基于真空断路器预击穿特性的海上风电场集电网合闸暂态过电压仿真研究

海上风电场中压电缆集电系统真空断路器在闭合空载变压器操作中,真空断路器预击穿会在机端变压器的高压侧产生暂态过电压,该过电压与电缆作用产生高频振荡过电压将对变压器绝缘产生损坏。文中研究真空断路器预击穿产生高频暂态过电压的机理,在PSCAD/EMTDC暂态分析软件上搭建真空断路器预击穿现象的自定义模型,并将此模型应用于简化的海上风电场中压电缆集电系统模型,研究合闸初相角、电缆长度和机端变压器位置对暂态过电压的影响。仿真结果表明机端变压器位于机舱且合闸初相角为15°过电压陡度最大,在机端变压器加装扼流线圈和并联小电容的过电压保护装置后,暂态过电压陡度得到了明显的抑制。     

750kV变压器高压侧空载合闸过电压因素分析

利用电磁暂态分析软件ATP-EMTP搭建了变压器空载合闸仿真模型,对750 kV变压器空载合闸过程进行了仿真,将仿真结果与某750 kV变电站主变启动试验过程中发生的过电压波形进行对比,并通过改变主变合闸条件进行仿真研究影响变压器高压侧空载合闸过电压的因素.提出变压器高压侧空载合闸产生的过电压波形由两部分组成,一部分为...     

黑启动过程中空载变压器合闸过电压及其限制措施

空载变压器合闸时可能产生的幅值较高、持续时间较长的谐振过电压会导致避雷器吸收能量过大而损坏。研究黑启动电源通过升压变压器带空载长线路,在空载变压器合闸时导致的过电压情况,并提出了限制合闸过电压的措施。结论为：不采取措施下进行空载变压器合闸,在绝大多数情况下金属氧化物避雷器（MOA）吸收能量超过避雷器自身的能耗允许水平;若500 kV主变压器合闸前第三绕组带上一定容量的低压电抗器,可以有效地降低空载变压器合闸过电压水平及MOA吸收能量;加载地区负荷和在主变压器断路器安装选相合闸装置对抑制空载变压器合闸过电压的效果明显。     

XLPE电缆参数对天津某220 kV GIS变电站雷电过电压的影响研究

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆在220 kV GIS变电站中作为架空-电缆进线或GIS-主变压器连接线已获得广泛应用,但电缆长度、导体截面积对主变压器雷电过电压的影响规律尚不明确。采用电磁暂态程序ATP-EMTP计算了天津某220 kV GIS变电站的雷电入侵过电压,分析了进线和主变压器连接处的电缆长度、导体截面积对主变压器过电压幅值的影响。结果表明,随着进线电缆长度的增大,主变压器过电压幅值减小;随着主变压器连接电缆长度的增大,主变压器过电压幅值增大。随着进线及主变压器连接电缆的导体截面积增大,主变压器过电压幅值减小。     

特高压空载变压器谐振过电压和励磁涌流分析及抑制方法

为研究从1 000kV侧合闸空载特高压(UHV)变压器的暂态特性,并确定其过电压和励磁涌流的幅值,从而为以后运行中合闸空载变压器的操作方式提供技术依据,首先将特高压交流试验示范工程系统调试时合空变过电压和励磁涌流的实测结果与模拟计算结果进行了对比,并找出了合理的的变压器励磁曲线和剩磁取值以提高仿真模型的准确性,在此基础上进行了合闸空载变压器的模拟计算。结果表明,变压器励磁曲线的电压不宜取得过低,变压器剩磁宜取40%～50%。将所选取的变压器励磁曲线和剩磁运用到特高压交流试验示范工程扩建工程的合空变研究中,并计算了从1 000kV侧合闸特高压空载变压器的过电压和励磁涌流。研究结果表明,合闸特高压空载变压器产生谐振过电压的可能性比合闸500kV变压器大,长治站和荆门站特高压空载变压器合闸均没有出现谐振过电压,而南阳站合闸第2台特高压变压器时产生了标幺值>1.3(基准值为(槡2×1 100/槡3)kV)的谐振过电压,并且基本上不衰减;合闸电阻可有效地抑制该谐振过电压;合闸时产生的励磁涌流均不大。     

主变空载合闸引起的电缆护层过电压分析

变压器空载合闸过程中由于电磁振荡产生过电压,若系统中存在高压电缆,电缆内部过电压耦合到电缆护层造成护层上电压较高,护层过电压与电缆布置方式和护层接地方式有关。文中针对白莲河抽水蓄能电站主变空载合闸时,电缆端部有异常放电声,并可见放电火花的现象,对主变空载合闸时系统产生的过电压进行测量,并对放电现象进行观测;同时采用ATP/EMTP软件计算空载合闸过电压耦合到电缆护层上的过电压大小。测量结果表明:空载合闸时主变侧过电压值并不大,进而计算得到放电处护层过电压最大值为21.49 kV,频率在600 kHz以内,大于过电压保护器动作电压,高频电流注入地网造成电缆支架处地电位升击穿其和护层绝缘间空气间隙。     

