影响短路电流在杆塔和地线中的分配。地线短路电流的准确计算对分析跨步电压和地网安全有重要意义。以实际全线绝缘地线为研究对象,详述融冰绝缘地线架设方式,利用ATP-EMTP仿真软件建立全线绝缘地线输电线路模型。研究了超高压融冰地线接线系统在不同单相短路状况下的短路电流分布特征,并与未绝缘化地线相比较。研究结果表明:单相短路地线感应电压将引起融冰绝缘地线间隙击穿,融冰绝缘地线架设改变了短路电流通道回路;绝缘架设后流回变电站地网短路电流变化不大,不会对地网安全造成影响;在短路点杆塔入地电流值升高最大,需特别考虑其跨步电压问题。

交流特高压输电线路复杂地线系统单相短路电流的计算

地线系统短路电流的准确计算对光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)热容量的校验及地线的选型有重要意义。OPGW在地线系统的广泛应用,尤其是为降低地线系统损耗而出现的新地线接线方式,如分段绝缘、换位及开环等,使得地线系统的接线变得较为复杂。通过建立复杂地线系统的电路计算模型,较方便地计算出交流输电线路在单相短路状况下的各种指标。数值算例验证了所提方法计算单相对地短路电流的准确性,并且研究了不同特高压地线接线系统在不同单相短路状况下的短路电流分布特征。结果表明,新的复杂地线接线系统对OPGW的选型要求更高,且需额外考虑普通地线的绝缘配合问题。

交流侧单相短路时直流系统提供短路电流的特性分析

随着直流输电系统的迅速发展,能否忽略直流系统对短路电流的贡献成为一个亟待研究的问题。文章基于实际直流工程的详细电磁暂态模型,对交流侧发生单相短路故障时直流系统提供短路电流的特性进行研究。通过分析故障后直流输电系统的暂态特性,提出针对短路电流计算关键值,提取并分析直流系统提供短路电流的对应分量;通过对大量仿真结果的统计分析,明确了直流系统提供短路电流的特性及其对短路电流计算的影响,得出结论:直流系统提供的短路电流会使短路电流计算中的工频短路电流初始值、对称开断短路电流的幅值减小,而短路电流峰值增大,且工程应用中短路电流计算可以不考虑直流系统。通过基于实际电网的短路电流对比计算,验证了以上结论。

大型感应电动机单相短路故障动态力计算

定子单相短路故障是大型感应电动机的多发故障之一,故障发生时可能会导致绝缘损坏、转子损坏等问题。定量分析了电机故障状态下局部电磁力与电磁力波动态变化情况。提出了二维场–路–运动耦合时步有限元法与麦克斯韦应力法相结合的大型感应电动机动态力计算数学模型,分析计算了电机单相短路时铁心齿部关键点电磁力动态分布,并通过提取气隙磁场变化特征,得到了电机转子受到的径向与切向电磁力波动态变化三维图。计算结果表明,大型感应电动机在发生单相短路故障时,定、转子齿部不同位置的受力状况有很大不同,转子受到的径向与切向电磁力波幅值可达到正常状态下的2.4倍和2.7倍。

单相短路对110kV和220kV变压器中性点绝缘的影响及其防护

计算了单相短路时110kV和220kV变压器中性点的稳态过电压、暂态过电压和失地过电压,并分析了这几种过电压对中性点绝缘的影响。

500kV及220kV自耦变压器对电网单相短路电流的影响

江苏部分500kV枢纽变电站220kV母线单相短路电流大于三相短路电流较多,且已经逼近了断路器的额定开断能力。主要是由于大量采用自耦变压器引起的,考虑更换自耦变为非自耦变以降低单相短路电流,实质是减少零序网接地支路。通过序网图原理分析发现更换500kV自耦变为非自耦变比更换220kV站内的自耦变为非自耦变对单相短路电流的抑制作用大,算例也证明了理论分析的正确性。但是更换500kV自耦变在技术和经济上可行性都不强,所以抑制单相短路电流的最有效措施是500kV自耦变中性点加装小电抗。

按单相短路保护灵敏度确定低压配电距离

通过分析和计算得出:在单级配电的情况下,配电线路若能满足单相短路保护灵敏度条件则一定满足电压损失条件;在二级配电的情况下,大多数仍满足上述关系。文中还提出了低压系统中只用正序阻抗表达的单相短路电流的简化计算公式。

发电机单相短路时非故障相电压谐波特性分析

为研究发电机单相短路时非故障相电压的谐波特性,以一台核电机组为例,采用场-路耦合法,建立了核电机组二维有限元模型以及单相短路外电路模型.通过对机组单相短路仿真,得到了故障后励磁电流及非故障相定子电压的谐波变化特征.

