电子式电流互感器测量回路异常分析及处理

针对直流换流站电子式电流互感器测量回路存在的问题,通过对合并单元采样板卡故障、光纤回路故障、远端模块故障等原因进行具体分析,制定了一系列处理措施及运维建议。应用结果表明:该异常分析处理方法能够有效缩短运维人员故障处理时间,能够及时发现交直流滤波器深层次隐患问题,可为其他直流换流站交直流滤波器运维管理提供参考。     

电子式电流互感器在政平换流站的应用与分析

电子式电流互感器在三峡-常州直流输电系统中大量使用,它的稳定运行直接影响直流输电系统的稳定性。文章介绍了三峡-常州直流输电工程政平换流站电子式电流互感器的配置,论述了该互感器原理特点及在实际运行中存在运行不稳定问题,提出其在换流站运行中应注意的问题,并提出解决方法。     

直流电子式电压互感器的误差特性分析*

直流电子式电压互感器的准确度关系到直流输电系统电能的准确计量.目前直流电子式电压互感器在实际运行中存在准确度的问题,而对于直流电子式互感器测量误差的分析研究较少.文中对直流电子式电压互感器各个环节建立误差模型,分析了分压器本体误差、远端模块A/D转换误差和合并单元插值误差,并给出理论误差的范围,发现直流电子式电压互感器的误差主要来自分压器本体.最后对互感器进行误差测试试验,试验结果与理论误差范围基本一致.     

马百线串补电子式电流互感器问题分析及改进

分析查找马百线串补电子式电流互感器在人工短路试验过程中,多个光电转换所用的远端模块损坏的原因。根据远端模块损坏的情况,从空心线圈电流互感器的构造、原理分析,并通过试验验证,确认远端模块过电压的来源。空心线圈电流互感器在一次侧电流变化率较大时,二次侧会输出超过远端模块承受能力的过电压,造成远端模块损坏。最初选用的空心线圈电流互感器不适用于串补,改用的低功率电流互感器满足现场的实际运行要求。     

直流电流互感器应用分析及测试方法研究

国内直流输电用直流电流互感器投运后,由于缺乏相应试验设备及检测规程,一般都不进行现场的全电流准确度试验。文章详细阐述了直流电流互感器的工作原理,分析了直流换流站电流测量装置的应用技术。在此基础上,本文提出一种直流电流互感器同步测试方法及系统,该测试系统能够完成直流电子式电流互感器全电流下的比差测试和复合误差测试,并在实验室完成了直流互感器的测试验证,依据试验结果对直流电流互感器的性能进行了评估,为后续现场测试提供技术支撑。     

特高压多端混合直流输电工程电子式电流互感器测量异常分析

通过研究昆柳龙直流输电工程的典型电子式电流互感器测量异常事件,分析不同测点的测量异常对直流控制保护系统的影响,以及电子式电流互感器出现测量异常的原因。最后介绍了昆柳龙直流工程目前针对电子式电流互感器测量异常的处置策略,对其他特高压直流工程电子式电流互感器测量异常处置具有参考意义。     

直流光电电流互感器运行及分析

介绍了国内首台直流光电电流互感器的工作原理和实际运行情况,提出了直流光电电流互感器现场校验方法;结合实际运行测试结果进行了误差分析,给出了进一步的完善方法。直流光电电流互感器的实际运行表明:测量准确度达到设计要求,激光供电能适应换流站现场运行;直流光电电流互感器现场校验标准及设备亟待建立。     

±800kV直流输电系统换流站直流电流互感器现场校准技术

国内直流输电用直流电流互感器投运后,由于缺乏试验设备,一般都不进行误差校准试验,这种现状已经成为直流输电系统安全稳定运行的隐患,并在一定程度上制约着直流输电系统控制、保护水平的提高。对换流站用直流电流互感器进行定期现场校准有助于及早发现设备隐患。为此研制了一套直流电流互感器现场校准系统,包括直流电流比例标准、便携5000A高稳定度直流电流源、GPS无线同步数据采集系统。采用该系统对向家坝-上海直流输电工程复龙换流站的极线光电流互感器在额定电流4000A下进行了现场校准试验。当试验电流〉800A时,被校准直流电流互感器的测量误差〈0.3%。依据试验结果对光电流互感器的性能进行了评估。建议将该技术在直流电流互感器交接试验和例行试验中进行推广。     

