穗东换流站交流滤波器电阻基波过流保护跳闸原因及对策

换流站配置的交流滤波器保护装置采用基波过流作为电阻的主保护。穗东站调试过程中,交流滤波器电阻基波过流保护动作最终导致云广特高压直流工程双极闭锁。针对此案例的分析显示,保护装置由于采样回路缺陷使谐波混叠入基波,造成了基波过流保护的误出口,并导致了直流双极闭锁。对此提出了改进措施,并加以仿真论证。在改进措施实施前,制定了运行风险控制措施以保证了直流系统的正常运行。     

整流侧大容量变压器充电对高压直流输电工程运行影响分析及改进措施研究

大容量变压器充电过程中产生的励磁涌流是交流系统常见的二次谐波来源之一,因高压直流输电工程固有运行特性,整流侧交流系统100 Hz谐波分量经直流换流阀转变后在直流侧呈现为50 Hz谐波分量,在直流线路谐波放大作用下,极易引发逆变站50 Hz谐波保护误动,甚至导致高压直流输电工程多回、多极闭锁,故在工程规划设计阶段需全面充分评估整流侧交流系统大容量变压器、换流变压器充电对直流工程运行的影响,同步策划解决方案。以某直流工程整流站换流变压器充电及整流侧交流系统电厂主变充电期间逆变站两起50 Hz保护动作为例,详细分析了保护动作原因,明确了整流侧大容量变压器、换流变压器充电对该直流输电工程安全运行的影响,并提出了后续运维建议及彻底整治措施研究的技术路线。     

西北电网主变充电引起青藏直流闭锁的原因分析及对策

根据系统谐波阻抗扫描和EMTDC仿真验证,分析了西北电网主变充电产生的2次谐波电压在柴达木换流站放大的原因,提出了抑制变压器合闸励磁涌流的措施。为了降低西北电网主变充电产生的2次谐波对直流系统运行的影响,利用直流系统设备耐受谐波的能力,在交流系统安全稳定的条件下对直流谐波保护进行了优化,并应用到青藏工程中。优化后的谐波保护提高了青藏直流联网工程适应弱交流系统的能力,降低了直流系统强迫停运的概率。     

直流单极-大地方式谐波特性及其对交流保护影响的分析

直流输电系统单极-大地运行方式对交流电网继电保护产生影响的根源在于直流偏磁导致电力变压器谐波以及电流互感器传变特性的变化,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序对直流偏磁下的变压器谐波特性以及保护用电流互感器传变特性进行了全面的仿真分析,得出相应的变化规律与特点,并以此为基础分析和评估了直流输电系统单极-大地运行方式对交流电网保护的影响。     

直流单极-大地方式谐波特性及其对交流保护影响的分析

直流输电系统单极-大地运行方式对交流电网继电保护产生影响的根源在于直流偏磁导致电力变压器谐波以及电流互感器传变特性的变化,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序对直流偏磁下的变压器谐波特性以及保护用电流互感器传变特性进行了全面的仿真分析,得出相应的变化规律与特点,并以此为基础分析和评估了直流输电系统单极-大地运行方式对交流电网保护的影响.     

变压器复杂电磁暂态下涌流特征及其对差动保护影响分析

近年来变压器差动保护误动拒动现象时有发生,现场数据表明差动保护事故多发生于比典型空载合闸复杂的场景。针对以上问题,基于电磁暂态仿真计算,研究了电力变压器在剩磁、直流偏磁、CT饱和以及复杂谐波等工况下的励磁涌流特性,深入分析了复杂电磁暂态环境下主保护的动作性能,并针对变压器保护的拒动和误动问题,提出了切实可行的措施,以提高复杂电磁暂态工况下变压器主保护的性能,减少不正确动作的发生,保证电力系统的安全运行。     

变压器和应涌流产生负序二次谐波的仿真分析

变压器空载合闸会导致与其串联或者并联的变压器产生和应涌流,发生涌流的两个变压器和电流表现出与典型涌流不同的特性,其中谐波特性也发生变化。在交直流混联电网中,换流器的谐波耦合特性使得交流电网中的谐波耦合到直流侧会引起直流保护误动,导致直流闭锁,威胁电网安全运行。本文基于工程实际变压器铁心磁化特性曲线参数,利用电磁暂态仿真软件PSCAD对变压器和应涌流进行仿真分析,仿真分析了单台变压器涌流的二次谐波特性及和应涌流和电流中的二次谐波特性,得到了单台变压器涌流中二次谐波电流以正序为主,和应涌流和电流中反而会出现较为明显的以负序为主的二次谐波电流的结论,这将为分析负序二次谐波对直流保护影响的工程实际问题提供分析依据。     

