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.

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。

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.

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。

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。

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。

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。

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。

黑启动过程中空载变压器合闸过电压及其限制措施

空载变压器合闸时可能产生的幅值较高、持续时间较长的谐振过电压会导致避雷器吸收能量过大而损坏。研究黑启动电源通过升压变压器带空载长线路,在空载变压器合闸时导致的过电压情况,并提出了限制合闸过电压的措施。结论为:不采取措施下进行空载变压器合闸,在绝大多数情况下金属氧化物避雷器(MOA)吸收能量超过避雷器自身的能耗允许水平;若500 kV主变压器合闸前第三绕组带上一定容量的低压电抗器,可以有效地降低空载变压器合闸过电压水平及MOA吸收能量;加载地区负荷和在主变压器断路器安装选相合闸装置对抑制空载变压器合闸过电压的效果明显。

超高压架空线—电缆混合线路合闸过电压特性仿真分析

随着城市的发展与供电需求的增大,架空线—电缆混合线路以其结构灵活等优点得到越来越广泛的应用,混合线路的合闸操作所引起的过电压已成为系统安全可靠运行的重要影响因素。在此背景下,采用PSCAD仿真软件对某地区220 kV超高压架空线—电缆混合线路合闸过电压特性进行研究,通过建立过电压仿真模型,仿真分析混合线路合闸操作时产生的合闸过电压特性,探讨影响合闸过电压的影响因素。结果表明:考虑三相不同期性时,合闸过电压比三相同期合闸过电压幅值增加了10%~20%;合闸过电压与合闸相角有关,且合闸过电压幅值与合闸电阻大小呈反比关系;通过合闸时间的配合,合闸电阻分级投入,使能量逐级释放,在此基础上发现采用多级合闸电阻可更有效地限制操作过电压。研究工作为超高压架空线—电缆混合线路的设计提供了参考依据。

220kV高压电缆合闸过电压研究

应用ATP/EMTP电磁暂态仿真软件对某地区220kV高压交流电缆的合闸过电压进行研究,建立了过电压的仿真计算模型,计算了过电压水平,并分析了合闸电压特性及其影响因素。此外,还研究了屏蔽层接地方式、合闸相角、残余电位水平对电缆过电压的影响及合闸过电压的规律,提出了抑制合闸过电压的措施。研究成果对工程中合闸过电压检测与抑制具有指导意义。

35kV开关柜PT击穿故障与合闸过电压之间关系的分析

供电设备维护管理工作中,35k VGIS开关柜电压互感器对地击穿故障是一类较难分析的故障。本文重点分析合闸过电压造成电压互感器(简称PT)击穿的故障,并提供了监测变压器合闸过电压的方法。附以数据对比说明不同变压器将产生大小不同的合闸过电压,超出PT承受能力的合闸过电压将造成PT击穿。对于PT故障常发的变电所,可监测变压器合闸过电压数值,并与电压互感器耐受数据对比的方式进行分析,从而确定故障原因;本文对PT击穿故障提出了一个分析方向。

基于ATP-EMTP的330 kV空载线路合闸过电压仿真分析

利用ATP-EMTP软件,建模、计算和分析了不同合闸电阻、合闸电阻接入时间、合闸相位和残余电荷对三相同期合330 kV空载线路过电压的影响,得出合闸电阻、合闸电阻接入时间、合闸相位、残余电荷对三相同期合空载线路的操作过电压都有不同程度的影响。指出在电力系统输配电送电操作中,尽量避免对空载线路进行合闸,有条件的可采用零起升压对空载线路充电;在不清楚线路是否空载合闸时,为降低合空载线路引起的过电压,应将空载线路上的残余电荷释放,合闸开关并联接入适当的合闸电阻,合闸电阻调整到合理的接入时间,合闸相位控制在90°左右。

500kV GIS升压站主变合闸过电压影响因素分析

气体绝缘组合开关(GIS)在操作过程中会形成快速暂态过电压,影响与之相连的一次设备尤其是变压器的安全运行。为对GIS升压站主变合闸过电压进行量化,采用电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立分布参数模型,对GIS升压站设备投运情况、出线数量、变压器与GIS母线连接管道的长度、避雷器与高压绕组距离对主变合闸过电压的影响进行仿真计算,得出了主变合闸过电压的特点。分析认为GIS操作时波的折反射是导致合闸过电压升高的主要原因,对于结构复杂的GIS升压站应开展过电压评估。

基于MATLAB的长距离海缆合闸过电压仿真研究

文章结合某油田开发方案,基于MATLAB软件对长距离海缆合闸过电压现象进行了仿真分析,并提出了有效的限制措施,为海洋工程电力系统设计及海缆选型提供了参考依据。

GIS合闸过电压的场路结合分析

气体绝缘组合开关(GIS)例行操作时会产生快速暂态过电压,威胁GIS安全运行。对某220 k V GIS充电过程中发生的盆式绝缘子击穿故障进行过电压分析,使用有限元仿真软件ANSYS MAXWELL建立电磁场分析模型,提取GIS电容、电感分布参数;将分布参数导入ATP-EMTP,建立电磁暂态路分析模型,对不同状态下GIS的合闸过电压情况进行仿真计算。分析认为合闸时刻GIS母线存在感应电压是导致高幅值过电压进而击穿盆式绝缘子的根本原因。

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.。