The Research of Voltage Sag and Power Frequency Overvoltage on 110kV Resistance Grounding System

This paper researches the voltage transfer characteristics when one-phase ground fault occurred in the resistance grounding system, by using the theory of the asymmetric variable characteristics and the sequence network analysis of the -11 transformer, and concludes the scope of voltage sag and swell and the degree of power frequency overvoltage and their influencing factors in the 110 kV resistance grounding system. Accordingly this paper puts forward the resistance choosing principle: the resistance grounding coefficient must be equal to or greater than 10. So it can not only wipe out the voltage sag and voltage swell but also make sure the overvoltage is limited to electrical equipment allowing range. The method mentioned above is verified by simulation results of a 110 kV power system in ATP.

Fault diagnosis in neutral point indirectly grounded system basedon information fusion

In neutral point indirectly grounded systems, phase-to-ground fault is putting new demands on fault diagnosis technology. Information fusion is applied to detect the phase-to-ground fault, which integrates several sources of information, including line current, line voltage, zero sequence current and voltage, and quintic harmonic wave component. This method is testified through the simulation of Matlab. Simulation results show that the precision and reliability of the detection has been greatly increased.

配电网间歇性重燃电弧模型的建立与断续弧光接地故障特征分析研究

电弧间歇性重燃是配电网单相接地故障最显著的特征。现有的电弧模型甚少考虑电弧间歇性重燃特性,导致无法精确描述断续弧光接地特征,进而影响继电保护动作。为此,论文提出一种间歇性重燃电弧模型的建立方法,并在此基础上对断续弧光接地故障特征进行了分析。弧道阻抗的随机变化是电弧间歇性重燃的重要标志,故论文重点围绕弧道阻抗变化的随机性和重燃时间间隔的随机性开展间歇性重燃电弧模型的研究。黑盒电弧模型中,Cassie-Mayr联合模型能完整的描述电弧电流从大电流到小电流的变化过程,但存在从大电流变化为小电流的判据模糊,转换过程突变的问题。为此,论文通过引入连续过渡函数解决上述问题。同时,为描述弧道电阻的变化特性,利用Fermi函数对联合模型中Mayr模型和Cassie模型进行权重分配。以改进的Cassie-Mayr单次燃弧模型为基础,根据工频熄弧理论,通过设置燃弧时间长短表征间歇性重燃的随机性,从而建立了间歇性重燃电弧模型。利用该模型,对典型10kV配电网单辐射型网架结构的接地故障进行模拟仿真,采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)和小波包分析提取了不同条件下故障电压、电流、高次谐波、零序分量以及频率分布等故障特征。研究结果表明:改进后Cassie-Mayr联合模型不但解决了电弧电流从大电流到小电流的转换突变问题,且不同模型权重占比的分配更能准确地表征实际燃弧弧道阻抗变化的随机性;通过设置电弧燃弧时间长短,准确地描述间歇性重燃的随机性;电弧断续时刻为非整数周期下的过电压、过电流幅值高于整数周期;电缆线路增大了故障线路电流,过电流可达3.81~7.20pu,不利于熄弧;大电流系统故障相零序电流主频在0~400Hz,小电流系统故障相零序电流主频在1200~1600Hz。

电力系统中非对称接地和断线故障分析

将对称分量法应用到中性点不接地电网非对称故障分析中,用于计算电网各位置的故障后电流和电压,并首次应用零序序网图解释中性点偏移的物理含义。然后本文系统介绍了中性点接地和不接地电网非对称故障中负序和零序分量的分布问题,最后对接地短路和断线故障进行了对比分析。

220kV变压器中压侧中性点经小电抗接地的运行分析

北京电网分区运行,其中枢纽站的接地方式关系整个电网运行,K分区中的A变电站采用220 kV变压器中压侧中性点经小电抗接地的运行方式。分析了该分区的主变中性点接地情况、A变电站的等值网络,同时计算了A变电站的短路容量、不同主变并列运行时的单相短路电流,计算表明,中性点经小电抗接地后可降低其单相短路电流,满足设备热稳定性要求。同时提出中性点小电抗投运后对现场运行、倒闸操作的要求。

