Analysis of Intermittent Arc Overvoitages in Low Resistance Grounded Systems

利用PSCAD/EMTDC软件建立了中性点经小电阻接地系统的仿真平台,使用接地电弧模型模拟间歇性电弧接地故障,并结合工频熄弧理论分析弧光过电压的产生情况.首先分析中性点不接地系统发生间歇性电弧接地故障时弧光过电压的情况,通过仿真证实这种接地方式容易发生弧光过电压;然后分析在中性点经小电阻接地系统中两种间歇性电弧接地故障引起过电压的情况.最后得出结论:中性点经小电阻接地方式可以较好地抑制间歇性弧光接地过电压的产生.     

小电流接地系统间歇性弧光接地过电压影响因素分析

弧光接地过电压作为小电流接地系统中最常见的内部过电压之一,对电力系统的安全稳定运行产生巨大威胁。弧光过电压的产生往往伴随着间歇性,通过分析间歇性弧光过电压的暂态特征以及影响因素能够为防治该现象提供必要的参考。为此,考虑了包括电弧重燃时刻、燃弧时长、熄弧时长、电弧电阻在内的几个不同影响因素,通过搭建中性点不接地系统的仿真平台分析间歇性弧光接地过电压的暂态特征,并对比各影响因素的作用程度。结果表明在中性点不接地系统的间歇性接地能够产生明显的过电压,并且过电压的幅值主要受重燃时刻和电弧电阻影响,而燃弧时长、熄弧时长对过电压幅值影响较小。     

中性点经小电阻接地配电网中弧光接地过电压的研究

研究了中性点经小电阻接地方式对弧光接地过电压的影响。首先理论分析了弧光接地过电压在中性点经小电阻接地系统中存在的可能性,并用EMTP对其进行了过电压计算。研究表明,中性点经小电阻接地方式有效地解决了弧光接地过电压问题     

基于ADPSS的配电网弧光接地故障仿真建模

间歇性弧光接地会使故障相与非故障相之间产生多次能量重新分配过程,诱发非故障相过电压,对中低压配电网绝缘造成很大危害,加强对电力系统过电压水平在线监测与分析并采取适当主动性保护措施十分必要。本文研究了中性点不接地系统中低压配电网单相弧光接地故障发生的机制及因此产生的严重后果,搭建了经典单相接地电弧模型并对其进行仿真验证。在此基础上,选用较合适的单相弧光接地模型,首次利用大型电力系统仿真装置ADPSS对弧光接地故障产生过程进行进一步的仿真验证。仿真结果表明,本文基于ADPSS仿真平台建立的中性点不接地系统弧光接地故障模型是正确的,具有较高的工程化应用价值。     

中性点经高阻接地电网故障电弧建模与弧光接地分析

中压配电网绝大多数故障为电弧接地故障,针对Cassie与Mayr这两个经典电弧模型在单独使用时只能考虑到对流散热或传导散热,具有片面性,而二者结合使用却恰好可互补,故而在ATP-EMTP平台下将这两种模型进行搭配并合理设置。通过仿真,分析研究了中性点经高阻接地配电网单相电弧故障时的特性,并将电弧模型用于间隙性电弧接地故障仿真,符合实际情形,证明了电弧模型可有效地反映弧光接地过电压,及小电流接地系统中中性点电阻对降低电网弧光过电压的作用。     

小电阻接地系统高阻和间歇性弧光接地故障继电保护研究

中性点经小电阻接地系统存在高阻和间歇性弧光接地故障,以及故障持续、越级跳闸等故障扩大事故,严重的还会烧毁小电阻设备。基于高阻接地、间歇性弧光接地故障的特征,选取中性点小电阻阻值,约束继电保护,基于电流不平衡度突变、暂态分析及故障累积检测,给出继电保护策略。经仿真验证：该文提出策略具备灵敏性、有效性,能够解决小电阻系统的保护盲区,是对原有小电阻接地系统继电保护的有益补充。     

小电流接地系统的接地方式浅析

在我国,66kV及以下的系统中性点不直接接地.不直接接地系统又称为小电流接地系统,此系统中为了限制接地故障时所产生的弧光过电压,变压器中性点通常采取经消弧线圈接地和经小电阻接地.本文将结合具体运行情况对此两种接地方式进行分析和探讨.     

