特高压线路采用HSGS限制潜供电流的研究

基于1 000 kV双端电源输电线路模型,利用EMTP仿真计算加装HSGS前后潜供电流的变化情况。研究表明,采用HSGS限制潜供电流的方法适用于较短的、不需要高抗补偿和换位的线路,一般要求200 km以内。HSGS的接地电阻对HSGS限制潜供电流效果的影响很大,应该小于0.5Ω。并分析了HSGS的接地电阻大于1.5Ω时,150 km线路两端的潜供电流比加装前大的现象。对不同长度的装有HSGS的线路分别仿真可知,线路越长,潜供电流和恢复电压的值越大。

HSGS下装设限流电阻的可行性研究

作为单极金属回线钳位点的换流站在运行过程中会出现站内地网分流的问题,对换流站内设备及人身安全产生影响。提出了采用高速接地开关(HSGS)下装设限流电阻的改造方案。对该方案在换流站实际运行中的应用可行性展开了研究。介绍了HSGS下装设限流电阻方案的限流原理,从理论上分析了该方案实施的可行性;在PSCAD软件中对该方案进行了部分故障状况的仿真分析,进一步验证该方案的可行性;经过现场实际调试,数据分析结果表明,该方案可在解决换流站地网分流问题的同时满足直流运行转换的需要。

实时三维探地雷达关键技术的设计与实现

为了提高市政道路检测水平,快速有效地解决市政道路塌陷灾害预警、市政管网分布查找等问题,设计研发了一款实时三维探地雷达。实时三维探地雷达基于FPGA&DSP架构,完成了多通道高速采集系统多个关键技术的设计与实现,丰富了道路检测领域的探测技术和方法。实时三维探地雷达天线采用五发六收模式的水平极化方式,实现了十通道雷达数据高速采集,通道间通过高速开关实现切换,所有通道以交互内插方式进行工作;雷达最大可支持扩展到32通道工作,用开关切换天线阵列,满足60 km/h(2cm道间隔)以上的探测速度。通过对空洞实验场和金属板实验场的实验数据进行对比,验证了最佳的天线极化方式设计,最终确定了天线的最优方案。实测结果表明,相比于通用的LTD-2600型雷达,实时三维探地雷达具有更高速的采集速度以及良好幅度与相位性能,有利于改进道路灾害的检测技术,具有较大的市场需求。

潜供电弧的仿真分析

介绍了超高压输电线路上产生潜供电弧的机理。基于电路原理得出恢复电压和潜供电流的数学表达式,运用MATLAB编程得到恢复电压和潜供电流的数值。通过SIMULINK组建模块,仿真整个电路,得到恢复电压和潜供电流的波形图和数值。分析快速接地开关抑制潜供电弧的机理,在线路上安装快速接地开关,选用电动弹簧操作机构来提高HSGS的关合速度,降低弧道上的潜供电流和恢复电压,减少了潜供电弧的熄灭时间,从而确保了单相自动重合闸的成功。

特高压交流输电线路潜供电弧的抑制措施

为限制潜供电流和恢复电压值从而使特高压输电线路发生瞬时性故障后单相自动重合闸能可靠重合,利用电磁暂态仿真程序ATP/EMTP,计算了在加装快速接地开关(high speed grounding switch,HSGS)和中性点小电抗2种方式下浙北—上海特高压交流同塔双回输电线路产生的潜供电流和恢复电压,并对计算结果进行了分析。结果表明这2种方法都能有效抑制潜供电流和恢复电压,但加装快速接地开关(HSGS)多用于输电线路不完全换位且短输电线路;中性点小电抗适用于全线均匀换位运行方式的输电线路;中性点小电抗的最佳取值为500mH。

特高压同塔双回线路潜供电弧抑制措施的比较

为研究中性点小电抗和高速接地开关(HSGS)两种方法抑制特高压同塔双回线路潜供电弧的异同,及其各自的适用条件和范围,阐述了我国特高压同塔双回线路的特点,对中性点小电抗和HSGS限制潜供电流和恢复电压的原理、特性分别进行了理论分析,并利用电磁暂态仿真软件EMTP对线路分别采用小电抗和HSGS后在多种运行工况下的潜供电流和恢复电压进行了模拟计算。根据研究结果并对其进行比较分析,提出小电抗和HSGS两者的适用条件差异较大,应用范围基本上是相互补充的;在限制同塔双回线路同名相或异名相故障潜供电流和恢复电压方面,HSGS的作用效果优于小电抗。

半波长交流输电线路的潜供电弧特性与单相自动重合闸

阐述了半波长交流输电线路的运行特性,给出了其沿线电压、电流的分布规律。通过建立简化的输电线路电磁耦合模型,给出了理想半波长交流输电线路的潜供电流及弧道恢复电压的表达式。研究了线路传输功率、人工调谐网络、线路长度等对潜供电流与恢复电压的影响,结果表明半波长交流输电线路潜供电流与恢复电压分布规律与常规线路截然不同。提出了基于快速接地开关的沿线非均匀优化配置方案,并仿真计算了潜供电弧的燃弧时间特性,给出了半波长交流输电线路的单相自动重合闸配合时序。

