限流电抗器的应用分析

为了解决110 kV大柳塔变电站6 kV系统故障时短路电流过大的问题,榆林市供电公司采用短路电流限流开断器(简称FCLI)与限流电抗器并联,在正常运行时将限流电抗器短接,消除电抗器产生的电能损耗及电压降,提高系统功率因数;在发生短路情况下FCLI快速断开,将限流电抗器投入,限制短路电流,提高母线残压。该方法不仅有效限制了系统短路电流,而且消除了限流电抗器在运行过程中对系统造成的影响,在应用实践中收到良好效果。     

500 kV限流用电抗器过电压耐受分析

500 kV干式空心电抗器用来限制500 kV系统的短路电流。在制造电抗器前,需要对电抗器的过电压耐受进行评估,保证匝间电压小于绝缘值。笔者在已知电抗器分布参数的基础上,用链型回路等值电抗器,采用PSCAD/EMTDC程序求解在雷电和操作冲击下的匝间电压。计算表明,雷电时外圈首匝匝间过电压最大,可达19.8 kV,操作时首匝匝间过电压最大,可达10 kV,但都小于36 kV的耐受值。     

外串限流电抗器的变压器之替换方案

正1引言电力系统为了限制系统的故障电流,常采用变压器外部串一个限流电抗器。然而,这种结构不能抵制变压器近口短路故障电流。因此可将限流电抗器串联于变压器内部,这样既可以耐受系统中的故障电流,又可以防止变压器近口故障电流。可是这种结构虽然简单可靠,但是由于增加了内置电抗器,越来     

500 kV罗平站主变加装中性点限流电抗器电磁暂态研究及设备选型

随着电网的发展,部分自耦变压器中压侧电抗常接近于零,导致变压器220 kV侧发生近区单相或两相接地时,故障穿越电流已接近甚至超过变压器可承受短路电流的极限值,为限制罗平站220 kV单相或两相短路电流水平、改善主变运行环境,拟在主变中性点加装限流电抗器。采用最新EMTPE程序,通过对主变接入限流电抗后短路电流水平、过电压及绝缘配合等电磁暂态特性研究,提出了500 kV罗平站主变中性点限流电抗器阻抗选取原则及限流效果、工频及操作过电压水平、流经主变中性点电抗器的工频稳态及暂态电流水平,并确定了主变中性点避雷器及限流电抗器的技术参数。通过改造可显著降低罗平站220 kV单相或两相短路电流水平,有效改善了主变运行工况。     

500kV主变压器中性点加装小电抗器限制短路电流的研究

以东莞电网3个500kV变电站为例,分析500kV变电站220kV侧母线单相短路电流普遍超标的主要原因,提出限制单相短路电流的措施。针对自耦变压器中性点经小电抗器接地方式,阐释小电抗器的电抗值与单相短路电流的关系以及小电抗器对继电保护的影响,从节省投资、简化电路结构的角度推荐采用变压器中性点与小电抗器之间不安装隔离开关的电气主接线方案。东莞电网500kV变电站500kV自耦变压器采用中性点经小电抗器接地方式后,限制220kV侧母线单相短路电流效果明显,增强了变电站短路电流水平对电网建设的适应性。     

预防220kV变压器受短路冲击损坏事故的一种措施

当220kV变电站的110kV侧发生单相接地故障时,有可能造成主变压器遭受冲击而损坏。通过分析变压器绕组的抗短路能力,发生单相接地故障时流入变压器的短路电流,可知国产老旧变压器极易受到短路电流的冲击而损坏。文章以唐山供电公司的3个变电站为实例,介绍了一种通过改变主变压器中性点的接地方式,即在主变压器110kV中性点加装小电抗器,减小单相故障时的接地短路电流及流入主变压器绕组的短路电流,从而保护主变压器的措施。改造的效果是比较好的。     

架空线柔性直流电网的直流短路电流限制研究

建立了±500 kV架空线柔性直流电网的电磁暂态仿真模型,较为详细地计算、分析、比较了极间短路等严重故障下的短路电流与换流站闭锁时间。研究结果表明,合理地配置限流电抗器是限制短路电流、防止多个换流站闭锁的有效手段。研究了限流电抗器的配置方案以及改进的限流措施,使得站外直流线路故障不会造成任何换流站闭锁,满足设计与运行的要求。     

