1000 kV特高压变压器低压侧保护配置投切问题分析探讨

特高压主变压器110 kV低压侧无功设备的保护配置比较特殊,不仅在电容器组不平衡电流保护中采用了两段式设计,而且电抗器组电流速断保护是按照额定电流整定计算,按照最小运行方式下引出线端两相短路校验的,同时特别增加了元件开关与分支母线断路器失灵保护功能,形成110 kV低压侧的层级失灵保护配置.针对其首次创新应用HGIS负荷开关代替常规开断短路电流的断路器用于设备投切操作的相关保护问题,进行了相应的分析探讨.     

10kV配电变压器保护配置方式的合理选择

10kV配电变压器的保护配置主要有断路器、负荷开关或负荷开关加熔断器。负荷开关投资省,但不能开断短路电流,很少采用;断路器技术性能好,但设备投资较高,使用复杂,广泛应用不现实;负荷开关加熔断器组合的保护配置方式,既可避免采用操作复杂、价格昂贵的断路器,弥补负荷开关不能开断短路电流的缺点,又可满足实际运行的需要。该配置可作为配电变压器的保护方式,值得大力推广。     

10 kV配电变压器保护配置方式的合理选择

10 kV配电变压器的保护配置主要有断路器、负荷开关或负荷开关加熔断器等.负荷开关投资省,但不能开断短路电流,很少采用;断路器技术性能好,但设备投资较高,使用复杂,广泛应用不现实;负荷开关加熔断器组合的保护配置方式,既可避免采用操作复杂、价格昂贵的断路器,弥补负荷开关不能开断短路电流的缺点, 又可满足实际运行的需要,该配置可作为配电变压器的保护方式,值得大力推广.     

特高压站低压侧保护设备大电流闭锁方案设计

简要介绍了特高压输电系统的基本特征及特高压站低压侧110kV电压等级一次设备的组成。特高压站110kV无功补偿设备采用负荷开关,在短路电流较大时不能直接跳闸,基于此提出了大电流闭锁功能的概念,论述了大电流闭锁功能的主要判据。分别从母线保护、电容器保护、电抗器保护等保护设备角度,提出了在大电流闭锁满足判据的情况下,保护动作后的跳闸出口接点驱动方式。从110kV系统的角度,分析了在母线和无功补偿设备上分别发生故障时的跳闸方式,并讨论了因大电流闭锁动作不能就近跳闸时后备保护逐级隔离故障的实施方案。     

采用综合诊断确定断路器检修周期

<正> 我国在电力系统中记录断路器开断和关合短路故障的电流值的仪器中,虽已研制出10kV记录仪,但110kV以上电压等级的断路器仍没有专用记录装置。断路器的检修周期是根据开断短路电流的次数来确定。一般110kV少油断路器,当开断短路电流6次就得临时检修一次。这就普遍存在着检修周期短,检修量大,劳动强度高等问题。同时,也存在着停电难问题。即使是同意停电检修,系统被迫改变运行方式,压减负荷,甚至系统解裂运行也很不经济。显然,仅用开     

±1100kV直流系统整流侧交流滤波器断路器开断时负荷特性研究

目前中国正在规划设计的首个±1100 kV特高压直流输电工程的整流侧拟采用750 kV交流系统供电,由于特高压直流系统的工作特点,在整流侧750 kV交流系统预配置大容量的滤波、无功补偿装置,因该装置持续工作电压高、容量大,因此必须对750 kV滤波、无功补偿装置分合闸操作中断路器的电负荷以及无功分组容量对断路器电负荷的影响进行研究。笔者以该工程为背景,利用EMTDC/PSCAD程序研究了整流侧750 kV交流滤波器用断路器在多种不同工况下的开断负荷。计算分析了不同运行方式、不同工况下切除交流滤波器时断路器的开断电流、断口恢复电压等,研究了交流滤波器不同分组容量下断路器的开断负荷特性,计算结果可为该直流系统整流站滤波器的分组设计和断路器选型提供参考依据。     

10kV配电变压器保护配置方式的合理选择

10kv配电变压器的保护配置主要有断路器、负荷开关或负荷开关加熔断器等。负荷开关投资省，但不能开断短路电流，很少采用；断路器技术性能好，但设备投资较高，使用复杂，广泛应用不现实；负荷开关加熔断器组合的保护配置方式，既可避免采用操作复杂、价格昂贵的断路器，弥补负荷开关不能开断短路电流的缺点．又可满足实际运行的需要，该配置可作为配电变压器的保护方式，值得大力推广，为此，对10kV环网供电单元和终端用户10kV配电变压器采用断路器、负荷开关加熔断器组合的保护配置方式进行技术-经济比较，供配电网的设计和运行管理部门参考。     

