Key Techniques of High-voltage and Large-capacity Series Hybrid Active Power Filters

基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器（active power filter,APF）应用于高电压、大容量的谐波抑制场合时,受变压器励磁支路谐波电压的影响,逆变器不能等效为基波电流源,其输出电流将含有大量的谐波,从而影响滤波效果。以逆变器为核心,推导出在励磁支路谐波压降影响下的串联变压器的谐波等效阻抗。并以此为基础,从理论上分析励磁电感和变比对串联变压器谐波等效阻抗和APF滤波效果的影响。仿真结果验证了理论分析的正确性。最后,针对广东某厂10kV、1MVA电力负荷,研制一套基于基波磁通补偿的串联混合型有源滤波器工程样机,取得非常好的滤波效果。

考虑CVT输出特性的换流变剩磁测算方法

特高压换流变空载合闸时,其剩磁会改变铁心磁通的大小和方向,极易造成严重的励磁涌流,导致换流变无法正常投入运行。针对换流变剩磁测算,分析电容式电压互感器(CVT)输出数据存在误差是由系统频率变化引起的,根据误差式进行校正并基于电压积分法给出考虑CVT输出特性的换流变剩磁测算方法。在PSCAD/EMTDC中搭建相关仿真模型,对Y、D桥换流变的电压正向、负向峰值处分别进行分闸实验,并根据所提测算方法确定换流变剩磁。利用校正前、校正后以及监测的换流变剩磁完成选相合闸对比实验,实验结果表明所提方法能够有效测算换流变剩磁,为励磁涌流抑制手段提供参考依据。

一起220 kV CVT额定输出容量校核异常的处理分析

针对发现的一起220 kV电容式电压互感器(CVT)额定输出容量30 VA与设计值50 VA不一致的问题,介绍了问题发生情况及产生原因。基于CVT的误差理论,得出准确度和温升指标与CVT的额定输出容量强相关的结论,并通过准确度试验、型式试验两者相结合来校核CVT额定输出容量。逐台进行了准确度试验,对30 VA规格的CVT按照50 VA开展了产品型式试验,重点关注温升、准确度试验,试验结果表明:30 VA规格的CVT符合50 VA额定输出容量的要求。最后更新了CVT铭牌的额定输出容量参数,投运后运行正常。本文为CVT额定容量校核提供了一种解决方法。

基于电压差值变化量的CVT在线监测方法研究

近年来,利用调度自动化系统中CVT电压数据进行CVT在线监测的研究逐渐增多,在实践中也取得了不少成果,但由于CVT采样误差的原因,直接利用电压对比的方法进行监测会产生大量的误告警,需要大量的人工介入进一步甄别。文章利用CVT电压差值进行在线监测,可进一步提高监测报警的准确性,减少人工确认工作量。

利用CVT捕捉电压行波实现故障测距的分析与实践

对两次葛岗线单相接地故障实测电容式电压互感器(CVT)二次侧电压数据进行小波分析处理,精确捕捉到初始电压行波波头,并采用双端行波测距原理准确定位接地故障点,最大绝对误差不超过300 m,结合CVT高频等值模型,探讨了CVT二次侧电压测距的可行性。文中还讨论了CVT的频率和暂态特性,重点分析了CVT中间变压器一、二次之间杂散电容对CVT暂态响应的影响,对比实测和仿真波形及其小波变换,说明借助于高速采集的CVT二次电压,能有效捕捉故障初始行波到达时刻,从而实现故障测距的目的。

基于500kV CVT内置低压电容C_3的暂态过电压在线监测

为保证电网安全、稳定和可靠运行,对系统暂态过电压进行监测研究,从而采取相关措施解决其危害是具有重要意义的。文中基于500 kV电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)对电网暂态过电压在线监测技术进行了系统研究。采取改造CVT即内置串联低压电容C3形成可靠的耦合分压装置、雷电和操作冲击试验及分析结果表明,其性能满足电网暂态监测要求。基于该分压装置研制了一套智能型暂态过电压监测系统,在实验室通过了相关性能测试,主要为开关动作的单分、单合、重合闸、分合分以及工频电压耦合操作冲击模拟试验电压波形记录。在上述基础上,结合华东电网"瓶窑500 kV变电站配串调整工程"进行了现场安装和立屏,就窑阳5438线启动调试进行了录波。最后对后期运行监测获取的电网暂态过电压典型波形进行了示例,进一步说明该在线监测技术及系统在现场长期应用的可行性和可靠性。

