基于电压上升限时检测的含新能源配电网自适应重合闸

断路器跳闸后下游分布式新能源可能持续带故障运行,配电网传统无检重合闸盲目投切将导致系统遭受二次冲击。文中面向含高比例分布式新能源配电网提出一种基于电压上升限时检测的自适应重合闸方法。首先,基于对跳闸后计及新能源故障穿越控制的配电网故障特性分析,探明了跳闸后系统电压与新能源-负荷功率比值间的分段映射关系;利用伴随故障清除的电压上升特性,提出了基于电压差积分的故障状态检测判据;进而,融合保护动作信息与新能源故障穿越时间极限对故障检测时间进行规限,提出重合闸延时自适应整定方案。仿真结果表明,所提方法能够可靠检测不同位置、类型的瞬时性故障清除,并根据故障状态自适应调节重合闸延时,加快系统供电恢复。

电感型FCL对断路器恢复电压上升率的影响

安装故障限流器可有效降低电力系统的短路电流水平和高压断路器的遮断容量要求,但也可能造成更加苛刻的开断条件。针对安装电感型故障限流器的系统发生出线故障和近区故障的现象,通过理论分析与推导,给出了描述断路器恢复电压上升率与限流比、杂散电容以及近区故障距离之间关系的数学表达式。基于这些理论公式,研究了各主要参数对恢复电压上升率的具体影响,并与文献中的有关仿真结果进行了比较,验证了分析方法的有效性。本文的研究结果为电感型故障限流器的参数优化和高压断路器开断特性的选型提供了分析基础和理论依据。

介电强度试验电压上升曲线的选择

初步分析了电气绝缘试验时施加电压与漏电流的关系,提出了在介电强度试验时一种较为合理的电压上升曲线,目的是减少介电强度试验对绝缘材料的破坏。

基于动态电压上升控制的EMI抑制方法研究

本文重点研究了电动汽车驱动系统中三相逆变器装置的电磁兼容问题,并对系统进行传导干扰抑制分析。采用新型的IGBT的动态电压上升控制,分析电路的控制原理和短路特性,利用Saber软件搭建仿真模型。通过与传统门极控制方法对比,采用IGBT有源门极控制动态电压上升控制方法对系统的干扰抑制效果较好。创新性的将动态电压上升控制方法应用于三相电路中,仿真实验证明了动态电压上升控制方法对于传导干扰的抑制研究具有重要意义。

电压上升率对GIS绝缘缺陷击穿特性的影响

随着气体绝缘金属封闭开关设备(gasinsulated switchgear,GIS)设备容量不断增大,现场越来越难以开展对应电压等级的雷电冲击试验,其产生的冲击试验电压的波前时间可能长达十几μs。探究长波前冲击电压波前参数对SF6气体间隙放电特性影响的研究,认识GIS中绝缘缺陷在冲击电压作用下的放电特性,是判定采用长波前冲击电压进行现场试验是否合理的前提与基础。主要探究了在棒–板电极和同轴母线针–板电极两种不同电极结构下,波前电压上升率(d U/dt)对SF6间隙击穿特性的影响规律。结果表明,2种结构电极间隙击穿电压随着电压上升率增加呈现U型变化趋势。研究表明U型曲线拐点电压与空间电荷"电晕稳定化"作用相关,且在U型曲线左右半支的击穿电压变化规律受空间电荷"电晕稳定化"和背景电场的"扫除作用"共同影响。

低电压上升率条件下正极性不连续先导发展特性

不连续先导发展是正极性棒-板长空气间隙在施加低电压上升率冲击电压下最主要的放电过程,对研究特高压大尺度间隙外绝缘特性有重要的指导意义。基于CMOS高速摄相机,通过搭建棒-板长间隙放电综合观测平台,开展施加不同操作冲击电压的放电试验,获得清晰不连续的先导发展过程图谱以及先导电流、注入电荷、先导通道单位长度电荷等特征参数的变化趋势。进一步根据试验结果分析得到低电压上升率电压作用下的不连续先导发展具有两种不同的规律。最后,本文采用热力学方程,结合试验结果,对不连续先导发展停滞阶段的通道温度变化进行数值计算。结果表明,在先导停滞发展阶段的数百微秒时间尺度内,先导通道温度仍然大于1 500K,后续先导仍能在原有先导通道上继续发展。

耐电晕测试中脉冲电压上升时间的变化对变频线老化寿命的影响

为研究影响变频电机用漆包线老化寿命的主要因素,采用不同规格的变频电机用漆包线作试样,对比研究了在不同脉冲电压上升时间下变频电机用漆包线的老化寿命。结果表明:在其它测试条件不变的情况下,试样电容值的变化会导致脉冲电压上升时间的变化,进而影响老化寿命;当脉冲上升时间加长时,击穿时间也延长;当脉冲上升时间缩短时,击穿时间也随之减少。

