考虑中间变压器饱和特性的电容式电压互感器宽频非线性模型

电容式电压互感器(capacitive voltage transformer,CVT)为电力系统计量、保护和控制装置提供可靠的电压信号。然而其暂态响应误差大,可能引发距离保护超越和误动作等问题,需建立精确的CVT模型为电力系统分析与保护研究提供基础模型。然而现有具备宽频表征能力的CVT模型多为线性模型,难以兼顾中间变压器铁芯组件对其电压传输特性的影响,且建模过程存在无源修正和降阶等问题,导致模型在特定频段或中间变压器铁芯饱和时的响应误差激增,基于此的电力系统保护策略可能失效。该文提出将CVT端口散射参数在状态方程中进行离散化表征的方法,进而通过诺顿等价建立CVT宽频导纳子模型,表征整体CVT的宽频电压传输特性;基于电磁对偶原理建立CVT工频非线性子模型,表征中间变压器铁芯励磁特性的饱和差异性;对2个子模型进行导纳互差后再进行并联耦合,建立考虑中间变压器铁芯饱和特性的CVT宽频非线性模型。对典型35kV CVT进行参数辨识和模型构建,针对其非线性和频率特性表征能力,分别设计低频涌流、电压传递特性测试和雷电冲击电压试验。结果表明,与传统CVT模型相比,该文提出的CVT模型在中间变压器铁芯饱和时的低频涌流首峰幅值仿真误差从77.79%降低至1.71%,在5Hz～1MHz范围内电压传递特性仿真归一化均方误差为0.91%,雷电冲击电压首峰值仿真误差为3.11%。试验证明所提出的CVT模型能够表征CVT的频率特性和非线性特性,可为涉及CVT的电磁暂态仿真研究提供基础模型。     

考虑电晕损耗的特高压直流输电线路雷击特性分析

某特高压直流线路冲击电晕是雷击导线时产生的一种现场,对特高压直流线路的雷击电晕问题还未见报道。以雷击故障为契机,开展了考虑电晕损耗的特高压直流线路雷击特性分析。基于导线伏库特性计算得到了冲击电晕作用下特高压直流线路的动态电容;同时基于电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立了考虑冲击电晕损耗的线路模型,对考虑电晕损耗前后特高压直流线路雷电波传播特性进行了对比,且对特高压直流线路雷击电晕损耗的影响因素进行了分析。所得结论对开展特高压直流线路防雷工作具有重要参考意义。     

雷击输电线路电磁暂态仿真

雷击输电线路会引起强烈的冲击电晕,目前常用的电磁暂态仿真软件中没有冲击电晕的模型,无法对其进行仿真。通过对冲击电晕的伏库特性的分析,得到冲击电晕的等效电路,并与现有比较成熟的Marti线路模型相结合,提出了一种既考虑冲击电晕又考虑线路参数频变的电磁暂态仿真方法。通过雷击输电线路的电磁暂态仿真表明,有否考虑冲击电晕其电晕的电磁暂态过程相差很大,在研究行波保护的雷电波抗干扰方法以及线路、变电站的过电压计算时应该考虑冲击电晕对电磁暂态过程的影响。     

1000kV变电站雷电入侵波仿真研究

本文将进线段和变电站结合起来,考虑输电线路的冲击电晕、工频电压对1000kV变电站雷电入侵波的影响。基于电晕伏库特性曲线,建立了冲击电晕的模型,运用ATP-EMTP仿真了1000kV GIS变电站的雷电入侵波,仿真结果表明:冲击电晕能降低入侵波的幅值和陡度,变电站内设备过电压幅值会降低;处于负半周的工频电压会增大过电压幅值,处于正半周的工频电压会减小过电压幅值。     

雷击输电线路电磁暂态仿真

雷击输电线路会引起强烈的冲击电晕，目前常用的电磁暂态仿真软件中没有冲击电晕的模型，无法对其进行仿真。通过对冲击电晕的伏库特性的分析，得到冲击电晕的等效电路，并与现有比较成熟的Marti线路模型相结合，提出了一种既考虑冲击电晕又考虑线路参数频变的电磁暂态仿真方法。通过雷击输电线路的电磁暂态仿真表明，有否考虑冲击电晕其电晕的电磁暂态过程相差很大，在研究行波保护的雷电波抗干扰方法以及线路、变电站的过电压计算时应该考虑冲击电晕对电磁暂态过程的影响。     

互感器宽频传递特性的散射参数测量法

为了建立互感器的宽频电路模型,准确预测变电站内由开关操作对二次设备形成的传导干扰,需要先知互感器的宽频传递特性。本文提出测量电压互感器宽频传递特性的散射参数方法,并对测量结果进行级联分析,消除引线误差,最终得到该互感器的散射参数。测量结果表明,该方法与脉冲法的测量结果一致,且测量结果信噪比高、范围宽,方法简单快捷。     