基于CVT二次信号的实用化行波定位方法

根据行波定位的技术要求和电容式电压互感器(CVT)的高频信号传变特点,通过仿真计算,分析了利用CVT的二次信号进行行波定位的可行性。结合工程应用实际,提出了自适应门槛消噪、不同电压综合判断和采样坏值处理等实用化处理方法,以提高电压行波波头检测的可靠性和准确性。最后,通过数字仿真数据和运行现场的实测数据,对所提出的实用化方法进行了验证。

特高压CVT的选型对运行可靠性的影响

随着电压等级的提高,电容分压器节数增多,受运行条件的影响也加大,选型对保证1000kVCVT的正常工作至关重要。选型不当,可加剧CVT受运行条件的影响,甚至不能正常运行。为避免此情况,需选用的CVT电容分压器阻抗比对运行条件不敏感,特别是分压器低压臂阻抗受运行条件的影响要小。基于这点,分析1000kV分体式CVT和一体式CVT在运行中受运行条件的影响大小是十分必要的,否则,将给1000kVCVT的正常运行带来十分不利的影响。

CVT一次隔离开关操作对变压器过励磁保护影响的研究

电容式电压互感器(CVT Capacitor Voltage Transformer)含有电容和非线性电感元件,当一次隔离开关操作时可能引起二次电压异常,影响变电站继电保护装置的正常运行,甚至引起主变过励磁保护误动作。运用ATP建立CVT及其所运行的变电站的等值电路模型,仿真计算一次侧隔离开关操作过程中CVT二次电压情况。比较影响二次侧电压的主要因素,分析在CVT一次侧隔离开关操作过程中主变过励磁保护误动作的原因。正常操作不会引起主变过励磁保护误动作。

一起500 kV CVT二次电压异常分析及预防

电容式电压互感器(CVT)二次电压异常多因电容元件击穿、绕组短路等因素引起。本文基于一起实际的500 kV电容式电压互感器二次电压偏低异常,根据相关分析,发现此产品的电容元件串联时采用插入铜质引线片的方式,使得引出片与铝箔极板连接处成为薄弱点,均匀的极板结构若发生细微改变,如插接时工艺控制不严或有毛刺,这会导致局部场强集中极易发生击穿。通过本次二次电压异常偏低缺陷,运行单位要加强监测,并建议制造厂家进一步改善引出线结构,加强工艺管控,以预防类似现象的发生,保证电力系统稳定运行。

利用CVT二次信号的频域行波故障测距方法

当输入信号为电容式电压互感器(CVT)二次信号时,现有的时域行波故障测距方法的计算结果不准确。提出从频域上进行故障距离计算的解决方法,分析了CVT的暂态响应特性及其对故障行波频谱的影响,推导了采用故障行波频率主成分计算故障距离的公式。对单相高阻接地故障下的行波频谱进行了专门讨论,并研究了利用多信号分类(MUSIC)算法等谱估计方法精确提取频率主成分的可行性。

某智能变电站220kV CVT分频谐振分析

电容式电压互感器(CVT)在电力系统得到广泛应用,但当电力系统发生冲击或故障时,由于CVT中含有电容及电感类的储能元件,可能会发生铁磁谐振现象。某智能变电站220 kV新设备在送电过程中CVT二次电压出现长时间波动,经分析认为CVT出现了能长时间自保持的分频谐振。通过对其产生原因的分析,提出了改进措施,并经现场证明有效,这为防范此类CVT的分频铁磁谐振提供了新的方法。

基于MATLAB/SIMULINK的CVT铁磁谐振过程的仿真研究

利用MATLAB中的电气系统模块库POWER-SYSTEMBLOCKSET(PSB)建立了CVT的铁磁谐振过程仿真模型,仿真分析了二次侧短路以及消除该短路激励情况下的CVT铁磁谐振过程。仿真结果表明,不同的短路时刻和消除短路的时刻对CVT的铁磁谐振有不同的影响,甚至还出现了持续的振荡过程,对设备的绝缘和系统的稳定运行造成不良后果。

