团林换流站高压直流电压异常波动分析与处理

2011年5月5日,±500 kV团林换流站直流线路低电压保护先后动作两次,通过对故障录波分析、RTDS仿真、理论计算等方法判断实际直流线路无故障,动作原因为团林换流站高压直流母线分压器测量电压异常波动引起。笔者介绍了团林换流站高压直流电压异常波动详细过程及原因,并提出了对直流分压器二次测量回路进行接地故障点检测的建议,成功解决了高压直流电压异常波动故障,消除了可能引起直流系统停运的隐患。     

复奉特高压直流分压器二次电压异常原因分析

根据向—上工程复、奉两站特高压直流分压器二次侧电压异常跳变多发生在阴雨、雾霾天气的特征,文中从直流分压器的工作原理、内部电阻发热、外部电场畸变等方面对故障原因进行了分析。分析结果表明由直流分压器内、外电压差过大产生的径向放电而引起的分压器高压臂阻容元件短路是导致分压器二次侧电压跳变的原因。表面上污秽和潮湿环境下,直流分压器绝缘子外表面电场强度发生了强烈的畸变是产生径向放电的直接原因;实际上现有直流分压器在结构设计上存在缺陷使得直流分压器内部发热严重,在温度场垂直方向上呈现上高下低的梯度分布才是分压器出现故障的根本原因。电场作用下,正是由于这种温度梯度的分布与绝缘子表面积污相互耦合才使得分压器在内、外电压在径向方向上电压存在极大的差异,进而引发径向放电。为避免类似故障的产生,应高度重视现有直流分压器这种结构设计上的缺陷。在今后直流分压器的设计中,需对直流分压器结构进行优化或加强散热措施,最大限度地减小直流分压器内部垂直方向上的温度梯度。     

张北柔直电网直流分压器二次电压测量异常引起误闭锁机理分析及改进措施

针对张北柔直电网试验示范工程某±500 kV换流站系统调试期间发现直流电压测量异常导致换流器误闭锁事件,通过对站内直流分压器结构及设计原理进行分析,研究了换流器误闭锁机理.发现直流分压器物理结构存在一定设计缺陷,直流分压器二次分压板二次测量电缆1路断线情况下,引起另外2路测量电压异常升高,达到柔直电网直流控制保护系统过电压保护定值,换流器误闭锁.针对存在的问题,分别从硬件和软件2个方面提出了改进措施并加以验证,有效地解决了直流分压器二次故障引起电压测量异常以致闭锁换流器的问题,为柔直电网中直流分压器的设计和选型提供了参考.     

团林换流站电压突变量保护研究

根据团林换流站电压突变量保护动作现场反馈的信息进行故障原因分析,判定为测量系统故障造成保护动作。基于直流电压信号测量传输回路和直流分压器的结构分析,指出了发生故障的最小区域。通过与换流站运行的控制保护设备完全相同的试验系统进行相关的验证,并进行RTDS仿真试验。结果表明,直流分压器测量回路故障造成保护动作,保护动作行为正确。最后,给出了解决问题的建议。     

高压直流分压器的现场试验

换流站中的直流分压器用于测量高压直流母线的电压,在介绍直流分压器及相关的测量系统的构成及现场试验方法后,提出了直流分压器低压侧参数的调整依据.     

直流阻容式电压互感器用于直流输电谐波电压测量的研究

谐波问题的分析与控制是保证高压直流输电系统正常运行的重要内容。为了寻找最适当的测量方法,需要对电压谐波测量进行深入研究。直流电压互感器(DCVT)是测量直流输电系统电压的重要设备。本文介绍与分析了阻容式直流电压互感器的主要组件的特性,如同轴电缆、A/D与D/A转换器、光耦合器,详细分析了分压器的对地杂散电容对电压互感器频率响应的影响,非理想状态下元器件对测量误差的影响。理论分析指出选择一个合适的并联电阻的电容可以减小分压器对地杂散电容的影响,并且可选择精密电阻和电容来减少测量误差。实验结果表明,阻容式直流电压互感器适合直流谐波电压测量,而且测量误差小于0.2%,可达到10k Hz的频率带宽。     

天广直流逆变侧直流电压测量偏低故障时直流系统响应特性仿真研究

近期天广直流多次发生因逆变侧直流电压测量偏低故障导致直流系统电压异常升高的事件。为了研究这一事件的产生机理,结合控制策略对天广直流系统电压异常升高的原因进行了详细分析,并通过大量RTDS仿真试验,研究了在不同故障程度、功率水平、运行方式下发生逆变侧直流电压测量偏低故障时直流系统的过压水平和控制保护响应特性。仿真结果表明,逆变侧直流电压测量偏低会造成直流系统过压,且直流系统在不同的故障程度、功率水平和运行方式下有不同的控制保护特性,特别是在大功率模式和降压运行方式下可降低直流过压水平。     

高压直流分压器内部故障对电压测量的影响

高压直流分压器是换流站的主设备之一,其准确测量是确保高压直流输电系统正常运行的关键因素。介绍了高压直流分压器内部结构和电压测量原理,通过仿真分析几种常见的内部故障对分压器测量输出值的影响,提出了相应的预控措施。     

高肇直流极线直流分压器改造方案的研究

高肇直流极线直流分压器长期存在个别二次Sensor模块故障导致的电压波动问题,虽经更换故障Sensor模块可解决问题,但是严重影响到功率输送及系统安全稳定运行.通过对比分析兴安直流、天广直流工程极线直流分压器改造方案的异同,针对高肇直流极线直流分压器的特点,提出三种问题解决方案,并指出各方案的实施难点,最后综合分析认为方案三既充分利用了现有备品,又可保证直流电压测量装置的准确度,具有较强的可操作性.目前已按照该方案开展改造工作,同时对后续工程直流分压器选型提出了相关建议.     