主变压器35 kV和6 kV中性点接地方式设计

主变压器6~35 kV采用中性点不接地或经消弧线圈或电阻器接地方式,当发生单相接地故障,电容电流过大,超过允许值时,接地电弧不易自熄,会在故障相产生间歇性弧光,对健全相产生很高的过电压,即弧光过电压,如何限制弧光过电压,对几种方法进行了比较,分析了各自的优缺点,并结合兰州石化公司的实际情况,确定主变压器35 kV和6 kV中性点接地方式采用配置自动跟踪补偿装置的消弧线圈成套设备。     

基于并联中值电阻的小电流接地故障选线技术

小电流接地故障,电力系统尤其发生间歇性弧光接地故障时,线路过电压会引起电力设备出现新的接地点,导致接地故障恶化,因此线路发生故障后迅速找出故障线路对系统安全占有重要地位。本文首先详细分析了在中性点处增加电阻对小电流接地系统的影响规律;其次,提出一种基于并联中值电阻的输电线路发生小电流接地故障的选线方法;最后,搭建了6kV小电流接地系统故障选线的三相仿真模型,通过仿真结果的对比,进一步说明了基于中性点并联中值电阻的小电流接地故障选线技术能够较为准确地确定故障线路。     

风电场35kV电缆网中性点接地方式特性分析

为研究风电场35kV电缆网不同中性点运行方式的特性,以龙里风电场为对象,从接地故障时刻、接地故障点位置、接地故障点过渡电阻、接地电容电流四个影响因素展开计算,分析中性点不同接地方式下,系统的过电压、过电流水平。结果表明,中性点不接地方式仅适用于电容电流较小的系统,通过故障点的电流较小,电弧能自动熄灭;中性点经消弧线圈接地能够有效补偿接地电容电流,通过故障点的电流较小,为熄灭接地电弧以及避免间歇性电弧接地过电压的发生起到重要作用;中性点经小电阻接地在单相接地故障后,能快速准确切除故障线路,避免了间歇性电弧接地故障的发生,有效提高了系统的供电可靠性。     

1000kV交流输电线路的故障激发过电压研究

在简述1000kV特高压输电线路故障激发过电压的基础上,研究了国家电网公司规划建设的晋东南-南阳-荆门单回百万伏级输变电工程在线路上单相或多相接地或相间故障引起的过电压和故障切除时的过电压两种情况下由故障激发的操作过电压,并提出了包括沿线装设氧化锌避雷器、使用可控并联电抗器以及装设并联开关电阻等限制故障过电压水平的措施。仿真计算表明,并联电抗器补偿容量越大,故障激发过电压越低;而仅在线路两端装设避雷器可在一定程度上降低单相重合闸故障引起的过电压,但过电压水平仍然比较高,还需要进一步采取措施;如同时使用并联合闸电阻和氧化锌避雷器,则能明显限制故障激发过电压的水平。     

采用消弧线圈并联中电阻的小电流接地系统故障选线方式

介绍了中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统中普遍采用的接地选线方式原理及优缺点,提出了经消弧线圈接地系统在单相接地故障时瞬时投入并联中电阻选线的新方法。通过计算分析和实际运行经验表明,采用该种选线方式能极大提高单相永久接地故障的选线准确性。     

相模变换法分析特高压直流输电线路接地故障

为研究双极运行的特高压直流输电系统中单极接地故障过电压,采用相模变换法分析了双极运行的特高压直流输电系统单极接地故障。首先建立故障时的模量电路,分析线路不同端口性质下健全极过电压的波形特征和幅值,然后结合模量电路分析,以云广直流输电工程为对象,建立了双极直流输电系统的单极接地故障模型,计算和分析了多种因素如故障接地电阻、直流滤波器的工作状态、平波电抗器的布置方式等的影响以及故障时健全极沿线的过电压幅值分布情况。结果表明,直流滤波器的投入与否将改变直流线路端口的阻抗性质,对故障时的过电压影响显著:投入直流滤波器时,中点接地故障时健全极过电压最大可达1.76p.u.,平波电抗器布置方式对健全极过电压幅值无影响;未投入直流滤波器时,平波电抗器布置方式将直接影响到健全极过电压的幅值。     