基于大容量高速开关装置的限流器在姚家220kV变电站中的应用

针对姚家220 kV变电站10 kV侧限流电抗器功率损耗过大的问题,采用国家电网公司依托工程基建新技术推广应用方案,将限流器与限流电抗器并联运行。正常运行时,限流器将电抗器短路,解决无功率损耗大、母线电压降低等问题;短路故障时,限流器在5 ms内快速退出运行,电抗器起到限制短路电流的作用。进行全寿命周期成本计算分析表明,限流器技术的应用大幅降低了变电站的全寿命周期成本。     

220kV变电站限流电抗器配置方案研究

在采用240MVA及以上大容量主变的220kV变电站中,主变10kV侧通常设有限流电抗器,以限制10kV母线故障短路电流。本文研究了两种常用的限流电抗器配置方案,通过技术经济比较分析,推荐变电站采用设有总回路限流电抗器的配置方案,并建议取消电抗器前的隔离开关。     

银川东换流站主变压器中性点电抗器配置方案

针对宁夏电网±660 kV银川东换流站330 kV母线单相短路电流超过了开关额定遮断电流的问题,依据宁夏电网2014年及2016年规划主网架结构,研究了±660 kV银川东换流站750 kV主变压器中性点加装小电抗的限流效果,以有效限制短路电流。通过对电抗器工频过电压、电流和操作过电压、电流的计算分析,选取了中性点避雷器参数,提出了主变压器中性点电抗器的工频和操作过电压水平,对电抗器的动、热稳定电流进行了选择,确定了中性点电抗器的技术参数。结果表明:±660 kV银川东换流站750 kV主变压器加装小电抗可有效限制330 kV母线单相短路电流。     

防止变压器因突发短路冲击损坏的研究

变压器出口和近区短路故障已成为变压器损坏的最主要因素.为防止变压器因突发短路冲击损坏,提出了一种新的限制变压器出口短路电流的措施--加装节能型电网限流装置,正常运行时短接电抗器,故障发生时在3 ms内接入限流电抗器,达到限制短路电流的目的,不仅节能降耗、提高系统运行电压,而且有效地保护了变压器的安全运行.挂网运行结果表明:节能型限流装置动作准确,运行损耗极小,可大幅度提高变压器耐受短路冲击的能力.     

串联电抗器限流技术在江苏电网的应用研究

随着500 kV变电站的新增布点及增容扩建、机组的接入以及220 kV电网的日趋密集,220 kV电网短路电流越限问题日趋突出。为控制电网中短路电流的增长,可考虑在电网中加装串联电抗器。本文首先简要阐述了串联电抗器限制短路电流的原理。随后通过调研串联电抗器的生产制造能力和国内外电网中现有工程的运行现状,分析总结了串联电抗器在江苏电网应用中的优缺点。针对2019年~2023年规划中的南京江北电网,串联电抗器的应用有效地限制了电网中的短路电流,维持了电网的合环运行,提高了电网运行的可靠性。基于本文分析研究,在未来江苏电网中加装传统的串联电抗器技术是现阶段具有可行性的短路电流控制措施。     

匝间短路故障下干式空心电抗器电动力仿真研究

干式空心电抗器运行过程中,由电动力引起的振动现象是其发生匝间短路故障的主要原因之一.为进一步研究电抗器匝间短路故障时电动力分布,利用有限元软件建立了5包封电抗器场-路耦合模型,对正常运行以及发生匝间短路故障的干式空心电抗器的磁场、电流以及电动力分布进行仿真研究.结果表明:正常运行的干式空心电抗器电动力呈现挤压电抗器的趋势;匝间短路发生时,短路匝内部会流过相位落后其余包封电流90°、幅值极大的短路电流;受短路电流及短路匝附近畸变磁场的影响,短路匝上电动力也会急剧增大,且相位也会发生变化.研究工作全面地揭示了电抗器匝间短路故障下工作状态,对电抗器设计和运维提供了理论参考.     