配网合环干扰下的过电压计算模型设计与实现

传统模型计算的过压准确性差。因此,设计并实现配网合环干扰下的过电压计算模型,采用针对多端设备的NIF模型准确描述设备的宽频特性,可直观获取设备在过电压下的宽频参数。将设备模型基于真实连接状态互联,采用矢量匹配法获取配网拟合频域参数,通过时域递归卷积运算获取配网合环干扰下各关键点的过电压情况。通过配网合环干扰下节点电压偏差隶属函数,构建过电压优化计算模型,提高配网合环干扰下的过电压计算精度。实验结果表明,所提方法可准确描述配网合环受过电压干扰的内部设备过电压水平,运算准确性更高,且有效控制节点的电压情况,提高系统的供电质量。     

基于电晕笼的导线操作冲击电晕特性试验研究

随着电力系统的电压等级逐渐升高,操作过电压对输变电设备的绝缘水平影响越来越大,如何对输电线路操作过电压精确计算,使设备的绝缘设计更为合理广受关注。目前计算线路操作过电压中都忽略了导线的冲击电晕会对操作过电压产生明显的衰减畸变影响,计算结果往往过于保守。在中国特高压交流试验基地进行的试验对电力系统常用的导线进行了操作冲击电晕试验,获得了相应的导线冲击电晕伏库特性曲线。试验结果表明,导线参数对起晕电压影响较大。长波头操作冲击产生的空间电荷量比标准操作冲击更大,而正极性冲击电晕比负极性电晕更为激烈。基于试验结果,建议在输电线路中安装选相合闸断路器的,利用断路器的开断使线路的操作过电压都为正极性的,从而利用正极性冲击电晕降低线路操作过电压值。     

电容式电压互感器的宽频无源电路模型

针对电容式电压互感器传统模型在高频时测量不够准确的问题,提出了一种对双口导纳参数先进行"并项"再进行"分项"的无源化处理方法,通过对一110 k V电容式电压互感器进行无源电路综合,建立了一种能够考虑杂散和频变特性的电容式电压互感器宽频无源等效电路扩展模型。该模型不含负值的电阻、电感和电容,具有良好的宽频适应性和可移植性,并开展了雷电冲击实验。结果表明,该模型的仿真结果与实测结果相符,首波峰值最大误差为3.862%,验证了所提模型的有效性和建模方法的正确性。     

适用于谐波测量的CVT宽频传输特性测试方法

介绍了电容式电压互感器CVT散射参数测试方法以及对CVT一次侧施加浪涌脉冲信号获得频域特性的脉冲测试方法,详细描述了适用于谐波测量的高压谐波测试方法和在线谐波宽频特性测试方法,综合分析了每种方法的特点以及应用范围.研究结果表明,散射参数法适用于电磁兼容分析时测量CVT的宽频传输特性;而对于宽频段谐波测量,高压谐波测试法...     

10 kV配电变压器雷电过电压及其防治方法研究

10 kV台区配电变压器是配电网最重要的设备之一,但在多雷区时常发生雷击损坏故障。根据台区典型设计和现场勘查结果,建立了雷电直击导线和雷电感应下的电磁暂态仿真模型,分析了配电变压器高压侧绝缘的雷电过电压,结果如下:雷电直击导线后,变压器绝缘承受的电压为避雷器残压和接地引下线电压之和,过电压幅值极易超过标准雷电耐受电压75 kV;雷电感应的能量较小,过电压幅值超过标准雷电耐受电压的概率非常小。同时,研究了加装避雷线对雷电直击过电压的防治效果,发现避雷线可大幅降低过电压幅值,若在此基础上缩短避雷器横担至变压器支架的电气距离,可大大降低变压器损坏概率。     

750kVGIS变电站雷电侵入波过电压的研究

为使模拟计算结果更接近实际,需要研究雷电侵入波过电压计算模型的误差及影响因素,基于输电线路的伏库特性,用简单的电路模型模拟输电线路电晕特性,建立了集中电感、单波阻和多波阻3种杆塔模型;研究了电晕效应对雷电过电压及杆塔模型对变电站雷电侵入波过电压计算结果的影响。利用EMTP计算雷击塔顶和绕击输电线路2种雷击方式下750kVGIS变电站内断路器、电流互感器及变压器等设备雷电侵入波过电压的结果表明,冲击电晕使雷电侵入波产生很大的衰减和变形,和不考虑电晕所得过电压幅值相差约5%;3种杆塔模型算得的结果相差近10%;GIS出线方式等其它因素对过电压值也有较大的影响。     

