基于电流的静止无功补偿装置电容器过电压保护

针对串联电抗器的静止无功补偿装置中电容器两端未安装电压互感器导致不能精准实现电容器过电压保护的问题,提出了一种基于电流的并联电容器谐波过电压保护方法。首先,采集电容器两端的电流,利用傅里叶算法计算各次谐波电流;其次,推导电容器基波、谐波电流与电压的关系,依据所推导公式计算电容器两端各次谐波电压;最后,通过仿真软件对文中推导公式进行验证,并阐述了继电保护装置实现电容器谐波过电压保护的方法。结果证明该方法理论推导与实际仿真结果相符,提高了电容器过电压保护可靠性。

500 kV变电站母线TV铁磁谐振现象研究

由于近些年电网改扩建工程大量开展,复杂的电网运行方式导致系统产生铁磁谐振的情况大幅度增加。首先对电磁式TV产生铁磁谐振的基本原理进行论述,并结合盛京变电站在线路投运过程中,500 kVⅡ母线TV发生铁磁谐振现象案例进行分析,得出开关端口电容和GIS母线对地电容,以及TV非线性电感形成LC震荡电路回路是产生该谐振现象的主要原因,提出T型区域是谐振高发区,采用拉开相关隔离开关以及对TV追加饱和电抗的方式来抑制铁磁谐振的产生。

220 kV变电站无功补偿优化计算研究

针对220 kV变电站高峰负荷和低谷负荷期间功率因数越限和无功倒送问题,提出一种220 kV变电站无功补偿优化计算方法。建立了变电站功率因数诊断模型,对220 kV变电站运行数据进行功率因数诊断评估,筛选得到不合格的运行数据,然后构建容性无功优化和感性无功优化模型,对高峰负荷和低谷负荷时间段的不合格运行数据进行无功补偿容量计算。采用容性/感性功率因数检验模型对无功补偿容量计算值进行检验计算,得到了最优的无功补偿配置方案。该方法简单易用、计算速度快,精度高,有效解决现有变电站无功设备配置不合理的技术问题。

35 kV电容器组串联电抗器的异常分析及改进

传统的并联电容器具有操作简便、成本低廉的优点,但如果容量选择不正确,可能导致电网中的谐波被过度放大,威胁电网的安全性,因此,电容器串联电抗器非常重要。本文介绍如何通过调整串联电抗器的电抗率来有效抑制谐波,以解决实际工程中电抗率因选择不当而导致的异响问题。

10 kV补偿电容器电压不平衡导致保护跳闸的原因分析

介绍了邯宝能源中心原料变电站10 kV新投运电容器的运行方式、保护配置情况,通过1#电容器035开关不平衡电压保护跳闸分析,找出了原料站新投运电容器不平衡电压跳闸的原因——电抗器电抗率选择不合适,不能够抑制3次谐波;以及电容器在安装时容量没有均衡分配,导致电容器出现过电压而击穿一个电容器,进而形成三相电压不平衡。针对以上问题提出了解决方案,后期运行良好,没有出现相同的故障。

无功补偿技术在电力自动化中的应用

阐述可控饱和电抗器、真空断路器投切电容器、固定滤波器是电力系统的智能无功补偿技术,分析该技术在电力自动化中的应用现状和优化方法,提出创新应用的思路。

0.4 kV小型水电站发电机中性线电流过大分析及处理

部分0.4 kV小型水电站发电机中性点直接接地,会导致中性线电流过大,机组发热,效率降低等现象。文中论述了0.4 kV小型水电站发电机中性线电流过大的主要原因,中性点接地电流过大的危害和解决办法。通过对单相接地时故障电容电流的分析计算,判断改造的可行性,结合朱树桥电站工程实例,给出了中性线的电压和电流计算方法,确定了选用接地电抗器的选型参数。本处理方案既抑制了发电机中性线电流,又符合继电保护的要求,达到了保障机组安全运行的目的,为小型水电站发电机中性点接地方式设计和改造提供参考依据。

变压器直流偏磁对无功补偿电容器的影响

针对变压器发生直流偏磁时无功补偿电容器电流谐波过大的现象,基于Jiles-Atherton模型,在MAT-LAB平台下,建立了变压器直流偏磁仿真模型,仿真结果与实测数据符合很好。计算了不同直流偏磁电流条件下的电容器谐波电流,结果表明各次谐波随直流电流增加而近似呈线性增加,各电容器组之间发生4次谐波放大现象,容易造成电容器电流总有效值过大。通过增大串联电抗值来增加串联电抗率,可以避免4次谐波放大,增强无功补偿电容器组的直流偏磁承受能力。