1100kV63kA断路器通过T100a短路开断试验

日前,西安西电开关电气有限公司为特高压后续工程研制的1100kV GIS用断路器,在国家高压电器质量监督检验中心（西安高压电器研究院）成功通过了方式T100a短路开断试验,即非对称条件下、满容量63kA短路电流开断,直流分量时间常数达到120ms。特高压建设部组织中国电科院和国内专家对试验进行了全程见证。     

基于零电压零电流的混合式直流断路器

基于IGBT的直流断路器存在导通损耗高、开断过程耗能量大的缺点,传统基于人工过零技术的直流真空断路器难以实现短路大电流的可靠开断。提出了一种综合了“零电压”、“零电流”混合开断原理,同时结合机械开关和半导体开关优点的新型混合式直流断路器方案。该直流断路器能够快速可靠地完成“零电压”电流转移过程,并通过晶闸管短时导通短路电流,确保机械开关弧后介质的可靠恢复,实现断路器的成功开断。样机等效短路电流开断试验结果表明,该新型混合式直流断路器能够用于电力系统配网完成预期10 kV/50 kA短路电流的开断。     

计及短路电流直流分量的断路器实际开断能力分析

基于短路电流直流分量衰减时间常数计算,推导了短路全电流有效值计算公式,分析了直流分量对断路器实际开断能力的影响。以特高压交直流入赣的规划电网数据为仿真算例,开展江西电网500 kV和220 kV母线短路电流校核,计算结果表明部分母线的直流分量衰减时间常数会超过相应断路器的标准时间常数,断路器实际开断能力对应的交流分量值将小于额定开断电流。仅考虑短路电流交流分量的校核结果偏于乐观,计及直流分量的校验结果更为苛刻,有利于尽早开展短路电流应对措施研究,最大限度消除电网运行风险,并为断路器选型提供理论参考。     

1 000kV南阳变电站110kV侧的继电保护配置

1 000kV特高压南阳变电站110kV侧低压无功补偿设备与传统超高压变电站的低压无功补偿设备相比,在设备原理、设备容量、接线方式、保护原理和控制方案方面存在较多的特殊性和创新性。介绍了大容量并联电容器组双桥差保护接线的方案;110kV新型负荷开关的应用使110kV系统的无功设备保护跳闸采用2级出口,失灵保护采用的2级失灵方案;母线死区故障采用特殊跳闸方案;特高压变电站站用变容量相对较小,针对电流互感器（current transformer, CT）配置、继电保护定值整定、系统调试等方面出现的新问题提出了解决方案。鉴于南阳站站用电系统接线方式的特殊性,提出了110 kV站用变差动保护范围的优化方案。     

特高压交流变电站用磁控式动态无功补偿技术方案

1 000 kV交流特高压变电站110 kV侧并联无功补偿电容器组具有电压等级高、容量大等特点。通过对1 000 kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程110 kV无功补偿装置的电容器和电抗器投切控制进行仿真分析,特高压输电系统因无功补偿装置频繁投切时产生的合闸涌流和系统电压波动不容忽视。讨论了110 kV磁控式动态补偿的设计方案,通过对设计方案进行仿真分析,结果表明采用磁控式动态无功补偿技术可以避免并联电容器组频繁投切,有效地稳定系统的电压波动。     

1000 kV特高压输电系统无功补偿若干问题

1000kV特高压输电系统在我国即将进入实施阶段，由于其特殊性，因而1000kV特高压输电系统的无功补偿方式与以往熟知的无功补偿方式有较大的差异，也带来一些特殊问题，如受端电网无功补偿的配合问题，1000kV系统用电容器装置的电压等级、分组问题，串联电抗器的选用问题，以及电容器投切时的电压控制问题等。文章就这些问题进行了一些讨论。文章认为：1000kV变压器第3绕组采用110kV是合理的，但选用断路器要慎重；应尽可能将电容器组的容量分小；电容器组用串联电抗器应尽量选用小电抗率电抗器。     

1000kV/8 kA升流装置的研制

为施加1000 kV工作电压考核的设备(如气体绝缘套管、变压器及电抗器用套管、断路器、GIS、隔离开关等)提供额定工作电流,研制了100kV/8kA大电流升流装置,其绝缘水平与1000 kV输变电设备相同,长期额定工作电流8 kA,电流输出端口额定电压1.2 kV。在介绍大电流升流装置的设计思想(工作原理、组成、参数选择、本体设计、无功补偿及测量系统)的基础上,设计了不同结构电压传感器,为检验和研究1000 kV罐式CVT、电子式电压互感器创造了条件。     

