干式空心并联电抗器截流投切过电压分析

近年来,35kV电网中真空断路器开断并联电抗器时发生了多起事故,而干式空心电抗器故障多数是匝间绝缘缺陷造成匝间短路引发的,因此干式空心电抗器匝间绝缘问题已经越来越被重视。由真空断路器分闸引起干式空心并联电抗器过电压对电抗器的匝间绝缘老化起到了至关重要的作用。基于上海某变电站实际电气主接线,构建投切35kV并联电抗器单相模型以及三相模型,并且考虑到三相模型中另外两相的工频电源对首开相产生的影响,计算由断路器分闸产生的最大截流过电压达到7.3(标么值)而同时开断三相电抗器时产生的最大截留过电压高达8.6(标么值)。     

220kV变电站35kV侧真空断路器开断并联电抗器过电压保护方案研究

针对多次发生35 kV真空断路器开断并联电抗器引发过电压事故的某220 kV变电站,建立了基于ATP-EMTP的电磁暂态模型,介绍了三星型避雷器、组合式四星型避雷器和RC阻容吸收器这3种不同的保护装置,仿真分析计算了将这3种保护分别各自安装在35kV母线、断路器负荷侧和并联电抗器侧时的过电压.研究结果表明,三星型避雷器几乎无法限制相间过电压,组合式四星型避雷器对相间过电压有一定的限制作用,RC阻容吸收器对相间过电压的限制效果最好,而单独安装一种保护装置无法同时有效抑制各处的过电压.     

特高压并联电抗器中性点小电抗的过电压及绝缘水平分析

为了提高特高压输电系统的可靠性和安全性,利用EMTP建立了1 000 kV典型输电系统的仿真模型。分别针对工频、操作和雷电过电压情况下中性点小电抗的过电压进行了计算分析,研究了并联电抗器和金属氧化物避雷器对过电压的抑制效果,重点分析了并联电抗器中性点小电抗的过电压,并对其绝缘水平进行了核算。实验发现：并联电抗器可有效抑制线路以及小电抗上的工频过电压,避雷器可以有效限制操作过电压以及三相重合闸过程中出现严重的过电压。中性点避雷器的额定电压推荐选取180 kV或192 kV,绝缘水平可选为：雷电冲击耐受电压要求值为550 kV,短时工频耐受电压要求值为230 kV。     

35kV干式空心并联电抗器切断过电压抑制装置设计及仿真研究

断路器分闸产生的过电压是引起干式空心并联电抗器匝间绝缘老化、击穿的重要因素之一。为抑制过电压对35 kV并联电抗器造成的损害,设计了一种阻容式过电压抑制装置,通过理论计算选择出抑制装置的电容和电阻值。采用MATLAB软件对不同截流电流值下过电压抑制装置的保护效果进行了仿真验证,仿真结果表明可有效抑制过电压;通过可靠性试验验证了装置样机运行的安全稳定性。     

基于电抗器开断过电压特征分析的匝间绝缘短路故障在线辨识

干式空心电抗器内部包封固化不易拆卸,当出现匝间绝缘短路故障时难以发现,停电检修维修成本较大周期较长,为了能利用运行中的信号在线检测出匝间绝缘故障,提出一种基于电抗器开断过电压特征分析的匝间绝缘故障辨识方法：在电抗器匝间绝缘短路故障分布式参数模型基础上,建立了带有匝间绝缘短路故障的电抗器开断过电压模型,分析匝间绝缘短路故障对电抗器开断过电压波形的影响作用,并利用变分模态分解算法对过电压波形进行频谱分析,最后搭建计及匝间绝缘故障开断过电压仿真模型,对存在不同程度的绝缘短路的电抗器进行开断模拟,获取电抗器开断电压波形及其振荡频率等数据,对波形数据进行分析和特征提取,量化开断过电压最大幅值及振荡频率与绝缘之间的差值,可以有效辨识出匝间短路故障。     