云南电网短路电流超标原因及限制措施研究

结合远景年电网规划,分析云南电网短路电流的分布特性和变化规律,采用二端口等值电路分析短路电流的主要影响因素。指出500 kV侧短路电流主要取决于500 kV侧电网结构,因此其限制措施应主要在500 kV电网层面解决,主要有网络拓扑结构优化、更换设备、加装限流电抗器或故障电流限制器等;而220 kV侧短路电流主导影响因素不具一致性,需依据站点具体情况匹配相应的限制措施。综合限流效果、经济性等因素,提出相适应的限制措施。     

干式空心电抗器匝间短路汇流母排电流变化规律的研究

干式空心电抗器故障发生最多而又难以检测的是匝间短路故障,除了单根导线绕组的匝间短路外,还有多根导线绕组相互间的匝间短路,而对于电抗器后者故障的研究与保护目前几乎处于空白。针对此问题,文中提出了汇流母排不平衡电流法测绕组间短路,建立了电抗器不同绕组间短路的短路模型,并对其进行了数值仿真,最后实验测量单相干式空心电抗器各汇流母排之间的不平衡电流,验证汇流母排不平衡电流法的可行性。实验发现:不同的导线绕组间发生匝间短路后,短路位置越靠近电抗器端部母排电流测量位置其不平衡电流越大;短路位置越靠近电抗器中部母排电流测量位置其不平衡电流越小;且单相干式空心电抗器发生短路时汇流母排不平衡电流值远远大于单相电抗器短路时总电流变化值。相比于目前依托于单相总电流变化引起的三相零序不平衡电流检测匝间短路故障灵敏度得到极大提高。     

500 kV限流电抗器对瞬态电压的影响及限制措施

采用电抗器限制500 kV线路的短路电流是一种可行的方法。但在限制短路电流的同时,电抗器的引入会引起断路器瞬态恢复电压的变化。本文以我国华东电网采用500 kV电抗器限制短路电流的工程项目作为背景,分析了不同短路情况下电抗器对瞬态恢复电压的影响,分析表明,三相短路时对瞬态恢复电压的影响要比单相短路时严重,采用并联电容器的方法可以降低瞬态恢复电压的影响,但要求的电容器容量较大。     

确保35kV母线安全可靠运行的措施

针对35kV母线短路电流过大,影响到母线安全运行的情况,采取在一次设备上加装限流电抗器的办法来限制母线短路电流,在二次保护上加装微机母差保护或在上级变压器35kV侧新增一段限时速断保护,以较短时间切除母线故障。     

开关型高压电网故障限流装置研制

针对日趋严重的电网短路电流超标问题,采用基于爆炸式快速开断载流桥体的大容量高速开关装置(Fast Switching Release,FSR)与限流电抗器一体技术研制了"节能型限流装置",并在宁夏220 kV步桥变电站成功运行;基于高速大遮断容量真空断路器技术、短路电流快速识别技术、相控技术与限流电抗器相结合研制了"330 kV开关型零损耗电网限流装置",并在宁夏330 kV迎安I线成功进行2次短路试验。现场运行及试验结果表明:2种开关型高压电网故障限流装置从根本上解决了电网故障限流技术实用化中面临的安全性、可靠性以及经济性等关键问题,标志着电网故障限流技术取得了一个突破性的进展。     

750kV乌北片区电网短路电流现状及改进措施

由于电源大规模投运,750 kV乌北变电站短路电流水平严重超过了断路器额定开断能力。针对750 kV乌北变电站220 kV侧短路电流严重超标的问题,分别从电网运行方式调整、发电厂升压站采用高阻抗变压器、加装限流电抗器及变电站中性点加装限流电抗器几个方面对短路电流下降情况进行了相关分析计算,但合理的网架结构和电源装机规模是解决短路电流超标问题的最根本途径,结合远期750 kV五家渠变电站的投运对乌北片区短路电流进行了预测。该分析结果对于合理规划750 kV片区电源容量,限制电网短路电流水平具有一定的参考价值。     

一起35 kV干式空心电抗器故障分析

结合干式空心电抗器的绝缘材质、运行环境及运行方式的瞬变,对一起35 kV干式空心电抗器故障原因进行分析,发现导致故障发生的主要原因是电抗器的绝缘材质耐热等级低和电容器组的频繁投切导致绕组局部匝间绝缘击穿,造成电流急剧增大,大电流产生高温诱使绕组绝缘相对薄弱处发生匝间短路.并针对性提出故障防范措施,为电抗器的安全运行提供保障.