配电网相电压不对称动态变化下的高阻接地故障辨识

配电网单相高阻接地故障与相电压不对称动态变化间具有相似的中性点位移电压波形,易引起接地保护的误判。为此,该文建立不对称导纳矢量模型,通过分析相电压不对称动态变化的原因,揭示非故障条件下中性点位移电压的变化机理。同时建立故障电路全响应模型,刻画中性点位移电压随过渡电阻的变化轨迹,研究高阻接地故障和不对称导纳动态变化时的位移电压稳态重合区域及暂态特征差异。在论证二者稳态特征存在混叠的同时,揭示暂态过程中故障初相角对中性点位移电压直流衰减分量的影响规律。采用经验小波变换提取中性点位移电压直流衰减分量和高频分量,并利用直流衰减分量辨识故障;对于特定故障初相角导致的直流分量无法检测场景,提出基于方差贡献率的重心频率分布特征判断方法辨识接地故障。仿真分析表明,该方法为5 kΩ及以下的高阻接地故障与不对称导纳动态变化提供了明显的区分特征,为单相接地故障的准确辨识提供了新思路。

孤岛运行燃气发电站供配电系统方案设计

结合非洲刚果(布)某油田伴生气接转站增压项目,分析孤岛运行燃气发电站供配电系统方案设计,对供配电系统,发电机中性点接地方式,大功率电机启动进行深入分析,对同类工程建设具有一定借鉴意义。

110kV及220kV系统变压器中性点经小电抗接地方式的研究及其应用

110kV及220kV变压器中性点经小电抗接地方式既可降低过电压又可限制单相短路电流,又可解决由变压器中性点绝缘所带来的不安全因素,文章指出接地电抗成套装置的妥善设计、性能良好电抗器的研制、接地电抗装置的智能化自动控制是实现该方式的三个关键技术,并给出了实现的具体方法。介绍了作者研制的110kV变压器中性点接地电抗装置在某变电站成功运行的情况,经过两次单相故障的考验证明了该接地方式的优越性。

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。

一种配电网高阻接地故障在线监测与辨识方法

中性点不接地系统的配电网高阻接地故障是一种多发故障,短路电流小,故障特征不明显,在线辨识困难,导致故障初期难以被发现,极易演化成严重故障。通过研究其单相接地的暂态过程,发现故障暂态电容电流会使故障线路零序电压有明显的高次谐波,经10k V配电网单相高阻接地后故障线路零序电压频谱分析仿真结果证明了这一点,因此可将其作为高阻接地故障在线辨识的特征谐波。为了确定该故障特征谐波的有效性,分别与其他故障类型和配电网突加突减负载时的零序电压进行了仿真对比分析,从而证实了该谐波可以有效区分其他情况产生的谐波。为了进一步探索高阻接地故障参数对故障特征谐波影响的规律,分别对不同故障接地电阻和不同故障相角时的线路零序电压暂态过程进行了仿真,结果表明,故障发生于相电压90°相角时,该故障特征谐波幅值最高,约为基波幅值的4%～9%,且幅值随故障电阻升高有规律的减小。该特征谐波特征明显,足以用于准确在线辨识高阻接地故障,从而为配电网在线故障辨识设备的研究提供了新的思路。

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。

共用接地极对云广与贵广Ⅱ回直流系统的影响

为节省占地面积和工程造价,利用南方电网技术研究中心现有的两系统PSCAD/EMTDC模型建模分析了共用接地极对直流输电系统运行的影响。根据直流系统中性点电压抬升分析共用接地极对直流系统稳态运行的影响;对比计算两系统共用接地极和单独接地极工况,分析了共用接地极对直流系统过电压、控制以及保护系统等各方面的影响;还分析了直流系统单极大地回路运行时,共用接地极上的入地直流对换流站变压器中性点电流的影响。

三峡大型发电机中性点接地电阻的合理选择

通过分析中性点接地电阻对定子绕组单相接地保护、重燃弧过电压以及接地故障电流的影响,认为适当地提高中性点接地电阻有助于提高外加20 Hz电源定子单相接地保护的灵敏度、有利于减小接地故障电流和中性点接地电流,且不会带来威胁发电机安全的过电压.结合三峡发电机的特点--定子绕组绝缘等级高、定子绕组对地电容大,认为中性点接地电阻取3～5倍的对地容抗值比较合适.

基于故障电阻测量的小电流接地系统保护方法

为解决小电流接地系统高阻接地故障检测的难题,分析了单相接地故障前后相电流变化特征:故障线路的故障相与非故障相电流变化量之差等于接地故障电流,非故障线路的故障相与非故障相电流变化量相等;并由故障相电压与故障电流之比计算出接地故障电阻,发明了基于接地故障电阻测量的高阻接地保护方法。EMTP仿真分析和动模实验测试结果表明,该保护方法能够保护各种高阻接地故障,具有较高的保护精度和可靠性,适合在配电自动化终端单元(FTU)上就地实现。

希尔伯特变换在配电网故障选线中的应用

为克服目前小电流接地系统单相故障发生在相电压过零点附近选线方法灵敏度低的缺点,提出了一种基于希尔伯特变换的综合选线判据。将零序电流进行小波包分解的同时,运用希尔伯特变换对分解结果进行瞬时频率分析,计算频带能比因子。将频带能比因子作为启动选线方法的条件,当高频分量多时比较小波高频能量,当低频分量多时比较直流分量能量,将两种方法进行有机综合可以构成完善的故障选线方案。仿真结果表明该方法有效、准确、且适用性强,不受系统结构和运行方式等的影响。