防雷元件测试仪电压上升率校准方法研究

针对防雷元件测试仪电压上升率校准方法误差较大,稳定性差的问题,通过脉冲计时和电压测量的方法,研究带负载情况下电压上升率的校准方法。该方法首先通过设定电压阈值选取电压上升率线性度较好的区域,其次通过设置晶振脉冲数进行计时,并采集起止脉冲对应的瞬时电压,最后依据电压差值与时间差值计算电压上升率。与现有方法进行了对比,验证了方法的有效性,为防雷元件测试仪电压上升率的校准提供新思路。

浪涌发生器开路电压上升时间校准结果不确定度评定

依据JJF(辽)138—2012《浪涌发生器校准规范》中开路电压上升时间的校准方法,分析了开路电压上升时间不确定度的来源,对浪涌发生器开路电压上升时间校准结果的不确定度作了评定。

故障电流限制器的恢复电压上升的描述

当故障电流限制器的负荷终端机的附近出现故障时，作为阻抗限制的ZFCL和电流限制的一项功能；本文着眼于连接有FCL的断路器的恢复电压上升比率的数学表达上。在限制电流操作中，FCL被假定为是由电感元件或电阻元件组成的，在被归纳的FCL模型中，电容CP由一个线圈的分布电容和一必须的附加电容组成，在断路器恢复电压的上升比率和电流限制器之间使用数学模型能使我们在电路参数上发现断路责任的依存性，对有限制的电流来说，被归纳的FCL依靠的不仅是有限制能力的潮流，而且也依靠电容CP和分布电容，使用这种类型和参数的FCL及系统，通过对断路器恢复电压的上升比率的一般描述，能够估计出断路器恢复电压的上升比率和FCL连接成功的百分比。

可控避雷器中晶闸管阀电压和电流上升率仿真分析、试验检测及限制措施

晶闸管器件的断态(开断状态)电压上升率du/dt和通态(导通状态)电流上升率di/dt是决定可控金属氧化物避雷器(CMOA)晶闸管阀工作安全性的关键参数。以长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程为背景,对晶闸管阀中晶闸管器件需要承受的最大du/dt和di/dt进行了仿真计算,提出了技术要求,并给出了限值要求,即du/dt和di/dt均不允许超过其临界值du/dtcrit和di/dtcrit。根据实际使用条件对所选晶闸管器件的du/dtcrit和di/dtcrit进行了试验测试。测试结果和技术要求对比表明:2.0～3.0英寸晶闸管du/dtcrit不小于45kV/μs,大于技术要求28.3kV/μs,无需限制措施;di/dtcrit为865～910A/μs,远小于技术要求87kA/μs,须采取适当的限制措施。研究表明,采用3～5mH的限流电抗器可以将di/dt限制在容许范围内,且限流电抗器对CMOA限制系统操作过电压的效果影响不大,可以采用限流电抗器限制晶闸管器件的di/dt。

超高压混合串补线路瞬态恢复电压暂态特性

混合串联补偿对输电线路暂态特性的影响亟待研究。为研究串联补偿混合复用对瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV)暂态特性的影响,以500 kV超高压示范工程线路为研究背景,利用PSCAD/EMTDC建立可控串补与固定串补的电磁暂态仿真平台,分析系统发生单相接地故障时瞬态恢复电压变化规律,得到恢复电压上升率与短路电流变化曲线;采用对比分析方法,针对可控串补与固定串补不同配置方式,研究不同串补度对TRV特性的影响,并得出最佳串补配比。仿真表明:相比固定串联补偿(fixed series capacitor compensation,FSC)双平台分段布置,系统采用可控串联补偿(thyristor controlled series compensation,TCSC)与FSC混合复用时,TRV超标工况大幅增加;合理配置TCSC+FSC线路串补度,能够有效降低TRV与断路器短路电流,且能够满足断路器正常开断的国家标准。

500kV方正变零起升压试验电压迅速上升原因分析

为考核 5 0 0kV方正变和方哈线一次设备的质量 ,对其进行了零起升压试验 ,并对零起升压过程中电压迅速上升的原因进行计算分析 。

真空发电机保护断路器在负荷下降时的电压上升和重燃特性

文中重点介绍了当真空断路器用做发电机保护断路器在负荷下降时产生的多次重燃和电压上升。多次重燃和电压上升的概率与燃弧时间或正比，而且较小。在分闸操作后，由于其开断高频电流的能力，在真空开断装置中可观察到多次重燃和电压上升。当真空断路器用做发电机保护断路器研究多次重燃和电压上升时，变压器侧的电容与负荷下降的幅值起着至关重要失和用，需要特别指出的情况是，当保护电容器与断路器系统侧相连时要多加注意。