特高压直流输电工程直流分压器动态特性及其引起的误闭锁机理研究

为研究直流分压器暂态特性引发特高压直流误闭锁的机理,首先求取了直流分压器的传递函数。特别地,对其二次侧放电回路击穿后的暂态过程进行理论推导。分析表明,直流分压器二次侧放电回路击穿后即使一次侧直流电压维持不变,电压测量值也需经历一个百毫秒级的暂态过程,方能恢复正常水平。其次,针对某特高压直流因整流站直流分压器异常引发闭锁的实例进行分析,研究了特高压直流整流侧电压指令测量异常的工况下,控制保护系统各环节的响应特性,阐明了该工况下直流电压、电流异常降落的原因,揭示了直流误闭锁机理。第三,基于PSCAD/EMTDC的仿真验证了理论分析的正确性,进而有针对性地提出了反事故措施建议,并利用仿真结果验证了措施的有效性。最后,对逆变站直流分压器二次侧放电回路击穿后暂态特性的分析表明,逆变站直流分压器二次侧放电管击穿短路不会导致直流系统控制保护系统异常响应,甚至发生闭锁事故。     

高压侧电压控制对电压稳定性的影响

简要介绍了发电厂高压侧电压控制原理和特性,并根据简化的发电机模型,应用特征根方法分析了HS-VC对一单机—恒功率负荷系统电压稳定性的影响,分析表明,高压侧电压控制可有效改善系统电压稳定性,改善程度和电压控制点位置α有关,α越大,控制点越接近高压侧,改善效果越好。实际系统算例的时域仿真验证了分析的正确性。     

动态电压恢复器电压跌落检测

动态电压恢复器中常用d-q变换法实时检测电压跌落,但是它的检测精度和实时性易受到三相不平衡情况下负序分量和低通滤波器的影响。提出一种改进的检测方法,首先对三相电压进行微分运算,构造线性方程组实现电网电压中的正、负序分量分离,再对正序分量进行d-q变换,消除负序分量的干扰,最后使用高截止频率低通滤波器滤除其他频次干扰,减少系统延时。理论分析和仿真试验都验证了其可行性。     

正序电压坐标和零序电压测量

零序电压是一个矢量，有大小及方向。在有中性点的系统中，用正序电压作参考坐标，进行零序电压测量，又用几何作图的方法，得出零序电压矢量图，在中性点没有引出的系统中，测出三相线电压，得正序电压坐标作参考，以三相电压作图，或者是计算得出零序电压矢量值，方法简单实用。     

电压跌落与动态电压调节技术

电压跌落是现代工业发展面临的最主要的电能质量问题之一。针对如何解决电压跌落对敏感负荷的影响,介绍了电压跌落的概念及其产生的原因、电压跌落对用电负荷的影响和动态电压调节器(DVR)补偿电压跌落在国内的应用情况。     

一种基于电容分压的电子式电压互感器

提出一种新型的电子式电压互感器，它结合了光纤和电容式电压互感器的优点，一定程度上解决了高压传输系统中的绝缘和抗电磁干扰等传统难题。     

基于电容分压器的电子式电压互感器的研究

分析了以电容分压器为传感元件的电子式电压互感器(ECVT)的工作原理、特性,介绍了ECVT的研制、试验情况及其暂态响应特性。分析研究表明,ECVT体积小、绝缘好、抗干扰能力强、无铁心饱和。ECVT带俘获电荷重合闸引起的暂态误差可用软件技术校正。一次侧短路时,暂态响应特征与短路发生时刻、分压器参数有关,而负载对暂态特性影响不大。     

关于高压测试中电压“测不准”问题的讨论

提出了电源测试中高压"测不准"的问题,从量化误差,环境噪声的干扰以及探头的共模抑制比和快恢复特性三个方向进行了分析与讨论。     

一种基于电容分压的电子式电压互感器

提出一种新型的电子式电压互感器 ,它结合了光纤和电容式电压互感器的优点 ,一定程度上解决了高压传输系统中的绝缘和抗电磁干扰等传统难题     

Voltage collapse

Voltage collapse is characterised by a loss of control of the voltage levels in a power system. Although all of the precise mechanisms that affect voltage collapse have not yet been identified, voltage instabilities are known to occur when the power system is operating under a stressed state. The authors discuss voltage collapse and its relationship with the point of maximum power transfer and how voltage collapse can be better predicted