配电网无功补偿电容器组串联电抗器的选择

为合理选取无功补偿电容器组串联电抗器的电抗率 ,使电容器组安全经济地运行 ,结合电路分析与ATP—EMTP程序仿真计算研究了电抗率对电容器组上合闸过电流、分闸过电流、高次谐波过电流以及合闸过电压、重燃过电压等的影响 ,得到电抗率大小与上述各种过电压。

500kV母线串联电抗器对瞬态恢复过电压的影响及限制措施

采用母线串联电抗器可以有效地限制500 kV系统的短路电流,但同时会对断路器的瞬态恢复过电压产生一定的影响。笔者以荆门500 kV母线串联电抗器工程项目为背景,利用电磁仿真软件EMTP-ATP研究了在不同故障情况下串联电抗器对断路器瞬态恢复过电压的影响。仿真结果表明,串联电抗器的引入,使得断路器瞬态恢复过电压的陡度远超过标准规定值,在串联电抗器上并联0.1μF以上的电容时,可以将断路器瞬态恢复过电压的陡度限制到标准规定值以内。

无功补偿电容器组串联电抗器的参数匹配

串联电抗器是无功补偿电容器中重要的组成部分,串抗率选择不当,可能会使电容器组与系统发生谐振,影响设备的安全和系统的稳定。通过对某一变电站进行电力电容器投切试验和现场测试,得出无功补偿电容器组串联电抗器的参数不匹配是引起该案例中电容器熔丝群爆的直接原因。提出在有限流电抗器的情况下,电容器的设计除了选择合适的串抗率外,还应考虑电容器组等效串抗率,并结合现场实际情况,给出了相应的解决措施。同时分析了电容器组在不同串抗率的情况下,并联补偿支路各次谐波的情况。

逆变器母线电容及直流电抗器参数计算

在实现一种解析法计算逆变器母线电容、直流电抗器参数方法的过程中,综合考虑了纹波电流、直流母线电容寿命及直流母线电容和直流电抗器之间的相互影响。给出了母线电容器及直流电抗器的设计方案及电容的容值、损耗、纹波电流、中心平均温度、寿命、连接方式,电抗器的电感值、纹波电流、损耗、尺寸等具体参数。在此基础之上,设计了一款变频调速系统,将计算值、经验值及实验值三者进行比较,计算值在保证输出的前提下,使逆变器体积缩小。肯定了解析法的精度,验证了该方法的正确性与可行性。

柔性直流输电系统运行机理分析及主回路相关参数设计

分别从交流侧和直流侧分析柔性直流输电系统中电压源换流器的运行特性,并从稳态和瞬态角度分析直流电流和直流电压的数学表达。在此基础上,从3个方面对柔性直流输电系统主回路中的换流电抗器参数进行设计;考虑到交流系统三相不平衡时的直流电压波动,设计了直流侧电容器的参数。最后基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC按所设计的参数对柔性直流输电系统进行了仿真分析,仿真结果表明该设计方法是合理可行的。

变压器式可控电抗器在线状态的控制方案

针对目前广泛采用的变压器式可控电抗器控制方案对电抗器本体参数的依赖较大以及未考虑如何有效控制逆变器直流侧电容电压这两个问题,提出了一种新型控制方案。该方案采用了基波分量的提取算法,通过对原边基波电压和基波电流的在线检测,实时、准确地测量当前状态下电抗器的电抗值。该控制方案根据当前状态电抗器的电抗值控制副边绕组电流的幅值,根据逆变器直流侧的电容电压和电抗器原边绕组电压的相位控制副边电流相位,不依赖于电抗器本体的参数。实验结果表明该方案不仅能有效、精确地控制电抗器的电抗值,同时还能有效地控制其逆变器直流侧的电容电压,为电抗器的高性能运行提供了条件;仿真证明该方案的正确性和有效性。

