特高压串补线路沿线电压分布及串补布置方案研究

提出一种基于传输线理论的特高压串补输电线路电压分布的快速算法。首先,将线路的传输参数矩阵转化为两端口节点导纳矩阵,得到Π型等值模型集总参数。然后将其填入潮流计算软件,对目标电网进行潮流计算。再将计算的结果作为末端边界条件,用传输参数矩阵就可快速得出线路上的电压分布。该算法可精确计算特高压串补线路的沿线电压分布情况,而且还可以计及线路两侧的无功补偿能力,工程适用性很强。最后,还从理论上研究特高压串补的集中/分散布置方案以及串补和高压电抗的相对布置位置,指出高压电抗位于母线侧且串补分散布置的方案比高压电抗位于线路侧且串补集中布置的方案更有利于抑制工频稳态过电压,为特高压输电工程规划给出了指导性建议。

特高压串补线路断路器短路电流过零延迟特性及对策

特高压线路加装串补使得线路发生故障时流经断路器的短路电流特性与无串补线路相比存在差别。受故障工况及串补布置方式、过电压保护措施等因素影响,特高压串补线路回数为双回及以上时,一回线故障时流经断路器的短路电流可能存在过零延迟,与无串补或单回串补线路相比更加突出,对断路器开断不利,需要加以抑制。该文仿真研究特高压串补线路断路器短路电流的过零延迟特性,并结合串补金属氧化物限压器(metal oxide varistors,MOV)、放电间隙的动作状态,采用时、频域解析方法,建立串补装置的等效模型,探讨串补线路短路电流过零延迟的产生机理,研究分析典型影响因素,并提出对策建议。研究成果为特高压串补的规划设计、断路器设备选型提供一定参考。

特高压串补平台测量箱的大电流试验研究

串补装置的平台测量箱位于电容器平台上,用于测量串补装置的各个电流,与可能流过数十kA的管母和连接支路的距离较近,因此,需要考核强电磁场情况下平台测量箱的电气性能指标。首先,给出箱体的电磁屏蔽效能工程计算公式,并据此估算出平台测量箱的工频电磁屏蔽效能;然后对平台测量箱进行大电流试验,用以模拟实际工况下的强工频电磁环境,测试平台测量箱体的工频电磁屏蔽效能和此情况下平台测量箱的性能。需要指出的是提出的大电流试验无法充分验证工频以外频率下平台测量箱的电磁兼容性。然而,鉴于大电流试验结果和箱体电磁屏蔽效能计算公式的计算结果一致,可根据计算公式对平台测量箱在各种频率下的电磁骚扰的抗扰度做出合理的估计。

特高压串补输电线路熄灭潜供电弧的方法

单相自动重合闸的成功合闸与潜供电弧的快速熄灭关系密切。在特高压串补输电线路发生单相接地故障时,为加快熄灭潜供电弧,提出采用一定数值的电阻短接故障相电容的方法。详细地阐述了潜供电流的频率特性,并给出直流分量的大小及衰减的快慢与故障时刻、弧道电阻的关系。最后以实际工程为例进行仿真计算。结果表明,该方法对潜供电弧的熄灭是实用和有效的。

基于故障相电压功率谱的超高压串补输电线路故障识别

为了减少或消除重合于永久性故障给输电系统稳定运行所带来的不利影响,需要在断路器重合前预先判别故障类型是永久性还是瞬时性。根据超高压串补输电线路在单相瞬时性接地故障时,故障相恢复电压包含工频分量、接近于工频的分量以及低频分量,其功率谱有3条谱线;而永久性接地故障时,故障相恢复电压仅由工频分量、低频分量叠加而成,其功率谱有2条谱线。据此针对串补输电线路提出一种基于故障相恢复电压功率谱的单相接地故障识别方法,该方法利用故障相电压各分量功率谱的谱线分布来识别瞬时性故障和永久性故障,EMTP仿真验证了该方法的准确性和可行性。

基于贝瑞龙模型的特高压串补线路双端测距算法

为克服特高压串补线路测距精度不高的问题,提出一种基于贝瑞龙模型的双端测距方案。该方案依据特高压实际工程背景,利用双端电压电流信息推导出故障点处的电压、电流,并通过搜索法确定故障点位置;采用分布参数,将特高压线路分布电容特点包含在内,不受特高压线路高频分量的影响;同时,不依赖串补本身模型,不受MOV非线性影响。利用仿真软件PSCAD进行仿真验证,结果表明,该算法在不同故障类型下的测距精度都较高,对过渡电阻有较强适应性。

