控制合闸电压幅值的变压器励磁涌流抑制方案

在分析变压器励磁涌流的影响因素和推导励磁涌流与各影响因素间数学关系的基础上,提出了一种基于合闸电压幅值控制的变压器励磁涌流抑制方案。该方案通过选择适当的合闸电压幅值控制曲线,对合闸电压的幅值进行控制,确保变压器空载合闸过程中产生的磁通不超过饱和磁通,从而达到抑制空载合闸励磁涌流的目的。根据磁通不等式约束与暂态磁通分量衰减规律给出了电压幅值控制函数,并推导了电压幅值控制函数中初值与变化斜率两个参数的上下限。采用PSCAD/EMTDC软件分别对单相和三相变压器不同状态下的空载合闸过程进行了仿真,并对磁通、励磁涌流、差动电流等参数进行了对比分析。仿真结果表明,通过控制合闸电压的幅值达到控制励磁电流大小的目的,能够将励磁涌流控制在数值较小的范围内,从而克服励磁涌流的影响。

电磁操动机构合闸电压对合闸速度的影响

本文提出了在现场测量合闸速度时如何准确测量合闸线圈端部电压的方法，并给出了换算至额定电压下合闸速度的公式，有利于现场断路器的调试。

关于取消新疆电网750 kV断路器合闸电阻可行性的仿真研究

目前,超、特高压输电线路常用合闸电阻吸收能量,并将其作为限制合闸过电压的主要手段,但是带有合闸电阻的断路器不仅造价昂贵,而且还存在运行可靠性差、故障率高等缺点,如果能利用低残压、保护性能优异的金属氧化物避雷器替代合闸电阻来限制操作过电压,不仅可以降低成本,还能简化断路器操纵机构以提高电力系统运行的可靠性。文中以新疆电网最长距离的750 kV线路为研究对象,通过沿线安装多组避雷器的方式,将沿线最大2%合闸过电压限制到规程规定的1.8 p.u.以内,为新疆电网所有750 kV长距离线路取消断路器合闸电阻的可行性提供了理论依据。

特高压交流输电线路串联补偿合闸操作过电压研究

采用串联补偿能够有效地提高特高压交流输电线路的输电能力和系统的稳定性,但同时也会影响输电线路的电压特性。以中国特高压交流示范工程为背景,采用电磁暂态计算程序ATP-EMTP,对含有串联补偿装置的特高压交流输电线路的合闸操作过电压进行了计算分析。计算结果表明:加装串联补偿电容器可以降低操作过电压;串联补偿电容器的位置越靠近线路首端限压效果越好,其补偿度越大限压效果越好;采用相应的限压措施,可以将空载线路合闸过电压和单相重合闸过电压分别限制在1.34 p.u.和1.36 p.u.。

基于EMTP/ATP的输电线路合闸过电压仿真分析

为研究高压输电网络中空载合闸产生的过电压对电气设备的安全运行的影响,以某段500kV输电线路为研究对象,分析系统产生合闸过电压的机理,建立基于频率的J.MARTI型等值线路分布参数计算模型,运用电力系统电磁暂态仿真分析软件(EMTP/ATP)对500kV输电线路合闸过电压进行分析.仿真结果表明:在非同期条件下,在输电线路末端加装并联电抗器和断路器加装合闸电阻能有效抑制过电压的幅值以及缩短过电压的持续时间,该仿真结果可为电力系统的安全运行提供参考依据.

特高压交流系统合闸过电压特点研究

由于特高压交流系统采用高阻抗电源、长距离线路和大功率输电的方式,其合闸过电压出现了一些与其他电压等级合闸过电压不同的特性,在系统研究特高压合闸过电压的基础上,对这些新特点进行了深入研究。研究表明,单回线路的合空线过电压一般高于单相重合闸过电压,但在长距离、大功率输电时,后者可能更为严重,应引起重视;在电源容量较小时,双回线路一回运行情况下另一回线路进行合空线操作时,其过电压往往较高,应重点限制;双回线路的单相重合闸过电压与小电抗的取值密切相关,故小电抗取值应在各种运行方式下进行综合选择。此外,特高压交流系统通常应采用合闸电阻限制合闸过电压,且较长线路宜采用较低阻值,较短线路宜采用较高阻值。

断路器合闸过电压计算与分析

针对550 kV变电站罐式断路器在投入空载输电线路时引起的断路器合闸电阻损坏问题,通过利用电磁暂态程序EMTP仿真单相断路器在不同合闸相角下的合闸过电压,计算了暂态过电压下合闸电阻的热量,发现合闸电阻故障的原因,重点分析了合闸过电压对断路器中合闸电阻绝缘的影响.仿真结果表明,由于线路中电抗器对合闸过电压具有一定的抑制作用,因此,各个节点上的过电压幅值较小,同时,合闸相角对合闸过电压幅值具有一定的影响.