1000kV交流特高压试验示范工程变电站110kV侧电容器组串抗率分析

基于2008年特高压试验示范工程网架,预测特高压荆门和晋东南变电站500kV侧的背景谐波,并考虑500kV侧可控高抗的谐波特性,研究特高压主变压器110kV侧并联电容器串联电抗率对背景谐波的影响,给出特高压试验示范工程中低压电容器组串联电抗率的建议值。

多站点无功补偿装置的多目标协调控制

针对目前500 kV变电站中无功补偿装置所采用的单独补偿控制方式,提出一种多目标协调控制方式来克服无功补偿装置缺乏协调且损耗较大的不足。该方法将变电站内低容/低抗装置纳入SVC的控制体系,并考虑站与站之间无功补偿装置的相互影响,以节点电压偏差和无功补偿装置总损耗最小为目标建立多目标无功协调控制模型。根据无功协调控制中变量敏感度不同、局部搜索能力不足的特点,将控制变量划分为敏感变量和非敏感变量,采用具有二级搜索的改进NSGA-II算法求取其Pareto最优解集。对南方电网中电压耦合较强的2个变电站在3种不同负荷水平下进行无功协调控制仿真,结果表明优化结果能够根据控制需要为决策者提供多种最优的协调控制策略。与常规NSGA-II算法和法线边界交叉算法的对比,表明改进NSGA-II算法得到的Pareto解集具有更优的收敛曲线及分布性。

某变电站10kV并联电容器故障分析及对策

针对某变电站10kV侧并联电容器组出现频繁损坏的现象,通过电容器的投切试验和变电站谐波水平测试,绘制出背景谐波电压含有率与谐波危害系数之间的关系曲线,得出电容器组损坏的直接原因是无功补偿电容器组与所串联电抗器参数不匹配而引起3次谐波放大和产生过电流,并通过仿真实验进行验证。结合该变电站现场实际情况,提出以选择电抗率为12%的电容器组来解决该问题。

高压大容量静止同步补偿器的优化节能运行

为了实现高压大容量静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的节能运行,以南方电网35kV/±200MVA链式STATCOM为研究背景,从STATCOM的器件选择、控制方式、控制策略等多方面进行了讨论。对比了IGBT、IGCT和IEGT等功率开关器件的开通损耗、关断损耗和驱动功率,提出从节能角度采用IEGT更适合目标系统。分析了硬开关PWM逆变器的缺点,提出在链式STATCOM的PWM控制方式逆变器中采取辅助谐振软开关拓扑结构,可减少损耗,应对逆变器载波频率、无功波形质量和装置损耗之间的矛盾。考虑到目标STATCOM的并联连接方式,基于对现场运行数据的分析,建立了多台STATCOM并联运行的节能优化数学模型,可用于制订节能运行策略。基于对广东电网暂态无功需求的分析,提出STATCOM与传统的电容/电抗器无功补偿设备配合控制策略:STATCOM优先动作,需要补偿的稳定容量达到设定限值后,转投/切电容器或电抗器。仿真结果与现场测试数据表明,采用以上节能方式,可降低约30%的STATCOM损耗。

换流站交流滤波场噪声分布特性分析

随着高压直流输电的快速发展,换流站交流滤波场的噪声问题也日渐突出。本文针对国家电网某换流站750 kV BP11/BP13交流滤波场进行了噪声和振动测量,总结分析了噪声的频谱特性,探究了各频率噪声的主要来源,并对空间分布特性进行了讨论,发现交流滤波场的噪声分布不具有对称性,并且随着噪声频率升高声场的干涉现象也逐渐突出。

500kV电容式电压互感器暂态特性仿真

电容式电压互感器(CVT)作为电力系统一次侧输入电压的传感设备已得到广泛运用,其性能好坏会直接影响到继电保护、故障测距、监控等二次侧设备的正常工作。当系统发生故障时,由于CVT中含有电容及电感类的储能元件,因此其二次侧输出电压不能跟踪一次侧输入电压的变化,暂态过程可能延续数十ms,从而造成快速保护动作延迟,甚至出现不正确动作。为此,结合500kV电压等级的CVT实际参数值在Matlab/Simulink中搭建了该电压等级CVT的仿真模型,比较详细地研究了其暂态特性,分析了不同因素对暂态过程的影响,并基于仿真数据分析了暂态过程的变化规律。仿真结果表明不同故障时刻、不同电路参数时的暂态过程有很大的差异。该仿真结果对于设计实际产品、优化产品性能具有很大的实用价值。