油田配电网中性点接地方式的优化及认识

配电网系统是油田生产的动力系统,配电网的经济、安全运行,直接关系到油田的产量及生产成本。配电网中性点接地方式的选择决定了配电网的经济性和可行性。目前油田配电网主要采用中性点不接地的方式,随着油田电网规模逐渐扩大,该方式已逐渐暴露出易断电、检修速度慢的缺点。通过分析原有中性点接地方式在生产运行中存在的问题,探讨现场试运行配电网中性点经消弧线圈并联电阻接地的优势及在油田应用的可行性。试验表明,该接地方式可为油田提供更加安全、可靠的配电系统,可实现提高油田生产时率、降低运行成本、减轻劳动强度的目的,具有良好的推广应用前景。

矿山供电系统单相接地故障区段定位方法

中性点非有效接地的矿山高压供电系统发生单相接地故障后,故障暂态过程交叉干扰严重,故障信号呈现出很强的非线性、非平稳性、高时变性和复杂性,故障定位难度很大。针对此难题,提出了一种基于分布散度的故障区段定位方法。首先,通过等效电路分析了故障特性,研究并采用Choi-Williams分布(Choi-Williams Distribution,CWD)时频能量谱克服故障信号中多频率成分交叉干扰。然后,采用改进KL散度表征故障区段上下游信号时频分布差异,处理上下游信号CWD时频能量谱中重叠部分,消除故障区段上下游信号相似成分的不利影响。在此基础上,借助零序电流信号CWD-KL散度构建了故障定位判据。最后,仿真测试与对比分析验证了所提方法的有效性与优越性。

新能源系统中性点设备的选型计算分析

阐述选择电力网中性点接地方式是一个综合性问题。分析单相接地电容电流计算、中性点设备选型计算。尽管接地故障电流选择1 300A,但测算得出跨步电压和接触电压能满足规程规范要求。

配电网相电源馈入中性点的接地故障相主动降压消弧新原理

针对配电网接地故障转移技术无法灵活调控系统零序电压,及基于电力电子器件的有源消弧技术精确控制实现复杂、实施条件较严苛的问题,提出配电网相电源馈入中性点的接地故障相主动降压消弧方法。基于中压电网单相电压调控不影响线电压的特性,由接地变压器二次侧提取系统固有线电压相量,对电源电势进行相序重组,通过注入变压器升压反馈输入至配电网中性点,并调节注入变压器变比调控故障相电压,降低故障相电压至接地故障点燃弧电压以下,实现接地故障主动降压消弧;进一步对比分析了接地变压器二次侧非全相反馈输入与配电网接地故障持续期间,系统内各序分量的变化规律,分析了电源电势反馈机制对配电网运行的影响,并研发了相电源馈入中性点的接地故障相主动降压消弧成套装置。在PSCAD/EMTDC仿真环境与真实的10kV配电网实验场中模拟各种运行和故障工况,对所提主动降压消弧方法的效果及序分量特性进行了验证与测试。仿真与实验测试结果表明,相电源馈入型消弧装置能够主动抑制故障点电压,消除接地故障残流,实现接地故障的快速、可靠消弧。

不接地系统异名相两点接地故障工频电气量及其对选线的影响分析

中性点不接地系统异名相两点接地且至少一个故障点过渡电阻较大时,故障电流较小出线保护不能直接切除,仍需依赖接地故障选线装置实现保护。根据故障边界条件建立不接地系统异名相两点接地故障复合序网,利用节点阻抗矩阵分别推导出两个接地点故障电流、系统零序电压等工频电气量随两个接地点过渡电阻的变化规律,并进一步分析了其对现有选线技术的影响。结果表明,异名相两点高阻接地时工频电气量总体特征与传统小电流接地故障特征相近,零序电压一般介于两个故障点单独接地时的零序电压之间,其中两个故障线路出口的零序电流既不符合故障线路特征也不符合健全线路特征,已有稳态选线原理并不完全适用。最后,利用数字仿真和现场数据验证了理论分析的正确性。

基于过电压衰减比的柔性接地控制参数设计方法

为实现柔性接地装置对中性点电压的准确控制,提出过电压衰减比的概念,并以配电网不接地系统为例提出了控制系统设计方法。首先,分析了不接地系统的中性点过电压产生机理,建立了柔性接地装置接入配电网的等效模型。其次,给出了双闭环控制系统的框图并推导出双闭环控制下的零序输出电压表达式,在此基础上提出了过电压衰减比的概念。文中以双比例控制器为例,提出了基于过电压衰减比指标的控制系统参数设计方法,通过内、外环参数解耦设计,实现了衰减比和系统稳定性的独立控制。最后,搭建了10k V配电网不接地系统仿真模型和低压实验回路,验证了所提设计方法有效性。