1000kV晋南荆线空载合闸过电压及转移过电压的研究

晋东南-南阳-荆州(晋南荆线)是我国1000kV特高压试验示范工程.因为电网电压等级的提高,对输电线路合闸操作过电压允许值提出了更加苛刻的要求.该文利用电磁暂态计算程序ATP-EMTP对高性能MOA、合闸电阻抑制三相合空线操作过电压的效果进行分析比较,提出了在线路两端加装金属氧化物避雷器并同时采用有合闸电阻的断路器抑制合闸过电压的保护策略.在此基础上对故障切除后的转移过电也进行了仿真研究.仿真结果表明,综合采用高性能MOA和合闸电阻可以有效地把合闸过电压降低到1.62pu,把转移过电压降到1.5 pu能够保证特高压试验示范工程的安全运行.

海上风电场内部电气系统合闸过电压仿真分析

随着海上风电场的规模越来越大,针对其内部电气系统的研究得到国际上的关注。文中对海上风电场内部电气系统可能出现的合闸过电压进行了仿真分析。用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件分析了有无运行馈线2种方式下的合闸过电压过程,并解释了二者过电压机理,考察了内部电气系统的不同设计参数对合闸过电压的影响,为海上风电场内部电气系统的设计以及风机端升压变压器的绝缘设计提供了一定参考。

单相重合时序对750kV输电线路合闸过电压的影响

单相重合闸投入时序对750 kV输电线路的合闸过电压有较大影响,为此分别建立了无补偿线路和两端经并联电抗器补偿的750 kV输电线路的分布参数模型,推导出单相重合闸期间非全相运行时线路恢复电压和一侧单相重合后的稳态电压解析式,分析合闸过电压与系统容量、补偿度、线路长度等因素之间的关系,分析结果表明无论是无补偿还是经并补补偿后的线路,由大电源侧首先重合可降低单相重合过电压峰值。并据此从抑制合闸过电压角度提出了750kV输电线路的单相重合闸时序整定策略。仿真算例验证了重合时序整定策略的有效性。

三相重合时序对750kV输电线路合闸过电压的影响

发现三相重合闸投入时序对750kV输电线路的合闸过电压有较大影响。为此,分别基于无补偿和两端经并补补偿的750kV输电线路分布参数模型,对三相重合于三相、单相故障时的过电压水平进行了详细解析,藉此从抑制合闸过电压的角度提出了重合闸时序的整定策略。1)合于三相瞬时故障时,合闸顺序与计划性合闸一致。①无补偿线路应由大电源侧先重合;②而两端经并补补偿线路,补偿度小于文中给出的临界补偿度时,由大电源侧首先重合可降低合闸过电压。2)而合于单相故障时,情况较为复杂。①对于无补偿线路,分闸顺序由故障点与系统和线路电抗的关系决定,由小电源、远故障点侧首先分闸,可降低线路重合前残压;大电源、近故障点侧首先重合,可减小重合闸过电压;②对于经补偿线路,线路两端电源容量、故障点位置和补偿度均会影响三相重合闸过电压峰值,补偿度小于临界补偿度时,应由大电源、近故障点侧首先重合,反之,应由小电源、远故障点侧先重合;近故障点与大电源未在同侧时,合闸顺序由实际工频电压升高系数与单相接地引起的电压升高系数2者乘积的大小决定。大量PSCAD仿真表明重合时序整定策略正确、有效。