220kV高压电缆合闸过电压研究

应用ATP/EMTP电磁暂态仿真软件对某地区220kV高压交流电缆的合闸过电压进行研究,建立了过电压的仿真计算模型,计算了过电压水平,并分析了合闸电压特性及其影响因素。此外,还研究了屏蔽层接地方式、合闸相角、残余电位水平对电缆过电压的影响及合闸过电压的规律,提出了抑制合闸过电压的措施。研究成果对工程中合闸过电压检测与抑制具有指导意义。     

500kV XLPE海底电缆绝缘及护套暂态电压仿真计算

舟山500 kV联网工程将是世界上首条敷设500 kV交联聚乙烯(XLPE)海底电缆的架空线–电缆混联输电线路。针对500 kV XLPE海底电缆系统绝缘配合问题,基于舟山混联输电线路,应用PSCAD/EMTDC软件建立了全线路系统仿真计算模型,并分析了电缆两端及中间接地体的建模问题,计算了海底电缆绝缘和外(绝缘)护套上各类暂态电压特性及其分布。计算结果和研究分析表明:操作空载线路在电缆绝缘上可产生最高约800 kV的操作暂态电压,通过断路器加装合闸电阻可有效限制操作暂态电压在500kV以下,而最大雷电流(100 k A)直击线路时,电缆绝缘上的雷电暂态电压达到1 230 kV;电缆外护套上产生的最大暂态电压均出现在电缆长度的中间段,雷电直击架空线路时达到11.4 kV,各种操作暂态电压最高达6.45 kV,而最大短路电流为35.6 k A时工频感应电压有效值达到3.04 kV;各种暂态电压下电缆的绝缘配合均满足500 kV电缆标准要求。该研究结果为500 kV XLPE海底电缆的绝缘设计及工程应用中的绝缘配合提供了必要的基础。     

基于ATPDraw的高铁线路合闸过电压研究

为研究新建高铁线路上的典型操作过电压对系统安全运行的影响,以330 kV高铁线路为研究对象,在分析合闸空载线路操作过电压物理过程的基础上,建立合理的电路模型;通过电力系统暂态分析软件ATPDraw对该电路模型进行仿真研究,并对4种不同方案下线路末端所产生的过电压大小值进行对比分析.结果表明:三相不同期合闸时,先合闸相产生的过电压比同期合闸产生的过电压要高;加装并联电抗器可有效抑制合闸过电压;三相不同期合闸产生的过电压在某些电源相角下可超过1.5倍.     

发电厂500 kV GIS升压站主变压器合闸过电压分析

发电厂GIS升压站具有高度封闭化的特点,在GIS断路器操作过程中产生的暂态过电压过程复杂。以某发电厂500 k V GIS升压站主变压器合闸过程中出现的绕组绝缘损坏事故为分析对象,采用电磁暂态分析软件ATPEMTP建立发电厂一次设备及变压器绕组分布参数等值电路,对故障变压器合闸过电压及变压器内部电压分布进行了仿真计算。分析结果表明,变压器合闸过程中未出现超过其理论耐受能力的过电压;通过合闸时刻变压器绕组电压分布与绕组损坏情况对比表明,变压器绕组绝缘击穿的原因是其自身绝缘缺陷。     

同塔双回架空线-电缆混合输电方式合闸暂态过电压仿真计算分析

为了研究同塔双回架空线-电缆混合输电方式下的合闸暂态过电压,选取某供电局220 kV罗文甲线为研究对象,利用ATP-EMTP电磁暂态计算程序建立了同塔双回架空线-电缆混合输电方式暂态模型,对合闸暂态过电压进行了研究,分析了旁边线路带电与检修状态、合闸不同期对合闸暂态过电压的影响;同时,对合闸暂态过电压进行了简单的容升效应分析。     

500kV XLPE海底电缆线路的暂态电压及绝缘配合研究

基于舟山混联输电线路工程,应用PSCAD/EMTDC软件,建模仿真研究了500 kV交联聚乙烯海底电缆绝缘和内(绝缘)护层上的各类暂态电压和绝缘配合问题,计算了断路器合闸操作、断路器重击穿和雷电流侵入时电缆绝缘及内护层上暂态电压的分布特性,分析了短路及故障电流、电缆中间段金属护套与铠装短接、电缆接地体阻抗等对电缆内护层感应电压的影响。结果表明:操作空载线路和最大雷电流侵入在电缆绝缘上可分别产生最高850 kV的操作暂态过电压和1 230 kV雷电暂态过电压,通过在断路器上加装合闸电阻和(或)在电缆上并联合适电抗器可以有效限制操作暂态电压;单相金属性短路故障和最大雷电流侵入在电缆内护层可分别产生最高7.5 kV和11.4 kV的暂态电压,电缆中间段金属护套与铠装短接方式可减小电缆内护层上约1/3的暂态电压,而电缆两端三相集中接地体的阻抗对电缆内护层上暂态电压的影响可忽略,各种暂态下电缆绝缘和内护层的绝缘配合满足500 kV电缆的相关标准要求。     