正极性雷电冲击电压下流注起始特性研究

流注是长空气间隙放电的主要过程,其起始特性具有重要的理论价值与广泛的工程应用。以往对直流电压作用下流注起始特性的研究较多,对冲击电压特别是电压上升率较大的雷电冲击电压下流注起始特性研究很少。采用基于光电集成技术的高压侧电流测量系统与空间电场测量系统,对1 m棒–板间隙在正极性雷电冲击电压下流注起始特性进行研究,提出了新的流注起始观测手段,获得不同半径棒电极、不同电压上升率下的流注起始电压与场强,拟合得到考虑电压变化率的流注起始场强判据,并验证了所提出判据的广泛适用性。另外,还对正极性雷电冲击电压作用下流注起始时延的变化规律进行研究,定量测量了流注的起始时延,为研究流注起始时延的概率分布奠定基础。

特高压断路器的瞬态恢复电压研究

结合晋东南—南阳—荆门1000kV特高压试验示范工程,研究了交流1100kV断路器瞬态问题中的断路器开断短路电流或失步解列后的瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV)内容。在此基础上提出了我国交流1100kV特高压断路器的工作条件建议,分析了特高压断路器TRV问题的前景。认为我国特高压电网断路器在不采用分闸电阻的条件下。可满足IEC断路器扩展标准和正在修订的我国电力行业断路器标准中对TRV的要求。

1000kV特高压断路器的瞬态恢复电压

为了合理地确定特高压断路器瞬态恢复电压(TRV)的试验参数,依托淮南-皖南-浙北-沪西1000kV同塔双回线路输电工程,研究由特高压系统回路特性产生的特高压断路器预期瞬态恢复电压。采用EMTP模拟计算方法,统计分析了变压器限制的短路故障(TLF)、断路器端部故障(BTF)和失步开断下的瞬态恢复电压,提出了以下建议:将DL/T402-2007中特高压断路器T10和T30规定的恢复电压上升率(RRRV)值由7kV/μs和5kV/μs分别提高至10kV/μs和7kV/μs;此工程失步解列点可指定在皖南站。比较了断路器装分闸电阻的优缺点,建议此工程可不装分闸电阻。这些建议均被同塔双回线路输电工程采用。

潜供电弧零休阶段弧道恢复电压特性

潜供电弧零休即潜供电流过零阶段的电弧恢复电压上升率是影响潜供电弧熄弧与重燃的重要因素。以单相接地故障为例,将故障发展过程分为4个阶段并建立相应的电路模型,在每个阶段针对影响恢复电压上升率的因素做了定性分析。针对特高压输电线路进行了仿真计算,得出的结论是:潜供电流不同过零时刻与故障时刻、跳闸时间、短路电弧电阻等因素一样,在燃弧的初始阶段,对恢复电压上升率有较大影响,后期则几乎没有影响,而且随着时间的延长,恢复电压上升率有减小的趋势并最后趋于稳定。而故障点位置对恢复电压上升率的影响,则呈现出线路两端故障时恢复电压上升率大,线路中点位置时最小的V型曲线;随潜供电弧电阻的增加和并联补偿度的减小,恢复电压上升率呈现出增加的趋势;并联电抗器中性点小电抗不仅对恢复电压上升率产生影响,同时也对潜供电流、恢复电压产生影响,均表现出V型曲线的影响规律,且当中性点小电抗取值能够实现完全补偿时上述三者有最小值。

输出电压恒定的电力电子变压器仿真

介绍了电力电子变压器的优点、目前的研究状况;指出了用电力电子变压器解决电能质量问题是今后的发展趋势;着重讨论了电力电子变压器的工作原理,推导了高频变压器中的磁链关系式,比较了采用基于有效值和瞬时控制的电力电子变压器的动态响应,并用仿真验证了理论推导的正确性和所采用的控制策略的有效性。结果表明,电力电子变压器体积小、重量轻,不但可以实现电能传输、电压隔离、匹配等功能,还能抑制电压跌落、上升和间变等动态电能质量对输出电压的影响,是建设“绿色电网”、“数字电网”的关键设备之一,对其进行研制和使用可以取得巨大的经济和社会效益。

不同故障下串联谐振式FCL对高压断路器恢复电压的影响

为了使串联谐振式故障电流限制器(series resonance type fault current limiter,SRFCL)能在超高压电网中投入实际应用,采用电磁暂态仿真计算软件ATP-EMTP,研究分析了500 kV电网中在母联处加入串联谐振式FCL对高压断路器在开断不同短路故障时恢复电压的影响。计算结果表明:加入串联谐振式FCL后,当断路器开断出线端短路故障时,恢复电压上升率提高了18%,第一参考电压提高了2.6%。当开断近区故障时,90%额定短路电流和75%额定短路电流条件下,恢复电压起始部分的上升率分别下降了19.26%和25.6%,峰值分别下降了11.05%和15.73%。当开断母线短路故障时,串联谐振式FCL对母联上断路器恢复电压的上升率有显著的影响,加入之后恢复电压上升率比加入之前提高了13.1倍,第一参考电压提高了78.5%。在母线出现短路情况下,恢复电压上升率与第一参考电压的大幅提高将严重影响断路器的开断,在串联谐振式FCL的应用过程中需要加以考虑和解决。