核电半速汽轮发电机单相短路时磁场特性分析

针对发电机单相短路时磁场特征问题,以一台核电半速汽轮发电机为例,采用场-路耦合方式建立了发电机单相短路仿真模型,通过对发电机单机空载时正常及机端单相短路仿真,得到了短路前后发电机内部磁场分布以及气隙磁密的变化特征.指出机端单相短路时发电机磁场仍具有对称性,故障后气隙磁密数值小于正常运行时的气隙磁密数值.通过对故障前后气隙磁密傅里叶分解,指出故障后气隙磁密基波分量明显减小,而奇数次谐波分量增大.

变电站220kV侧单相短路电流超标问题分析及解决方案

吉兰太变电站是内蒙古电网的一座500 kV枢纽变电站,该变电站3台主变压器并列运行,随着新增电源项目的接入,变电站220 kV侧单相短路电流值将达到50.2 kA,超出开关设备的额定遮断容量(50 kA),影响电网的安全稳定运行。针对该问题,提出减少接地点、在主变压器中性点加装小电抗、将主变压器220 kV母线分裂运行及建设第4台主变压器等解决方案,并对采取各方案后吉兰太变电站220 kV侧单相短路电流进行了计算分析,其中,采用在主变压器中性点装设小电抗方法可将短路电流降低约6kA,建议采用该方案。

沙角C电厂667MW汽轮发电机2号机组定子单相短路事故的研究

在现场调研和资料分析、计算、研究的基础上，分析了广州沙角Ｃ电厂２ 号机组定子单相短路事故的原因．结合该实例，介绍了更精确的计及网路电流的短路电流计算方法．提出进行定子线圈端部固定结构设计的研究和建立定子线圈端部振动监控系统的建议，以提高国产化大容量发电机的可靠性．

发电机单相短路时电磁转矩谐波特性分析

为研究发电机单相短路时电磁转矩的变化特征,以一台核电机组为例,采用场-路耦合法,建立了仿真模型.通过对机组单机带额定负载运行时单相短路仿真,得到了故障前后气隙磁场以及电磁转矩的变化特征,指出故障后电磁转矩直流分量减小,同时产生了偶数次谐波分量.

低压配电系统单相短路故障的建模与仿真

利用Matlab软件建立低压配电系统单相短路故障模型。介绍了配电线路各部件的等效模块及其参数设置,给出了母线和变压器参数计算方法。最后,对低压配电系统单相短路故障进行仿真和验证分析。仿真结果验证了模型的正确性。

500kV变电站单相短路电流的抑制措施研究

针对目前广东电网500 kV变电站220 kV母线单相短路电流急剧增大,甚至超过三相短路电流的现象,分析其产生的原因,提出了2种抑制单相短路电流的可行性方案:主变中性点经小电抗接地和220 kV母线分裂运行同时加装备自投装置。以广东电网500 kV变电站为例,经计算分析,这2种措施对单相短路电流都起到了良好的抑制作用。

采用EXCEL表实现单相短路电流等电气计算

计算是设计工作中不可缺少的一部分,涉及到设备选型、整定、故障分析等,手算则较繁琐;而专用计算软件价格高,难修改。文章介绍了采用EXCEL表格实现数据检索、公式计算,此方法简单易行,并可根据需要随时修改。

单相短路时变压器角接绕组零序电流暂态特性及其影响

针对YNd11连接组的变压器,利用T形等效电路原理,结合对称分量法推导出了变压器角接绕组中零序电流(ih)分量与一次侧零序参量的关系式。通过实例,计算了一次侧发生单相接地短路时,变压器角接绕组中的暂态ih,并与MAT-LAB/Simulink计算结果进行对比,验证了该方法的有效性,并研究了影响ih的因素,研究表明ih与一次侧零序电流具有相似性,出现了零点漂移。当短路消失时,会引起包含多种频率成分的暂态振荡;当电源初相角α=0°(60°)和α=180°(120°)时的ih相对于时间轴对称,对于α=0°到180°,随着初始相角的增大,ih的首次过零时间也变短;ih峰值随着变压器时间常数的增大而增加;当τ≤0.2 ms时,ih增到无限大;ih峰值与短路点位置呈现抛物线特性。

单相短路故障条件下级联模块中压光伏发电系统的有功功率回流抑制

有功功率回流是级联H桥型光伏并网逆变器在电网不对称跌落故障条件下固有的问题,可能导致系统没有平衡运行点,H桥直流母线电压持续增大,逆变器因过电压保护而停机脱网。为此,该文以电网故障发生率最高的单相短路故障为研究目标,回顾现有控制方法,并定量地分析其局限性——在电网电压跌落较深且光伏阵列输出功率较低的工作场景下无法避免有功回流。在此基础上,提出一种适用于级联模块化中压光伏发电系统在单相短路故障条件下的有功功率回流抑制策略,根据光伏阵列实际输出的有功功率将系统的运行划分为两个区域,通过合理地设计系统的调制度,并在不同的运行区域内采用不同的控制方法,能够提高级联H桥光伏并网逆变器对不同的输出功率以及不同电网跌落深度的适应性,以改善系统的故障穿越能力。最后,通过实验验证了所提控制策略的有效性和可行性。