基于Prony算法的串补空载线路选相关合最佳合闸时刻研究

为提高系统的稳定运行水平,会在大容量、远距离的电力系统中加装串补装置,但加装串补装置会破坏线路均匀性,使线路上出现严重操作过电压,严重危害电力设备的绝缘。文中根据空载线路过电压产生的基本原理,采用选相关合技术抑制串补输电线路过电压。首先研究了过电压幅值与合闸相位的关系,给出了串补输电线路选相关合策略;其次提出利用Prony算法预测电压过零点,确定最佳合闸时刻;在PSCAD和MATLAB软件中搭建串补输电线路重合闸模型,对暂态过程进行了仿真,仿真结果验证了Prony算法的准确性和可行性,同时表明了选相关合串补输电线路能大大减小合闸过电压;最后分析了断路器合闸过程中绝缘衰减率RDDS和合闸时间分散性对合闸时刻的影响,得出不同关合特性下的最佳合闸时刻。

基于剩磁测量的选相关合技术

由于空载合闸时变压器铁心存在剩磁并且断路器合闸相位角的随机性影响,铁心总磁通大幅增加,变压器进入饱和区运行,从而导致其绕组内产生幅值很大、谐波含量丰富的励磁涌流。励磁涌流容易造成继保装置误动作,影响电力系统的正常运行。为了解决这个问题,找到了通过测量铁心剩磁来寻找最佳合闸相角的选相关合技术来抑制励磁涌流。计算与仿真证明,选相关合技术能够很好地抑制变压器空载合闸时的励磁涌流。

换流变压器空载励磁涌流选相关合控制策略

针对由单相变压器构成的500kV换流变压器组,建立了考虑铁芯非线性磁滞特性的变压器模型。仿真分析了关合角度及铁芯剩磁对换流变压器空载合闸励磁涌流的影响。研究了变压器空载合闸时抑制励磁涌流的选相关合策略。研究结果表明,当铁芯剩磁可忽略时选相关合策略为:A相在电压峰值时刻关合,B、C相延时5ms同时关合。当考虑剩磁影响时,空载关合的选相控制策略必须考虑变压器切除时断路器三相开断的顺序,选取剩磁最大的第二开断相最先关合。当最大剩磁为正(或负)时,以该相母线电压负(或正)峰值时刻提前约0.6ms作为该相关合时刻,变压器切除时最先开断的相延时5.45ms关合,最后开断的相延时6.14ms关合,可以起到抑制励磁涌流的良好效果。

空载变压器选相关合技术研究

在变压器空载合闸的过程中,会产生幅值很大的励磁涌流。这将引起继保装置的误动作、电能质量下降、甚至系统瘫痪。本文根据变压器的工作原理,推导出了剩磁的计算公式,阐述了暂态恢复电压对剩磁计算的影响,然后采用选相关合技术,在铁芯中预感应磁通与剩磁相等的瞬间投入变压器。选相关合技术是有效抑制电力系统操作过电压和涌流以及全面提高电能质量的关键技术。文中通过ATP-EMTP仿真结果验证了选相关合技术,结果表明:选相关合技术能够有效地削弱变压器空载投入时的励磁涌流。

断路器均压电容对空载变压器选相关合的影响

选相关合是一种抑制空载变压器励磁涌流的有效措施,剩磁测量是实现空载变压器选相关合的关键,主要研究了断路器均压电容对空载变压器选相关合的影响。首先,通过理论分析发现,使用装设均压电容的断路器切除变压器后,变压器铁心剩磁为周期性的动态值,而不是通常认为的稳定值;其次,对断路器均压电容对变压器铁心剩磁的影响进行了仿真分析和实验研究,仿真和实验结果表明：剩磁水平随均压电容的增大而降低。最后,提出以动态剩磁整周期内的平均值作为剩磁水平,来确定最佳合闸相位进行选相关合的策略,仿真和实验结果验证了其有效性。研究结果对于空载变压器的选相关合具有一定的指导意义。

相控断路器选相关合问题分析及应用研究

选相合闸技术能大大降低断路器合闸操作过程中的暂态过电压和涌流,提高电力设备寿命及电力系统的稳定性,在超、特高压系统中得到了大力发展和应用。伴随着应用增多、挂网运行时间增长,提前预击穿、过电压/涌流增大等选相关合问题时常发生。以相控断路器为研究对象,针对其在选相关合过程中出现的问题,采用理论分析及试验验证方法,结合选相控制技术的基本理论和原理进行了原因分析。实际合闸时间t偏离预期合闸时间T较大是导致相控断路器选相关合问题发生的根本原因。

基于快速机械开关的10kV电容器组选相关合方案

为了减小随机关合电容器组引起的合闸涌流,并弥补选相关合采用的常规断路器动作较慢的不足,提出了基于快速机械开关的10kV电容器组选相关合方案,分析了变电站典型配置电容器组在不同连接方式下的选相控制策略,根据GB/T 30846—2014要求,对12kV快速机械开关开展了预击穿特性试验,获得了开关触头间隙的预击穿特性曲线,得到了绝缘强度下降率(RDDS)为9.04k V/ms;测量了快速机械开关在不同控制电压下的合闸时间分布,得到了快速开关平均合闸时间为13ms,机械分散性0.4ms。利用预击穿特性试验和开关机械分散性试验结果,计算了电容器组选相最佳关合相位,制定了选相关合方案:关合目标相位为电压零点,关合窗口为(–0.4～0.4)ms;并开展了选相关合特性试验,结果表明选相关合点均落在关合窗口内,验证了选相关合方案的有效性,为基于快速开关的选相控制技术在10～35kV电容器组关合的应用提供了依据。