平波电抗器不同布置方式下雷电侵入波过电压仿真分析

鉴于平波电抗器不同布置方式会影响换流站内一次设备的雷电过电压耐受水平,采用EMTP/ATP电磁暂态仿真软件,建立±800kV典型换流站直流侧雷电侵入波过电压计算模型,计算了高压极母线和中性线母线上平波电抗器不同布置方式下站内设备的反击耐雷水平。结果表明,部分布置方式可以显著降低换流站高压极线侧单台平波电抗器两侧过电压最大值,这对提高平波电抗器运行可靠性和增加绝缘裕度具有一定的参考价值。     

10 kV配电线路感应雷过电压特性及影响因素

感应雷过电压是造成配电线路跳闸频繁的主要原因之一。规程法计算配电线路感应雷过电压简化了计算过程,未考虑充分雷电放电物理过程及其他因素的影响。对此,基于HФidalen感应雷过电压计算方法,建立了10 kV配电线路感应雷过电压计算模型,并分析了落雷位置、雷电流幅值及波形、回击速度、大地电导率、线路长度及架空线高度等因素对线路感应雷过电压特性的影响。结果表明,雷电流波前陡度、回击速度、大地电导率、线路参数等显著影响线路感应雷过电压波形;配电线路感应雷过电压幅值随雷电流幅值、回击速度的增大而近似线性增大;配电线路感应雷过电压幅值随雷击点与线路间距、波前陡度、大地电导率的增大而非线性减小。研究成果可为配电线路防雷提供参考。     

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。     

±800kV换流站交流场线路操作过电压仿真分析

操作过电压是造成电网内高电压设备损坏的重要原因之一,了解过电压情况,以便采取防护措施,防止损坏设备。以±800kV扎鲁特换流站交流场500kV线路为例,采用电磁暂态计算软件EMTPE/EMTS进行建模,从理论上分析线路操作过电压产生原因,对投切线路及线路单相故障操作过电压进行仿真分析,仿真过电压数据低于规程要求值,为系统调试提供了理论依据,系统调试期间采集现场实测数据,实测数据与仿真数据一致,验证了模型的正确性。研究结果为线路运维管理提供了理论依据。     

长距离电缆线路无功及其过电压计算研究

随着国民经济的快速发展,架空线路受环境的制约越来越大,从而使得地下电缆的使用越来越广泛,由于交流电缆的单位长度电容约为架空线的18倍,所以在线路空载时过电压现象严重,在110 kV长距离电缆线路中,为解决工频过电压和操作过电压对输电线路的影响,在EMTP中建立仿真模型,通过在线路上并联电抗器的方式进行无功补偿。     

500kV同杆线路强耦合破坏性分析及改进方案

全线同杆双回线一侧并联电抗器运行方式在超高压线路中颇为常见。并联电抗器吸收电网容性无功的同时,也有可能与线路的感应电容配合形成谐振,在未并联电抗器线路带电运行,带有并联电抗器线路停运检修的状态下,线路相间耦合电容作用使得停运线路产生感应电压,此时如果线路高抗和线路参数匹配,符合谐振条件,那么就会在停运线路上产生很高的谐振过电压损坏电力设备。本文通过对初步感应电压电流、工频谐振以及潜供电流恢复电压的计算分析同杆双回线路强耦合所产生的高压极其破坏性,旨在避免500kV同杆双回高压线路强耦合谐振导致的事故发生。     

中性点空气间隙击穿事故的仿真分析

35kV系统作为配电网的主干网,其运行状况直接关系到客户的用电安全。对一起35kV变电站发生的中性点空气间隙击穿事故,通过查阅事故发生时的天气状况,结合变电站单母线、单主变接线方式,进行了过电压仿真分析和计算。结果表明,发生事故的主要原因是35kV线路遭受雷击,雷电冲击侵入主变压器,导致中性点与A相接线排之间发生空隙放电。在总结这次事故教训的基础上,提出了防范此类事故的技术措施和建议。     

某核电站新增联络变VFTO计算与分析

某核电站原来#1、#2号联络变因VFTO导致变压器线圈被烧损,在新增#3联络变改造项目时,设计需充分考虑VFTO对新联络变压器的影响,避免再次发生类似事故。采用ATP电磁暂态计算程序,建立了电站中各GIS设备的电气模型,对420 kV/525 kV GIS中扩建联络变间隔内隔离开关操作引起的VFTO进行仿真计算,通过对10种典型操作方式进行计算和评估,结果表明操作隔离开关附近的过电压值最高,为2.95 p.u.,变压器入口处过电压最大为1.60 p.u.,设备的绝缘等级等参数具备承受VFTO过电压的能力。     