特高压串补保护控制装置的研制

特高压串补一次系统设备昂贵,结构复杂,故障类型多,其保护控制装置与传统的继电保护装置在硬件及软件需求上存在很大差异。为反映MOV及间隙放电等瞬变电流,串补保护控制系统对实时性要求非常高。在分析串补系统基本故障类型及对保护控制装置需求的基础上,提出了串补保护控制系统硬件及软件方案。硬件采用模块化设计,模拟量输入与处理、保护逻辑运算、通信及人机接口等硬件模块根据功能及性能需求独立设计,以达到最高效率及最好稳定性。软件分层分模块设计,底层软件由专业团队设计,复杂的应用层软件采用可视化编程环境实现,将各保护功能及算法模块化、可视化,降低了编程出错几率,提高了软件运行的稳定性。通过型式实验及数模仿真实验验证,所研制串补保护控制装置动作行为及性能符合相关行业标准要求。

一种高压串补阻尼回路故障诊断方法研究

文章提出了基于火花间隙电流检测的高压串补阻尼回路状态诊断方法,包括通过采样火花间隙导通时刻的电流,同相的线路电流,计算阻尼回路频率,从理论推导出了实时计算阻尼回路中阻尼电阻阻值计算方法,同时结合实际工程应用设计了计算程序并进行了验证。

高压串补装置平台数据采集系统设计与实现

以抵御外部复杂环境电磁干扰以及降低系统功耗为主要技术指标,设计了一款能够用于500kV串补平台的数据采集系统。从信号输入端抗电磁干扰处理、低功耗电路设计、光通讯方式、优化软件设计等方面出发,最终设计完成的采集系统作为高压串补控制保护系统的核心部分之一,已经成功的应用在了500kV串补控制保护系统装置平台上,极大改善了目前串补控保装置普遍存在的抗干扰能力不强的问题,能够稳定可靠运行,同时实测正常工作功率约300mW。

基于物联网5G技术的特高压串补控保系统智能试验装置

串补控保系统作为保护串补一次设备的装置,在串补设备故障后可及时将其退出运行,避免事故扩大。为了保证串补控保系统的正常工作,设计了一种基于物联网5G技术的特高压串补控保系统智能试验装置。介绍了装置的硬件和软件构成,并通过试验对装置的性能和参数进行了评价。试验结果表明,智能试验装置可高效合理地优化串补控保试验平台的搭建,优化缩短检修工期,在保证测试人员、设备的安全前提下,显著提高串补保护的测试效率,高效完成定检工作,为固定串补的运行、检修、维护提供有力支撑。

特高压固定串补控保系统光隔端子故障分析及改进

介绍了某特高压串补工程控保系统220 V光隔端子发生的两次危急缺陷,指出该工程现场运用的数百个同型号产品均有类似故障的可能。对该型光隔电路进行电气分析和热分析,认为部分元件功耗偏大、布局集中、散热设计不合理是导致故障的根本原因。提出降低输入电流以减小功耗同时改善散热布置的改进方案。试验证明改进后的光隔端子运行可靠性显著提升,满足工程需求。

特高压固定串补MOV防爆能力提升方案

介绍了500kV沽源站串补MOV粉碎性炸裂的案例,通过分析炸裂的MOV解体情况,发现该型MOV防爆能力不足,当MOV电阻片发生击穿放电时,压力释放通道不通畅,导致瓷套粉碎性炸裂。指出该类型超、特高压MOV设备均有类似炸裂风险,提出在超、特高压MOV单元两端加装垫块和铝遮板的改进措施,并指出特高压MOV设备治理现场问题更为突出,以1 000kV特高压南阳站为例,分析特高压MOV设备治理现场遇到的困难,重点说明改造后MOV铝遮板与法兰间存在缝隙,提出现场解决措施及建议,对国内后续超、特高压类似设备的隐患治理具有借鉴意义。

特高压固定串补火花间隙拒触发事故分析及解决方案

当前超、特高压固定串补用火花间隙的试验及考核均以工频和倍频故障电流为主,基本未考虑故障电流含有直流分量的情况。分析了1000 kV特高压南阳站一起特高压固定串补用火花间隙拒触发事故,认为本次线路故障电流中直流分量幅值较大导致火花间隙触发控制回路中电压测量传感器磁饱和,导致火花间隙触发控制单元未能正确测量出串补过电压水平而拒触发。提出维持现状的南阳站现场临时解决办法。解决该问题的根本途径是提高火花间隙触发控制回路中电压测量传感器在直流电流下的抗饱和能力。根据对火花间隙触发控制回路中元器件的试验室研究结果,提出减小该电压传感器励磁电流、增大铁芯面积以及降低原边和副边匝数以提高传感器在直流电流下的抗饱和能力的解决方案。

1000kV交流输电系统串补站的雷电侵入波保护

1000kV交流输电系统特高压串补站的雷电侵入波保护是串补装置在特高压系统中应用必须解决的问题。为此,重点针对串补站耐雷性能开展计算分析,初步选择了串补站的主接线,确定了相关设备参数;建立了串补站在不同安装位置以及运行状态下的雷电侵入波计算模型;采用区间组合法计算串补站设备的雷击故障概率;对设置进线保护段和在站内布置避雷器两种措施的保护效果进行评估,提出了特高压串补站的雷电侵入波保护方案。计算结果可为确定串补装置的绝缘水平和防雷保护方案提供参考。