特高压混合无功补偿线路接地故障开断特性

由分级可控高抗与串补装置组成的混合无功补偿应用于特高压电网时,输电线路发生接地故障,断路器两端的暂态恢复电压(TRV)会受混合无功补偿相关因素的影响而表现出不同的特征。在建立特高压接地故障电网简化模型的基础上,应用理论分析的方法推导在串补电容器组未被短接工况下,断路器开断时其两端瞬态恢复电压上升率(RRRV)及TRV峰值的计算表达式。针对不同时间短接串补电容器组,仿真分析了TRV的波形特征和混合无功补偿度对断路器开断特性的影响。结果表明,串补电容器组未被短接时,架空线路长度固定,RRRV和TRV峰值随着故障距离增加而降低,架空线路长度超过1 100km时,发生接地故障时系统会发生谐振,未达到谐振长度时RRRV和TRV峰值随架空线路长度增加而升高。串补电容器组被短接时的电源工频电压幅值越大,断路器越难以开断,串补和分级可控高抗的补偿度增大利于断路器开断。     

特高压变电站110kV并联电容器装置过电压阻尼器故障分析

特高压系统低压无功补偿装置的并联电容器装置主要承担着大负荷输送功率时改善电压和提高功率因数的重要作用。并联电容器装置的串联电抗器起着抑制涌流倍数、抑制高次谐波、限制短路电流的重要作用。而过电压阻尼器并联在串联电抗器两端,起着限制过电压和涌流的作用。     

可控型混合无功补偿对瞬态恢复电压影响研究

可控型混合无功补偿(hybrid reactive power compensation, HRPC)对输电线路暂态特性的影响亟待研究。在分析可控型混合无功补偿结构功能的基础上,以晋东南-南阳-荆门特高压示范线路为背景,建立特高压混合无功补偿线路单相接地故障等效模型,研究可控串联补偿+可控并联电抗器(thyristor controlled series compensation + thyristor controlled transformer, TSCT+TCT)混合无功补偿对断路器开断特性的影响。基于拉氏变换和等值参数集中电路,分析瞬态恢复电压(transient recovery voltage, TRV)影响因素,得出瞬态恢复电压随可控型混合无功补偿度变化规律。利用PSCAD/EMTDC,研究安装可控型混合无功补偿前后对瞬态恢复电压的影响,验证分析方法的有效性。结果表明：随着可控型混合无功补偿度的增加,TRV峰值和上升率RRRV不断增大,而TCT对瞬态恢复电压影响较小。     

特高压断路器的瞬态恢复电压研究

结合晋东南—南阳—荆门1 000 kV特高压试验示范工程，研究了交流1100 kV断路器瞬态问题中的断路器开断短路电流或失步解列后的瞬态恢复电压(transient recovery voltage，TRV)内容。在此基础上提出了我国交流1100 kV特高压断路器的工作条件建议，分析了特高压断路器TRV问题的前景。认为我国特高压电网断路器在不采用分闸电阻的条件下，可满足IEC断路器扩展标准和正在修订的我国电力行业断路器标准中对TRV的要求。     

智能相控断路器在35kV并联电容器投切中的应用

某500 kV变电站利用SF 6断路器投切35 kV并联电容器组时,连续发生2起串联电抗器设备故障,分析原因是在投切操作过程产生了较大的涌流及过电压,引起干式空心电抗器发生匝间短路故障,严重威胁系统的安全运行。为了避免此类故障的再次发生,提出采用适用于投切35 kV并联电容器组的智能相控断路器来抑制合闸涌流,降低分闸重燃概率。为验证智能相控断路器的有效性,首先分析了投切涌流及过电压产生的原因和相控开关技术的原理,然后将智能相控断路器应用于该500 kV变电站的35 kV无功补偿系统,并分别对智能断路器与普通断路器进行多次分合闸对比试验,试验结果表明:普通断路器随机投切电容器组产生的最大涌流为4.2(标幺值,下同),过电压为1.81;智能相控断路器投切电容器组产生的最大涌流为2.3,过电压为1.4。试验结果证实智能相控断路器的应用能够从源头抑制合闸涌流和过电压,提高无功投切效率和系统安全性。     

110kV红草变电站电气初步设计

本文针对广东汕尾市"110kV红草变电站电气部分一次初步设计"的要求,结合实际情况进行设计的.从理论上对变电站进行了总体分析,对主要设备进行设计计算与选型,具体涉及主变压器、开关设备、互感器等主要设备,并对短路电流进行详细的计算与校验.计算、选型结果表明,该方案设计合理,符合南方电网110kV变电站标准设计要求,具有较...