基于ATP-EMTP的变电站二次系统雷电过电压仿真

笔者采用ATP暂态仿真软件,对典型变电站各级防雷保护情况建模,计算了传递到变电站二次系统的雷电过电压。提出了在进线段安装保护间隙、变压器高低压侧同时安装避雷器、低压电源系统完善三级防雷的配电系统的各级防雷措施,并对其配合情况进行了仿真。该模型对防雷保护元器件的选取、各级防雷配合提供了计算机辅助依据,对变电站各级防雷保护的绝缘配合具有一定的指导意义。     

110kV和220kV变压器中性点雷电过电压仿真与分析

为了更好地对110 kV和220 kV变压器中性点保护的绝缘配合进行参数整定,得到中性点处的实际过电压情况,文中考虑了入侵变电所的雷电波幅值和陡度受到变电所进线段保护时的限制作用,建立了变压器在雷电过电压下的绕组仿真模型,并通过ATP-EMTP软件对变压器中性点受到线路上的入侵雷电波作用时的实际过电压情况进行仿真,结果表明:无论变压器中性点处是否接有避雷器,其实际过电压波形与用作中性点处整定参考的标准雷电波的波形有很大差异,这也是导致中性点处避雷器和间隙绝缘配合失调的主要原因之一。     

配电变压器雷害事故分析与防雷保护措施探讨

对山区、重雷区配电网雷击损坏的事故进行了认真的调查、分析，特别分析了山区农村电网的雷电活动、雷击变压器的损坏、配电网和配电变压器的防雷保护，如避雷器的选型、安装以及变压器的接地引下线和接地装置的状况．针对山区重雷区配电变压器在防雷保护上存在的问题和不足，提出了综合的防雷保护方案．     

广西某地区配电线路雷害事故及防雷措施研究

针对广西某地区近年来配电线路频发雷害事故这一现状,通过实地调查,并结合实验室的试验结果,对该地区配电线路存在的问题进行了分析,认为线路上存在大量的"零值"、"劣值"绝缘子,线路采用不当的防雷措施,配电变压器的低压侧缺少防雷保护措施是造成雷害事故频发的主要原因。研究表明:采用清除线路上的"零值"、"劣值"绝缘子,在线路易被雷击段处装设线路避雷器,拆除线路上不当的防雷设备,降低进线段杆塔接地电阻,完善配电变压器低压侧防雷保护等改造措施,可以降低雷害事故的发生概率,大大提高配电线路运行的安全可靠性。     

20kV架空绝缘电缆防雷措施的研究

20 kV电压等级作为一种新型的配电电压等级,目前已在世界范围内被公认为可以取代10 kV电压等级。工程应用表明,20 kV线路多采用架空绝缘电缆,但架空绝缘电缆的雷击事故率却明显高于传统的架空裸导线。针对上述状况,全面分析了架空绝缘电缆雷击事故的特点,计算了20 kV线路多种情况下的感应雷过电压幅值。计算结果表明,感应雷过电压幅值可大于450 kV,超过现有20 kV线路的绝缘水平。基于10 kV线路以往的防雷经验和措施,分析并提出综合运用氧化锌避雷器、过电压保护器、屏蔽分流线等防雷措施来保护20 kV架空绝缘电缆线路。该研究为20 kV配电网安全供电提供了参考。     

建筑物低压配电系统防雷设计中应注意的问题

针对建筑物低压配电系统在防雷过程中存在的问题,阐述了建筑物低压配电系统防雷设计时安装电源SPD的接地问题及SPD的能量配合问题。对设有独立变压器的建筑物如何进行变压器低压侧雷电防护设计作了探讨,可为电气设计人员提供参考。     

雷电压及雷电流组合测量技术研究

在国内外．雷击事故严重威胁到电网的安全。对输电线路上雷电流和雷电压波形的测量系统进行研究,对电网防雷具有重要意义。研究了直接测量高压输电线路上雷电流和雷电压波形的组合测量传感器。其电流传感器采用自积分Rogowski圈;电压传感器采用自积分式电容分压器的原理,使用Rogowski圈的铝屏蔽壳作为高压臂电容的极板。8／20μs的标准雷电流和上升时间250rls的冲击电流试验表明,本文研制Rogowski线圈具有较好的频率响应特性和稳定的较小的灵敏度。冲击电压试验表明,所研制的电压传感器可较为准确地测量0．5／49μs和1．2／66μs冲击电压波形。该组合测量技术符合雷电测量要求。     

考虑海拔因素的中压配电网线路防雷方案研究

随着国民经济的迅速发展,企业用电、居民生活用电对中压配电网稳定、持续运行的要求越来越高。分析了影响中压配电网线路雷击跳闸率的因素,研究海拔因素对中压配电网雷灾故障率的影响;提出了在考虑海拔影响情况下地闪密度修正系数的概念,并基于数据分析,推导修正系数计算公式;最后,提出在考虑海拔因素影响情况下,处于多雷区的中压配电网线路防雷方案。