热电厂短路电流计算的心得体会

绍了电厂设计中短路电流计算的基本步骤：包括基本参数的描述、电路元件标么值的计算、短路点短路电流的计算;并介绍了短路电流的计算方法：如基准值的选取、短路阻抗标么值计算、等值阻抗图的简化等。通过短路电流计算的基本步骤和计算方法的介绍使电气设计人员对纷繁复杂的短路电流计算有了清晰的思路和可靠的方法,解决了电气设计人员在短路电流计算时无从下手的困难。     

1000kV变电站雷电过电压的研究

将1000kV变电站与进线段结合起来,考虑雷击点与变电站距离,雷击处雷电流不同的幅值,杆塔冲击接地电阻等不同的影响因素,采用EMTP-ATP对1 000 k V雷电侵入波过电压进行了仿真研究。研究表明,雷击点的不同,雷击处不同的雷电流幅值,杆塔冲击接地电阻的不同都会给变电站内各设备雷电过电压产生较大的影响。验证了避雷器的保护效果,在变电站各设备前加装避雷器能有效的限制雷电过电压,并且在此前提下,在母线上加装1组避雷器,可更加有效的降低雷电过电压。最后提出在避雷器与变压器之前串联电感,以抑制雷电侵入波的陡度,并从工程经济的角度对加装的串联电感值分析,同时兼顾经济性与实用性,可为工程提供一定的参考。     

基于110kV长距离电缆线路的过电压研究

鉴于目前对线路过电压的研究大部分还停留在架空线路、短距离电缆线路、架空线路与电缆线路的混合线路,缺乏对长距离电缆线路过电压的分析,从多个因素出发,在EMTP电磁暂态仿真软件上搭建模型进行仿真计算。结果表明,在短距离时电缆线路不存在工频过电压,只需并联高压电抗器解决操作过电压问题,当线路较长时,需同时考虑工频过电压和操作过电压。     

基于声源定位技术的电抗器异响分析

针对监测35kV空心电抗器的健康状态尤其是机械故障缺乏有效方法的问题,基于波束形成技术,设计了一种传声器阵列声源定位系统,并将其应用于35kV电抗器声源定位,经对比分析正常运行和有异响电抗器的声学图像,确定了异响电抗器壳体支撑结构存在的缺陷。经实际检修,验证了分析结果的准确性,实现了电抗器机械故障的诊断。     

500 kV变频串联谐振系统空心电抗器的外部涡流损耗分析

变频串联谐振系统品质因数(Q值)是决定现场耐压试验中试品电压能否达到额定值的关键,电抗器作为串谐系统的关键部件,其漏磁损耗会严重影响整体系统的Q值。为提高系统Q值,利用有限元方法,针对500kV海缆耐压试验设计的变频串联谐振系统空心电抗器,仿真分析了不同绝缘高度对电抗器涡流损耗的影响,发现将电抗器垫高其外径的1/2以内,可有效降低地网中的损耗功率。进而通过试验测量了不同底座高度下该变频串联谐振系统空心电抗器的Q值和地网发热情况。结果表明,地网中涡流主要集中在电抗器绕组外边缘下方,与仿真结果基本一致。     

10kV与35kV配电线路防雷技术比较

介绍了雷电过电压的分类,分析了10kV和35kV配电线路防雷技术的特点,提出了相应的防雷措施。实践应用的结果表明,10kV配电线路应重点考虑感应雷击过电压的防护,35kV配电线路则应同时考虑感应雷击和直击雷的防护。     

基于EMTP的同塔并架多回线路防雷计算

通过对110 kV和220 kV单条输电线和同杆并架双回输电线路的防雷性能的仿真和计算,分析研究在多种雷击方式下输电线路的耐雷水平。采用国际通用的电力系统电磁暂态分析的仿真软件Elector-Magnetic Transient Program（EMTP）,对雷电侵入波在输电线路上所产生的过电压进行分析计算,得出过电压分布和变化的规律,进而从技术上和经济上限制雷电侵入波过电压。