直流偏磁对二次谐波制动判据的影响及对策

为防止直流偏磁对变压器差动保护的正确动作产生影响,提出了一种新的变压器差动保护算法来消除此影响.研究了高压直流输电单极-大地运行引发直流偏磁的机理,分析了直流偏磁对变压器工作状态和励磁电流的影响及直流偏磁引起差动保护二次谐波制动误闭锁的原理;针对有、无直流偏磁的情况,研究了变压器正常运行和发生区内故障时差动电流的电气特征,并进行了谐波分析,再以此为基础对传统差动保护进行了改进.仿真结果表明,改进后的保护算法消除了直流偏磁对二次谐波制动判据的影响.     

大型变压器中性点串接抑制直流电流电容后对继电保护影响分析

直流输电系统双极不对称或单极大地回线运行时产生的地电流会导致变压器直流偏磁,影响变压器及交流系统的安全稳定运行。以某500 kV变电站主变压器直流偏磁为例,在其变压器中性点加装电容设备以抑制直流偏磁,但这会改变主变压器的零序阻抗,对零序电流保护和接地距离保护造成影响。为了研究对这些保护造成的影响,进行了理论分析研究,并对理论分析的结果进行了仿真验证。结果表明,在主变压器中性点加装小阻值容抗不会对相应继电保护的性能造成影响。     

间谐波对全周波傅里叶算法影响研究

随着智能电网的发展,以电力电子装置为代表的非线性负荷在电力系统中得到了广泛的应用,给电网带来大量谐波、间谐波。由于间谐波的存在,使得应用于仪表计量、继电保护特征量提取的全周波傅里叶算法结果产生误差,造成基波和谐波检测误差、保护不正常动作等。文章从理论上推导出了含单一频率间谐波的基波信号的全周波傅里叶变换表达式,从傅里叶变换表达式中提取了基波和二次谐波幅值,绘制了基波和二次谐波幅值波动范围随间谐波频率和含量的变化曲线,得出了间谐波对全周波傅里叶算法提取基波和各次谐波幅值影响的普遍性结论。最后,以变压器差动保护为例进行仿真验证,仿真表明:由于间谐波对全周波傅里叶算法的影响,会导致继电保护特征量提取误差,从而引起保护误动或拒动。     

励磁涌流下直流50 Hz谐波运行特性分析及应用

近几年南方电网发生了多起因换流变压器空投而导致的直流50 Hz保护误动事件。针对这个问题,分析励磁涌流下直流中50Hz谐波运行特性的基础上,结合影响规律提出了换流变空投前的交流系统强度边界及直流功率边界。先是分析了不同谐波源下直流50 Hz谐波特征,全面梳理了影响换流变涌流谐波的产生和传递的因素;基于PSCAD/EMTDC仿真平台,结合实际直流具体研究了关键因素剩磁、合闸角、交流系统强度以及直流功率对涌流谐波产生的影响,以换流变合闸涌流为谐波源分析了直流功率、直流运行方式、线路长度对直流中50 Hz谐波传递特性的影响;最后结合各因素的影响规律,在换流变涌流最严重时,分析得到不使直流逆变侧50 Hz保护误动的交流系统强度边界及直流功率边界,为实际工程换流变空投前的系统条件提供参考。     

换流站联络变充电励磁涌流对哈郑特高压直流运行影响分析

特高压直流工程送端换流站的联络变空载充电时产生的励磁涌流,使得换流站交流母线电压出现畸变,引发谐波进入直流系统。谐波将导致直流电压、电流以及功率波动,尤其是直流电流的谐波严重时,可能导致直流系统谐波保护告警甚至动作,影响特高压直流的安全稳定运行。基于系统实际条件,研究了天山换流站在不同操作方式下对新建750/500 kV联络变充电时的励磁涌流特性,评估了其对±800 kV哈密—郑州特高压直流谐波保护的影响,提出了联络变充电时的安全措施建议。研究成果为确保哈郑特高压直流的安全运行提供了技术依据,并可为其他类似工程提供参考。     