变压器中性点过电压分析与绝缘配合

电力系统发生不对称短路、非全相运行和雷击等故障时,变电站变压器中性点会出现较高的过电压,严重影响中性点绝缘的可靠性,因此需要对变压器中性点过电压和绝缘配合开展研究。文章在PSCAD/EMTDC中搭建110 kV输电系统仿真模型,计算分析线路发生各种故障时的中性点过电压,依据仿真所得过电压值,确定放电间隙距离以实现更加优化的绝缘配合。结果表明,线路发生单相接地故障时中性点最高过电压为117.73 kV;发生单相断线时中性点最高过电压为52 kV;发生雷击时中性点最高过电压为118 kV;采用放电间隙并联避雷器的中性点保护方式时,选取放电间隙距离为13 mm~14 mm时能达到最优的绝缘配合效果。该研究结果可以为110 kV变压器中性点的绝缘配合优化提供重要的理论和实验参考依据。

数据中心接地方式、“断零”和四极开关选用问题的综合思考

通过对案例和架构的分析,探讨分析数据中心变配电系统接地方式、“断零”问题及四极开关选用等业界难点问题,提出数据中心电气架构相关难点问题交织情况的解决需要综合思考,从而找到最佳的技术路线及解决方案。

中性点非有效接地配电网弧光接地的物理模拟研究

弧光接地是中性点不接地配电网中最常见的故障,对电网设备的绝缘性能有严重威胁,从而影响电网运行的稳定性,亟需进行弧光接地故障研究。研究提出弧光接地的物理模拟方法,设计实现弧光模拟装置,通过精确控制放电间隙及放电极移动速度,实现稳定模拟的电弧接地、间歇性电弧接地、弧光渐变等各种弧光接地现象。记录试验波形,并进行分析波形,发现弧光放电的规律。结果表明,物理模拟方法能够可控模拟弧光现象,记录下的波形数据可为处理弧光接地故障提供参考。

针对轴电流问题的双馈风电机组接地型式分析

轴电流问题是双馈风电机组的运行难题之一,已有多种技术措施提出并试图解决该问题,这些措施均围绕发电机本体分析和考虑问题。这也是至今尚未出现彻底解决该问题的技术方案的原因之一。本文从电系统层面出发分析轴电流的路径,考虑阻断轴电流的其他可能性,借鉴船舶岸电供电方式、中压传动共模电压抑制方案以及火电机组厂用电接线方式,提出双馈风电机组接地型式建议。

浅析石油化工装置6(10)kV系统中性点常用接地方式

石油化工装置6(10)kV系统的中性点接地有小电流和大电流2种方式,通过不同接地方式的主要特点、适用范围、设备参数选择,分析发生单相接地故障时,不同的接地方式对配电系统安全可靠性的影响。

分布式电源接入对变压器中性点工频过电压特性的影响及对策

为避免一刀切的“间隙安装策略”带来的成本高问题,有必要针对分布式电源从配电网接入情形给出间隙安装策略的建议。通过建立配电网发生单相接地故障时的复合序网络,分析不接地变压器中性点工频过电压的产生机理;在PSCAD/EMTDC中搭建计及低压侧分布式电源接入的110 kV电网模型,对比分析不同类型和容量分布式电源接入下变压器中性点的电压值或电压波形的变化规律。结果表明:接入PQ控制型逆变型分布式电源且其容量显著大于低压侧负荷容量时对变压器中性点绝缘安全的威胁程度最高;根据不同变压器中性点绝缘水平、接入分布式电源的类型和容量应选择不同的间隙安装方案。

关于钢铁企业10 kV供电系统中母线低残压保护的应用实践

在中性点不接地系统中,系统发生单相接地时,故障相电压降低,非故障相的电压升高到线电压,将造成系统电压缺相。同时,电网中的操作过电压或受到雷击,也会使系统电压突然上升,电压互感器产生很大的铁磁谐振,导致电压互感器烧毁。运用低残压装置,可有效提高母线过电压的抑制能力,降低母线绝缘部分发生绝缘闪络导致故障的机率,提高供电系统运行的稳定性。

矿山项目中多性能柴油发电机并网技术

不同型号发电机的并网有助于提升设备的使用率,纾解矿山项目基建施工期电网容量小、大功率设备启动困难的用电难点。通过充分考虑技术经济可行性,结合工程实例,探索出将不同电压等级、接地形式和容量的柴油发电机并网的技术路径。通过增加升压变压器、装设专用接地变等技术手段,实现低压与高压发电机电压一致、接地方式一致,从而满足并网的先决条件。