降低避雷器额定电压或残压对取消750kV线路断路器合闸电阻的影响

目前中国西北地区已投运的750 kV工程避雷器配置基本上是采用750 kV母线侧避雷器额定电压600 kV、线路侧避雷器额定电压648 kV。绝大多数750 kV工程线路断路器装有570~600Ω合闸电阻。根据工频过电压的差异化研究结果,母线侧和线路侧避雷器额定电压在一定范围内均可以进一步降低。避雷器性能提高,避雷器操作冲击电流残压降低,750 kV线路合闸操作过电压水平会相应降低,有利于取消750 kV线路断路器合闸电阻。文中对750 kV工程避雷器额定电压或残压降低后的合闸操作过电压进行了研究,结合操作过电压闪络率的计算,提出了降低避雷器额定电压或残压后取消750 kV线路断路器合闸电阻的适用范围。

风电并网合闸操作过电压研究

近年来风电技术发展迅速,风电场并网运行时经常出现电气设备过电压损坏事故,研究分析认为,开关合闸弹跳是引起过电压产生的重要原因。对产生过电压的机理进行了分析,对过电压过程和加保护装置后的效果进行了MATLAB仿真,并与试验结果进行了比较。研究表明,适度增加变压器对地电容可以降低合闸弹跳过电压。

选相抑制1000kV线路合闸过电压的仿真研究

为分析选相技术抑制1000k V空载输电线路合闸过电压的效果,首先研究了断路器的合闸预击穿特性和目标合闸相位,然后利用PSCAD/EMTDC软件的自定义模块建立了能考虑合闸预击穿特性及选相控制策略的合闸模型,最后对应用选相技术的1000k V空载线路统计合闸过电压进行了仿真分析,并与随机合闸、加装合闸电阻和金属氧化物避雷器下的统计过电压倍数进行了对比。结果表明:采用选相合闸技术配合避雷器的过电压抑制方式能将计划合闸过电压限制在1.6p.u.以下,将单相重合闸过电压限制在1.7p.u.以下,满足相关标准的要求,同时能够降低避雷器的吸收能量,并有效改善合闸的过渡过程。

提高CD10Ⅲ型电磁机构低电压合闸可靠性的探讨

CD10Ⅲ型直流电磁操动机构是SN10—10Ⅲ/3000型少油断路器的机构。其合闸线圈电流很大,为147A。由于合闸线圈电流大,许多变电所受电源容量的限制及线路长度的影响,压降较大,线圈端电压低于额定值很多。特别是在关合短路电流的情况下,受电网电压波动的影响,整流电源电压下降更多,使开关低电压合闸的可靠性得不到保证。从机构的角度考虑是否可以适当地提高机构的出力,使低电压合闸可靠性提高呢?我厂进行了一些研究和验证工作,介绍于下。

同塔双回架空线-电缆混合输电方式合闸过电压差异化研究

为了研究同塔双回架空线-电缆混合输电方式下的合闸过电压暂态特性,选取某220 k V电网,利用EMTP电磁暂态程序建立了同塔双回架空线-电缆混合输电方式暂态模型,对合闸过电压,单相短路接地时重合闸过电压进行了全面研究。最后分析了影响合闸过电压的主要因素。研究表明:过电压的幅值受合闸相角的影响很大,倍数在1.17 p.u^2.14 p.u之间,考虑避雷器的动作特性,应选择在210°~240°相角间合闸。重合闸过电压幅值小于首次合闸过电压幅值。送电时,应先合送端断路器,再合受端断路器,以免对受端母线PT造成损坏。全架空线合闸过电压幅值小于架空线-电缆混合输电方式下的过电压幅值;采用全电缆输电方式合闸时容易产生谐振过电压。通过倒送电的方式可降低电缆末端过电压倍数。

基于模域回路理论的配网电缆-架空线混合线路重合闸过电压特性分析

该文基于模域回路中波的传播特性与频率特性研究混合线路中电缆与架空线不同比例下重合闸过电压幅值和主导频率的变化规律。通过电报方程得到相模转换的变换矩阵,计算了模域中各回路的电压传播常数。并采用电磁暂态仿真软件(EMTP)建立10kV配网非对称结构的混合线路模型,研究了不同比例的混合线路统计过电压变化规律。结果表明,随着电缆占比的增加,暂态电压的变化并非单调下降,而是出现极小值。基于模域回路的分析结果与EMTP计算结果相符。由于传播常数不受线路长度影响,当线路总长度变化时,可采用同样的方法分析不同比例混合线路的重合闸过电压变化。

基于空载线路合闸产生操作过电压的分析研究

文章系统地定性分析和研究了典型空载线路合闸操作过电压的产生机理、影响因素,并提出主要的防护措施。