特高压线路潜供电流的仿真计算

建立了1 000 kV双端电源输电线路模型,利用EMTP仿真计算加装快速接地开关(HSGS)前后和加装带中性点小电抗的并联电抗器前后潜供电流的幅值,结果显示,加装带中性点小电抗的并联电抗器限制潜供电流的效果更优。分析了接地过渡电阻的取值和线路载流量对潜供电流的影响,结果表明两者对补偿前的潜供电流影响很小,对于加装HSGS后,线路载流量的影响依然很小,而接地过渡电阻的取值对潜供电流影响较大,潜供电流随接地过渡电阻增大而减小。分析显示,对于某特高压示范线路,HSGS的接地电阻选取小于1.5Ω时较合理,中性点小电抗取为150Ω左右时潜供电流和恢复电压出现最小值。对1 000 kV的长线和短线分别仿真,可知线路越长,潜供电流越大。

快速接地开关对交流特高压同塔双回输电线路潜供电弧的限制

以浙北—上海交流特高压同塔双回输电线路为例,计算了线路发生单相接地故障及双回同名故障后的潜供电流和恢复电压,分析了快速接地开关(high speed grounding switch,HSGS)对潜供电弧的限制效果,研究了HSGS的接地电阻对潜供电弧限制效果的影响。仿真结果表明:HSGS可以快速熄灭交流特高压同塔双回线路的潜供电弧,保证单相自动重合闸的成功率。

特高压半波长输电线路潜供电弧抑制措施研究

潜供电弧是发展特高压半波长输电技术面临解决的关键问题之一。文中首先采用分段法建立了基于分布参数的潜供电弧数学模型,分析快速接地开关(high speed grounding switch,HSGS)对半波长输电线路潜供电弧的抑制作用;其次,建立半波长输电线路电磁暂态模型,分析快速接地开关限制因素对抑制效果的影响;最后,给出了快速接地开关沿线非均匀配置方法,获得了较优的快速接地开关配置方法。研究表明:HSGS投入时间对潜供电流抑制效果影响不大,为保留足够的时间裕度,应取值150 ms。HSGS接地电阻对潜供电流抑制效果影响较大,应小于1.5Ω。半波长输电线路采用沿线非均匀9组HSGS的配置方法,可有效抑制其潜供电流。

750kV及特高压输电线路抑制潜供电弧的方法

为使单相自动重合闸在750kV及特高压输电线路瞬时性故障后可靠重合,必须限制潜供电流和恢复电压。基于一个750kV双端电源供电系统模型,对2种熄灭潜供电弧的方法──使用快速接地开关和并联电抗器中性点接小电抗,采用ATP仿真软件进行了潜供电流及恢复电压的计算,分析比较了2种方法的优缺点。依据仿真数据得出,并联电抗器中性点接小电抗的方法降低潜供电流及恢复电压的效果优于前者。同时针对特高压线路采用单相自动重合闸的优势,提出了并联电抗器中性点小电抗的正确取值范围,从而达到抑制谐振过电压、加速潜供电流熄灭,成功实现单相重合闸的目的。

快速接地开关熄灭同杆双回输电线路潜供电弧的研究

由于同杆双回线间较强的耦合作用,造成潜供电弧不易自熄,影响了单相自动重合闸的成功率,必须采取措施熄灭潜供电弧。在分析了各种熄弧措施的特点后,提出采用快速接地开关(HSGS)熄灭同杆双回线的潜供电弧。利用相模变换的方法和EMTP计算了采用HSGS后线路的潜供电流和恢复电压,结果表明HSGS用于同杆双回输电线路可显著减小故障相上的恢复电压和潜供电流,使潜供电弧可靠熄灭。

特高压半波长输电线路潜供电弧低压模拟实验研究

潜供电弧是半波长输电技术面临的关键问题之一,因此针对特高压半波长输电线路潜供电弧进行了低压物理模拟实验研究。通过分析半波长线路潜供电流与恢复电压特性,进行回路等效变换,获得满足等价性的低压模拟实验回路拓扑,通过实验获得了不同潜供电流值、恢复电压梯度等组合方案下潜供电弧的燃弧时间,并与常规输电线路的情况进行对比。比较了短路电弧与潜供电弧的电流、电压特征,并通过高速摄像仪获得潜供电弧的运动轨迹,分析了风速等因素对短路电弧与潜供电弧运动的影响机制。研究表明:当潜供电流值<150A,恢复电压梯度<3.9kV/m时,潜供电弧将快速自灭;当潜供电流值>240A,恢复电压梯度>7.0kV/m时,潜供电弧将会长时间燃弧;风力是影响潜供电弧运动与燃弧的关键因素。研究结果可为解决半波长输电技术的潜供电弧问题提供参考依据,同时对常规线路潜供电弧以及长间隙电弧研究具有借鉴价值。