基于介质击穿原理的配电线路高阻接地故障精确建模

配电线路负荷率快速增加和电缆线路的广泛应用使得配电网中性点有效接地方式得到越来越多的应用。中性点有效接地配电线路受送电走廊、自然环境等因素影响,容易发生弧光高阻接地故障;此类故障电流幅值小,保护难以检测跳闸,很少能获取到现场录波数据;而人工接地试验成本高,难以频繁使用,因此挖掘有限的试验数据,实现弧光高阻接地模型的精确建模尤为重要。文中在详细分析基于热平衡原理的电弧模型机理的基础上,指出了该类模型不完全适用于开放空间,以及弱故障电流的高阻弧光接地故障。针对以上问题,文中基于固体介质电击穿原理,提出并建立了配电线路高阻接地故障点非线性电阻模型,理论分析及现场试验数据验证了模型的准确性;为后续的高阻接地故障检测算法研究奠定了理论基础。

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。

基于注入法的接地相辨识

传统的接地相判别方法是在忽略电网不对称的前提下进行判别的,当发生在一定范围内的高阻接地故障时,传统判据失效。针对这一局限性,提出了一种基于注入法的新型接地相判别方法,当电网发生单相接地故障时,向电网注入某一电流,用来消除电网不对称度,使电网中性点电压仅为由故障相引起的中性点位移电压,通过分析注入电流后的中性点电压的相位角,得出中性点电压相位角随过渡电阻的变化范围,可知不同相发生接地故障时中性点电压相位角随过渡电阻的变化范围也不相同。因此,可利用注入电流后的中性点电压的相位角的变化范围来实现故障相的辨识,尤其是高阻接地相判别,其可行性得到了仿真的验证。

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。

配电网中性点接地方式若干问题的探讨

对配电网采用什么接地方式,目前业界还没有完全形成共识。讨论了中性点接地方式与分类问题、接地方式对供电质量与人身安全的影响、小电流接地故障选线与定位以及利用瞬时性接地故障信息实现在线监测等问题,指出小电流接地方式能够减少50%以上的故障停电次数,小电阻接地方式在人身安全方面并没有优势,长期以来制约小电流接地故障选线技术的难题已经得到解决,因此,配电网优先考虑采用小电流接地方式,特别要杜绝将已经采用小电流接地的架空网络或架空线路与电缆混合网络改为小电阻接地方式。

超高压可控电抗器抑制潜供电流研究

笔者阐述了抑制潜供电流的意义和国内外的研究现状。针对潜供电流产生的机理及抑制措施进行了详细分析,介绍了可控电抗器的结构和基本工作原理,列出了四射线补偿方法下并联电抗器中性点小电抗器的计算公式,并建立了三峡右岸-江陵500 kV输电线路和可控电抗器模型,仿真研究了用可控电抗器取代常规并联电抗器后抑制潜供电流的效果。仿真结果表明,超高压可控电抗器能有效地抑制潜供电流。

大型发电机中性点采用高阻抗配电变压器接地的配置方法

大型发电机定子绕组对地电容较大,发生定子单相接地故障时电容电流也较大,采用中性点经配电变压器接地方式,能起到对过大故障电流限制的作用。采用高阻抗变压器作为中性点接地变压器的配置方法,利用变压器内在电抗生成的电感性电流,对故障电容电流进行部分补偿,在满足抑制故障暂态过电压要求的同时,将接地故障电流限制在允许范围内,解决了配置大型发电机中性点接地装置中常见的接地故障电流过大问题。

贯通线全电缆线路中性点接地方式的选择

研究目的:长期以来我国普速铁路10kV贯通线采用架空方式为主、电缆线路为辅,10kV贯通线中性点采用不接地系统。高速铁路10kV贯通线大量使用电缆线路,长距离电缆线路的对地电容电流远大于架空线路,且10kV贯通线电缆线路与通信信号电缆长距离接近平行敷设,应对系统中性点接地方式进行综合研究,提出适合我国高速铁路10kV贯通线全电缆线路特点的中性点接地方式,以指导工程设计。研究结论:经调压器供电的10kV贯通线全电缆线路中性点宜采用低电阻接地,当调压器容量为250kVA及以下时,中性点可采用直接接地;低电阻接地的电阻值宜按单相接地电流小于400A、接地故障瞬时跳闸方式选择;变配电所接地网电阻值宜按R≤1Ω设计。

高压柴油发电机中性点接地方式研究

综述了10 kV柴油发电机组中性点接地的各种方式,对10 kV柴油发电机组中性点接地电阻值、单相接地故障的短路电流值和保护定值进行了计算,并结合上海中心项目提出10 kV柴油发电机组运行策略,以供其他类似项目参考。

船舶电力系统中性点接地方式研究

本文对船舶中压电力系统的中性点接地问题作了一些探讨。经过对各种接地方式的比较,综合考虑了各方面的因素之后,选择了高阻接地这一适合于船舶电力系统的接地方式。并对接地阻值的选取方法作了一定的研究,得到了一种计算阻值的比较可靠的方法。