基于热稳定原理的中性点小电阻接地系统间歇接地故障保护

受环境因素及电弧自身燃、熄弧特性影响,间歇接地故障燃弧持续时间常小于保护动作时限,传统接地故障保护难以有效动作.分析小电阻接地系统接地故障特征,并比较出线与中性点零序电流关系,基于接地电阻器在故障期间发热、故障消失后散热的热稳定原理,提出一种中性点小电阻接地系统间歇接地故障保护方法.该方法利用零序电流构造故障期间的发热特征能量,利用热量差构造故障消失后的散热特征能量,发热特征能量越限后保护动作.经仿真与现场录波数据验证可知,该方法不易受故障间隔时间与过渡电阻影响,可作为现有中性点小电阻接地系统的出线后备保护,提高系统运行可靠性.     

The effect of distribution system grounding on MOV selection

Since most MOV arresters do not incorporate a gap in their design, the arrester is always in conduction and considered to be much more prone to damage due to steady-state line-to-neutral overvoltage. The authors investigate design parameters that affect this overvoltage, using a calculation method that considers a detailed representation of neutral grounding electrodes and their resistances which are normally neglected when symmetrical components method are utilized. It is found that obtaining a 25 Ω ground footing resistance does not ensure low overvoltages during line-to-ground faults; the highest overvoltages during line-to-ground faults can be found on short feeders and for faults close to the substation; small neutral wire can significantly increase overvoltages; and broken neutrals can result in overvoltages exceeding 1.5 per unit during line-to-ground fault conditions (neglecting transformer saturation)     

Temporary overvoltage duty of surge arresters in noneffectively grounded systems

Important characteristics of metal oxide surge arresters depend on the specified temporary overvoltage duty requirement due to the volt–ampere characteristics. However, there are few reports on the duty of surge arresters in noneffectively grounded systems. The temporary overvoltages of 1.43 pu proposed in effectively grounded systems is too low compared with nearly pu in a line‐to‐ground fault. The overvoltages due to a combination of a line‐to‐ground and load rejection, where not only the main power circuits but also control systems such as AVRs participate, is rare but probably the severest case. Here the overvoltage duty of surger arresters is clarified for various residual voltage levels and system conditions. The severest condition is that in a system including a cable line because of operation of the UEL of the AVR. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 128(4): 38–46, 1999     

限制弧光接地过电压及提高小电流接地选线率的新技术

重点研究剖析了6～35kV中性点非直接接地系统弧光接地过电压对电气设备的危害,分析比较了我国限制弧光接地过电压措施的优缺点,调研并大胆采用限制弧光接地过电压的新技术,将原来的中性点经消弧线圈接地系统改进完善为中性点不直接接地系统,一方面能有效地抑制弧光接地过电压;另一方面提高小电流接地选线装置的灵敏性及选线准确性.该更新改造项目的实施在限制弧光接地过电压措施方面是一个新突破,对企业内部电网和供电电网的安全运行有着重要的现实意义和经济意义.     

Pilot Wire Relay Applications in Industrial Plants Utilizing a New Static Pilot Wire Relay

Pilot wire relaying is an extremely effective way to provide fast, selective protection for industrial plant cable tie circuits. The operating principles of popular pilot wire relay schemes will be reviewed, and special attention will be given to a new static pilot wire relay which offers an improvement in ground fault sensitivity, an especially significant consideration on resistance grounded industrial systems. A discussion of pilot wire overvoltages and overvoltage protective devices is also presented.     

10 kV配电网单相接地故障电弧自熄特性的试验研究

设计了研究10 kV配电网单相接地故障电弧自熄特性的集中参数模拟试验回路,针对集中参数模拟回路和分布参数实际系统,对单相接地故障下的恢复电压峰值及其上升速度进行了数值仿真,分析了模拟回路与实际系统的等效性。为研究单相接地故障电弧的自熄特性,利用模拟试验回路,当单相接地电流为5~30A时,在中性点不接地、经消弧线圈接地、经消弧线圈并联电阻接地方式下,改变绝缘间隙距离,系统地进行了大量的燃弧试验,统计分析了电弧自熄概率,给出了消弧线圈补偿方式下的残流限值。试验结果为10 kV配电网选择合适的中性点接地方式提供了科学依据。