选相关合技术抑制空载变压器励磁涌流的实验研究

针对随机关合空载变压器产生励磁涌流的问题,采用选相关合技术来抑制励磁涌流。在分析选相关合空载变压器原理的基础上,研究了同时合闸策略、快速合闸策略和延时合闸策略下铁芯磁通的变化规律,并对比分析三种合闸策略的适用条件。最后搭建选相投切10 kV空载变压器实验平台,对有无剩磁时不同关合相位下的励磁涌流进行分析。实验结果表明:变压器铁芯无剩磁时,在电压峰值处合闸可以有效抑制励磁涌流;铁芯存在剩磁时,在电压峰值处合闸仍会产生励磁涌流。因此,有必要预测铁芯剩磁以确定最佳合闸相位,实现空投变压器的无冲击平滑过渡。

基于三相联动断路器的空载变压器选相关合

选相关合技术可以有效抑制空载变压器励磁涌流,常规的合闸策略只适用于可分相操作的断路器,基于三相联动断路器的选相关合策略少有研究。为此,分析了空载变压器选相关合策略的基本原理,研究了基于三相联动断路器的空载变压器合闸暂态过程中铁芯动态磁通的变化规律,并提出针对三相联动断路器的选相关合策略;基于PSCAD/EMTDC软件对所提选相关合策略进行仿真,仿真结果证明了此技术的有效性;搭建动模试验平台,对空载变压器进行了随机关合、选相关合试验。仿真和试验结果表明:随机关合产生的励磁涌流高达6.3倍额定电流;而针对三相联动断路器采用所提选相关合策略进行选相关合,空载变压器产生的励磁电流可抑制到额定电流的2倍,抑制效果明显。

断路器短路关合过程数值分析模型及在选相关合中的应用

合理控制高压断路器的关合和开断时刻可以在一定程度上降低系统中的暂态过程,选相关合和开断一直是高压断路器在工程应用中的关注点。文中通过等效电路建立了高压交流断路器不同期短路关合过程计算的数值分析模型,可以计算得到任意时刻的全电流、断口电压、交流分量电流和直流分量电流。通过验算国家标准GB/T 30846—2014第4.102规定的短路关合峰值系数验证了计算模型的正确性,并计算了中性点有效接地系统不同期短路关合的峰值系数。最后,应用两个算例分析与讨论了中性点有效接地系统和非有效接地系统中断路器的选相关合技术,结果表明:经过选相关合技术可以有效降低短路电流的峰值系数及直流分量。

弹簧操动机构驱动的252kV高压SF_6断路器选相关合特性试验研究

选相关合技术抑制电力系统过电压和涌流的效果取决于断路器关合相位的准确度，而断路器关合相位的准确度主要受断路器合闸时间稳定性、关合绝缘强度下降率（RDI）S）以及控制系统精度的影响。以弹簧操动机构驱动的252kV高压SR断路器为研究对象，通过机械特性试验和带电关舍绝缘试验，对合闸时间稳定性和RDDS进行研究，分析论证其选相关合的可行性。试验结果显示，该断路器的最佳关合相位为10．26°，最佳合闸时间点为系统电压过零点后的1．3ms，选相关合的预击穿电压在电压幅值的5．1％～29．9％。

基于相控开关技术的空载变压器励磁涌流抑制研究

断路器在随机关合空载变压器时会产生幅值、频率很高的励磁涌流,这种操作暂态可能导致微机继保装置误动作,降低用户电能质量和系统可靠性。根据空载变压器涌流产生的机理,采用选相关合技术消除变压器励磁涌流,研究了铁心剩磁和最佳关合相位关系;分析了断路器截流和暂态恢复电压对铁心剩磁影响,并给出了剩磁测量方法。在空载变压器选相关合原理基础上,采用ATP-EMTP软件建立空载变压器关合模型,对暂态过程进行了仿真。仿真结果表明,选相关合技术能有效消除空载变压器合闸时产生的励磁涌流,为空载变压器选相关合提供了理论基础。

空载变压器的励磁涌流研究

为降低变压器空载合闸过程中,产生幅值很大的励磁涌流,避免引起继保装置的误动作、电能质量下降、甚至系统瘫痪。根据变压器的工作原理,推导出了剩磁的计算公式,然后采用选相关合技术,在系统电压即将产生的预感应磁通与剩磁的大小和方向一致时投入变压器。选相关合技术是有效抑制电力系统操作过电压和涌流以及全面提高电能质量的关键技术。并通过ATP-EMTP建立仿真模型,验证了选相关合技术。结果表明:选相关合技术能够有效地削弱变压器空载投入时的励磁涌流。