普侨直流入地电流对极址周边交流系统的影响

直流输电系统在系统调试或故障情况下会处于单极大地回路运行方式, 流入地中的直流电流会对交流系统的正常运行带来不利影响。为此在普侨直流带接地极运行系统调试期间,开展了入地电流对周边交流系统的影响试验。试验监测了入地电流对极址附近交流电网运行带来的噪声、谐波、振动等不利影响;通过对试验数据的分析,归纳得到了变压器中性点直流电流、谐波、噪声等与入地直流电流之间的关系。     

直流输电换相失败对交流侧继电保护的影响

为验证换相失败期间交流侧突变量方向保护元件误动的原因,以广东电网发生的一起直流换流站换相失败引起高压交流电网继电保护不正确动作事件为例,用PSCAD/EMTDC软件做辅助分析,改进和仿真了CIGRE直流输电标准测试模型。仿真结果表明:因换相失败引起的非特征谐波与非周期分量较严重,对交流侧继电保护运行有一定影响,针对这些保护元件逻辑与算法分别提出了相应的改进措施。     

超高压直流系统中的换流变压器保护

介绍了超高压直流输电系统中的换流变压器保护,分析了换流变压器的特点以及超高压直流输电的各种运行工况对换流变压器保护带来的影响,比较了换流变压器和传统变压器保护的差异,并结合其特点提出相应的保护方案.     

直流输电系统利用大地回线自动转为金属回线抑制直流偏磁策略研究

直流系统接地极流过较大电流是导致中性点接地变压器中流过直流电流、引发直流偏磁的主要原因。而直流偏磁的引入不仅对交流变压器产生影响,同时还会向系统注入谐波,影响电能质量。分析了直流偏磁产生原因,以及对电力系统的危害,同时提出了一种基于换流站操作的直流偏磁抑制策略。利用该策略,当直流输电系统因保护动作导致单极闭锁时,自动地由大地回线模式装换为金属回线方式。由此可以极大地减小接地极流过大电流的实现,有效抑制直流偏磁。     

变压器发生直流偏磁时的谐波分析和治理

介绍了一种计算变压器直流偏磁时绕组励磁电流的数学模型，对励磁电流进行傅立叶变换后。计算得到各次谐波分量。对单相交流变压器绕组流过不同直流电流时变压器绕组的励磁电流各次谐波分量的含量和变化规律进行仿真研究，并探讨优化选择500kV变压器低压侧无功补偿电容器组参数配置的原则．有效吸收变压器产生的谐波，防止无功补偿设备发生谐波放大而损坏电容器设备。     

换流变压器和应涌流的正序二次谐波特性分析

近几年,南方电网发生了多起因换流变压器空载合闸而导致运行极直流50 Hz保护误动事故。事故主要原因是运行换流变压器的和应涌流含有大量正序二次谐波,流经换流器转化为50Hz分量。文中分析了交流系统电压以及直流输送功率等运行工作点改变引起换流变压器分接头挡位、滤波器投切组数的变化,进而影响和应涌流正序二次谐波的规律;从同塔双回直流线路的极性布置、电流极性等耦合影响因素分析换流变压器和应涌流的正序二次分量在运行线路上的不平衡性。为防止直流50Hz保护误动,建议提高直流接入交流系统的强度,适当抬高换流站交流母线电压,限制运行极直流的输送功率。同时,应重点关注同塔双回直流另一回同一极性的换流变压器的和应涌流。     

变压器直流扰动下励磁谐波与铁心饱和失稳研究

变压器遭受直流入侵时铁心励磁饱和程度加深,励磁电流发生畸变,谐波含量显著升高。针对该问题研究变压器励磁谐波与铁心饱和特性,并提出一种变压器直流扰动下铁心饱和失稳判据。基于电磁耦合原理构建交直流混杂模式下的变压器状态方程,利用端口电气信息研究励磁电流辨识方法,对励磁电流进行谐波分析并总结其变化规律,通过分析变压器直流扰动铁心饱和机理,研究铁心饱和失稳判别方法。通过仿真计算与动模实验深入分析变压器的电磁特性,并验证该方法的有效性。该研究为变压器直流扰动下铁心饱和失稳判别提供可行方法。