快速接地开关在同杆双回输电线路中的应用

同杆双回线路的耦合使潜供电弧不易自熄 ,影响了单相自动重合闸的应用。解决办法是采用快速接地开关 (HSGS)熄灭潜供电弧。利用EMTP仿真计算某实际线路的结果表明 :采用HSGS后 ,大大减小了潜供电流和恢复电压 ,可有效熄灭潜供电弧 ,提高单相自动重合闸的成功率。

快速接地开关熄灭潜供电弧的研究

对快速接地开关 (HSGS)熄灭潜供电弧的机理进行了分析 .采用HSGS后 ,弧道中的潜供电流和灭弧后的恢复电压 ,都有不同程度的降低 ,缩短了潜供电弧的燃烧时间 ,进而确保单相自动重合闸的成功 .暂态网络分析仪 (TNA)实验和利用电磁暂态程序EMTP进行的仿真计算证明了上述论点 .

无载波脉冲探地雷达收发技术的研究

本文对无载波探地雷达的关键部件-收发技术进行了研究。首先分析了取样频率、取样门管参数对取样头性能的影响，设计了发射天线所需要的高速脉冲源和高速取样头以及收发双工开关，最后对取样过程的稳定问题进行了讨论。实验证明我们研制的取样头性能良好，它可以用在无载波探地雷达系统中作为信号采集器。

相间并联电抗器在超、特高压输电线路中的应用及谐振抑制

为了研究利用相间并联电抗器来抑制超、特高压线路中潜供电流和工频谐振的问题,由接在并联电抗器中性点上的小容量电抗器的有效功能已为实践所证明,文中指出了其补偿机理与配网中的消弧线圈相类似,其补偿功率只占被补偿的相间电容功率的1/10以下。在分析小电抗优点的同时,指出了它与无补偿线路中快速接地开关的共同缺陷:它们只在接地瞬间起到补偿效果,正常运行时则不起任何作用。提出直接采用相间并联电抗器,它既能抑制潜供电弧,本身又可成为并补装置的组成部分,特别是在双侧补偿时,可将它与中性点直接接地的电抗器分置线路两侧,可节省两个小电抗。此外,如需可控补偿,调节中性点接地的电抗器即可,而此两套电抗器本身也就自然形成两级可控补偿。如将中性点接地的电抗器分成两级,则在总体上形成三级可调,可望取代结构复杂、价格高昂和平滑调节的可控电抗器。最后分析了高补偿度下单相开断后的的谐振现象及其抑制方法。

50 kA/17.5 kV快速接地开关热稳定性分析

快速接地开关是一种关合短路电流的特殊接地开关。当短路电流流过快速接地开关动静触头时,会产生很强的热效应。针对检验快速接地开关在短路时能否可靠工作的目的,本文采用数值模拟的方法,运用Inventor和Ansys软件对50 k A/17.5 k V快速接地开关进行了热稳定性分析,得出在短路状态下,热效应产生的最高温度为173.68℃,未达到材料熔点,动静触头不会发生熔焊状态,能正常工作,本研究成果可提高快速接地开关设计的安全性。

特高压开关设备浅析

高压开关是电力系统控制、保护设备,其运行的好坏直接影响系统的安全。就特高压开关的特点和人们普遍关注的问题进行了分析之后,结合我国的实际情况,总结了我国特高压开关设备的特点和存在问题的改进方法。

半波长输电线路潜供电弧工频谐振作用机理及优化控制方案

半波长输电线路结构特殊,单相重合闸过程中潜供电弧产生机理中,除与常规线路一致的回路间耦合作用外,还存在一种工频谐振激发作用机理。具体地,在潜供电流阶段,当线路中部发生故障时,故障相存在与工频接近甚至相等的自振频率;在电弧熄灭后的恢复电压阶段,当故障点位于线路两侧端部时,故障相也存在与工频较为接近的自振频率。从而使得处于谐振位置故障点的潜供电流与恢复电压明显高于其它故障位置。基于该理论,综合考虑弧道电阻、传输功率、系统网络结构等诸多因素,深入研究了特高压半波长线路潜供电流和恢复电压稳态、暂态及分布特性,诠释了诸多不同于常规输电线路的独特属性。在此基础上,从破坏谐振条件角度,提出沿线快速接地开关（high speed grounding switch,HSGS）配置方法及故障点附近3组HSGS动作的策略;确定了特高压半波长线路沿线7组HSGS的控制方案,可满足1 s重合闸时间要求;从而完善了半波长输电线路潜供电弧理论,优化了HSGS控制方案。