基于迭加原理的CVT暂态特性校正新方法

高压和超高压电力系统中广泛使用电容式电压互感器(CVT),但在电网短路时其暂态特性较差,变换误差很大。本文首次提出了一种基于迭加原理和CVT数字模型对其暂态特性进行校正的新方法,可在电网故障时为高压电网快速保护和测距装置提供准确的电压信号。文中给出的数字仿真结果,证明了本方法的有效性。

1000kV电压互感器选型及罐式CVT的研制

为满足后续特高压交流工程建设需求,对1 000kV特高压交流工程电压互感器的选型进行了研究,并开展了1 000kV罐式电容式电压互感器(罐式CVT)的研制。同时分析了我国1 000kV特高压交流工程用电压互感器选型所考虑的因素,着重介绍了1 000kV特高压交流工程气体绝缘变电站(GIS)用罐式CVT所具有的特点及试验情况。研制的罐式CVT的耦合电容分压器及电磁单元均为SF6气体绝缘结构,其中高压臂电容为2个金属同轴电极结构,耦合电容分压器额定电容量仅有500pF甚至300pF,二次输出可以满足30VA或10VA的容量要求。该罐式CVT样机已顺利通过例行试验,型式试验及特殊试验。最后对试验中的主要试验项目进行了分析,表明罐式CVT在绝缘性能、误差性能、铁磁谐振性能及暂态响应性能等方面都符合特高压GIS用电压互感器的技术要求。

一起500kV CVT故障导致故障录波失真问题仿真分析

通过对CVT事故类别进行分析发现,包括电容器部分损坏、电磁单元短路、铁磁谐振等的CVT主要故障均可以一定程度通过二次电压变化得以体现,因此有必要结合日常生产工作中发现的各类互感器故障,深入研究CVT暂态故障发展过程中波形变化规律,将暂态电压波形特征量作为CVT运行状态监测和缺陷辨识依据,及时发现CVT缺陷保证系统安全稳定运行。本文结合一起500 kV CVT缺陷导致故障录波电压多次发生2倍以上异常升高,最终引起CVT二次电压消失案例,通过解体对故障原因进行了深入分析,运用仿真计算对录波波形进行了复现,从而明确了暂态波形特征量及其对应的缺陷类型,得出结论可为互感器运行状态监测及缺陷原因的判断提供依据。

一起110kV CVT红外异常的诊断分析

针对一起110 kV电容式电压互感器(CVT)电磁单元盖板发热异常故障,结合CVT二次电压变化情况,通过对其进行绝缘电阻测试、介损及电容测试、局部放电等试验分析诊断故障原因,并解体验证诊断结果的准确性,为CVT故障诊断和运行维护提供了科学依据,并对CVT的运行维护提出建议。

一起220kV CVT二次电压偏高的分析处理

详细分析了一起CVT二次电压偏高故障的原因。结果表明,由于中压电容C22末端引出线未采用接线鼻子,而是通过铜绞线缠绕并锡焊处理。连接时,由于生产厂家工艺控制不严,末端引出线接线端部有缺陷。长期运行过程中,缺陷逐步扩大最终形成放电,破坏了油室之间的密封结构,造成高压电容C12上部电容元件由于缺油而击穿,引起二次电压升高。最后结合系统运行情况提出了相应的预防措施。

某500kV CVT的故障原因诊断及分析

针对一起由500 kV电容式电压互感器(CVT)的A相二次电压异常不稳定升高引起保护动作的故障,通过对该CVT的A相进行诊断试验发现,其上节耦合电容器的介损、绝缘电阻及电容值均严重不合格,初步分析是上节耦合电容器密封盖密封不严导致受潮,形成内部部分绝缘贯穿性放电通道,使得部分电容器元件被击穿或短接。通过吊芯检查证实了上部密封盖密封不严导致此CVT在一年的运行中逐渐受潮,电容器心子上有部分电容器元件被击穿或短接的放电痕迹。分析指出,部分电容器元件的被击穿或短接造成了分压比的变化,从而导致二次电压的升高,引起保护动作。

基于CVT电容元件击穿的事故分析计算

针对电容式电压互感器(CVT)因电容元件击穿引起的设备故障问题,结合返厂解体情况,通过对故障电容式电压互感器进行试验,依据试验数据、电容单元数量和电容量进行理论计算,研究得出监测电容式电压互感器二次电压波动的取值范围,并提出运维策略,以进一步提高通过监测二次电压发现电容式电压互感器故障的几率。