特高压空载变压器的合闸谐振过电压

研究了我国1000 kV特高压试验示范工程中可能出现幅值较高的合空载变压器谐振过电压现象，阐述了合空载变压器谐振过电压的机理与影响因素及其对策。在计算分析合闸电阻、投入低压电抗器等措施限制合空变谐振过电压效果的基础上，提出了抑制合特高压空载变压器谐振过电压的相应对策，以保证特高压试验示范工程的安全运行。     

高压断路器选相合闸方法研究

针对电气设备分相投切时产生暂态过电压、过电流,尤其是换流变压器等电磁耦合类设备单相合闸时引起励磁涌流的问题,提出了计及电磁耦合影响的高压断路器三相合闸方法。该方法考虑电磁耦合效应对单相合闸的影响,以换流变压器断路器投切为例建立选相合闸的计算模型,对于换流变压器不同接线方式,分别计算逐相合闸过程中各相电压幅值和相位的变化,按电磁耦合影响最小的原则确定选相合闸控制方法。利用高压直流工程仿真和现场运维实例验证,结果表明:相比现行的单相合闸策略,采用计及电磁耦合影响的三相合闸方法,换流变压器空载合闸时暂态过电流减少明显,充电励磁电流波形较为平滑,抑制了励磁涌流的产生。     

微电网中合闸空载电缆时的过电压

为了分析合闸空载电缆对微电网过电压的影响,文中基于PSCAD/EMTDC软件搭建了微电网合闸过电压仿真模型,设计了3种常见类型的微电源:小型同步发电机,基于异步电机的风力发电机组,基于逆变设备的微电源.仿真研究了不同电缆长度、不同微电源类型以及不同运行方式下的过电压水平.仿真结果表明,在电缆长度小于1 km范围内.合闸空载电缆过电压超过了4(标幺值),威胁设备绝缘,同时,微电源种类、系统参数以及运行方式对微电网合闸空载电缆过电压也有一定的影响.     

220kV电力电缆线路合闸操作过电压分析

在一侧断路器断开状态下,某220 kV电缆线路线遥控合闸后两套纵联保护动作事故跳闸。巡检发现,该电力电缆C相接头击穿。为探究电力电缆在合闸过程中的过电压情况,分析事故原因,对修复后的电缆线路进行与事故情况同一状态下的线路投切试验,监测投切过程中的电压和电流情况。同时,针对线路空载合闸过程中电缆沿线各处可能存在的过电压情况,采用电磁暂态计算程序PSCAD,对该电缆线路合闸过电压进行仿真分析计算。最后,针对实测和仿真结果提出了运维对策。     

切空载变压器过电压仿真计算

对10kV及以下配电系统中各种不同的接线方式下,切空载变压器所产生的截流过电压进行了研究。采用ATPDraw程序,建立了不同接线方式下切空载变压器的计算模型,考虑了不同型号的变压器与不同长度电缆的组合,计算了昕产生的过电压,给出了能否取消避雷器应视具体情况而定的结论。     

特高压直流换流变压器励磁涌流及其抑制

对换流变压器空载合闸引起的励磁涌流进行研究是特高压直流工程过电压、滤波器设计以及保护配置的重要依据之一。为研究特高压直流换流变压器励磁涌流产生的原因,结合铁磁性材料的饱和特性曲线,从原理上说明励磁涌流的产生条件。结合单相换流变压器简化数学物理模型分析,建立电磁暂态仿真模型进行验证,仿真模型基于±1 100kV特高压直流用高压端换流变压器,根据系统主回路参数计算结果,将其作为设计输入提供给变压器制造厂商,并推算出换流变压器饱和特性曲线。最后研究了系统短路容量、合闸电阻以及选相合闸对励磁涌流的影响及抑制作用,研究结果对于特高压直流,特别是±1 100kV直流系统换流变压器的励磁涌流及其抑制具有指导意义。     

500kV空载线路投切试验对比分析

针对500kV南阳白河变电站和新乡获嘉变电站系统调试中进行的500kV空载线路投切试验，对三条500kV空载线路投切过程中测录到的分闸过电压及合闸过电压等暂态数据作了分析。     

750 kV输变电示范工程操作暂态现场实测与计算分析

以实测结果为参考,基于电磁暂态分析理论并通过数字仿真分析验证了合750kV空载变压器过程中产生持续时间短、振荡频率和幅值很高操作过电压的机理。通过仿真计算再现了750kV线路单相分合操作过电压很高的现象,比较了750kV线路操作过电压实测和仿真预测结果,确认出现该现象的原因是断路器合闸电阻未能正常投入。据此,建议及时消除断路器中可能存在的隐患,保证系统安全运行。