直流输电系统电子式电流互感器故障统计分析

随着特高压直流工程建设不断提速,电子式电流互感器在特高压直流输电系统中应用数量逐步增长,故障统计样本不断丰富,暴露出的一系列问题,严重威胁电网安全稳定运行。为掌握电子式电流互感器的运行现状,针对国家电网公司直流工程应用于直流保护系统的电子式电流互感器故障进行统计分析。统计数据表明,电子式电流互感器故障率远高于电磁式电流互感器,光学电流互感器故障率高于光电式电流互感器。根据各故障部件统计数据,结合典型故障分析,总结电子式电流互感器高故障率的原因和薄弱环节,给出薄弱环节提升建议,为后续电子式电流互感器技术的研究和应用提供参考依据。     

220kV变电站数字化改造的难点与解决方案

在220kV变电站开展数字化改造过程中的技术难点是在不影响运行设备的前提下接入新设备,如电子式电流互感器、电子式电压互感器等,而要解决这个问题需要解决母线差动保护改造及试验、旁路代主变压器运行、电压互感器并列、线路纵差保护的电流相位差和智能操作箱改造等问题。以220kV三乡变电站数字化改造实际工程为例,提出了一套可行的解决方案。     

基于绝对延时的DCCT异地同步现场校准方法及不确定度研究

直流电流互感器(DCCT)的准确性合格与否是其状态评估及现场投产验收的重要依据,对直流输电保护控制的稳定运行起着极其重要作用。因此本文分析了目前直流电流互感器现场应用情况,就现场校准方法存在的问题,提出一种基于绝对延时的DCCT异地同步现场校准方法,开展了DCCT绝对延时的测试方法研究,解决了一直以来开环异步、人工计算造成的准确度及效率低的问题。文章构建了高准确度直流互感器现场异地同步校准系统及不确定度分析模型,确保了可信度。所述方法在实验室中得到了验证,并开展了±500kV永富直流工程直流电流互感器现场校验工作,为我国换流站DCCT现场校准提供参考依据。     

光纤直流电流传感器中的V/F转换电路

为了提高供能激光器的寿命和可靠性,降低高压侧信号调制电路的功耗。在介绍用于高压直流输电线路中测量直流电流的光供电式光纤电流传感器的基本原理后,利用CMOS器件的超宽工作电压范围、超低工作电流和窄脉冲的特性,采用集成电路和分立元件(改进型电荷平衡式V/F转换器)设计了含温度补偿电路的低成本超低功耗V/F转换电路,该电路经测试,该电路的功耗<0.7mW,线性度约为0.05%。该V/F转换电路已成功应用在光供电式光纤电流传感器的高压侧调制电路中。     

特高压换流站直流滤波电容器故障分析研究

针对常发的直流滤波器用直流电容器损坏事故,本文对特高压换流站直流滤波电容器事故的机理和原因进行深入的研究,对电容器单元进行了外观和电性能测试、绝缘油色谱试验、电容量介质损耗测量.对解剖后的电容器元件绝缘包封、电容器元件不同温度下直流电压击穿、聚丙烯薄膜不同温度下交直流电压击穿、铝箔等进行了研究试验.通过对故障和完好电容器对比试验研究,发现所测电容器的部分生产工艺和注油工艺不佳造成运行中电容器不稳定,而电阻过于集中,导致电阻器表面绝缘介质过热,容易发生击穿故障,研究结果对提高该类型电容器的运行可靠性具有重要意义.     

环境温度对桥差保护电容器组不平衡电流的影响研究

本文研究环境温度与桥差保护电容器组不平衡电流的关系,首先分析温度对并联电容器的影响,通过试验得到不同电容器的温度系数,进而得到电容器温度系数的普遍规律,在此基础上,对桥差不平衡电容器组进行考虑温度因素的仿真分析,最后参考换流站实际运行情况,分析直流工程中桥差保护电容器组的不平衡电流与温度的关系。为直流工程中电容器组调平提供了参考。     

基于EtherCAT总线的双馈风电机组变流器控制系统设计

采用Ether CAT总线实现变流器控制系统各模块之间的高速数据交换。控制系统硬件由AM3359构成Ether CAT总线的主站,TMS320F28335构成电机控制模块从站,STM32F107构成通用模拟量、数字量输入/输出模块从站。采用DSP、CPLD及高速高精度A/D转换器实现电压、电流信号同步采样,完成电量计算。PWM信号经光纤驱动IGBT,完成网侧变换器及转子侧变换器的控制。Ether CAT总线的主站采用Linux操作系统,移植Preempt-RT补丁软件,增加系统的实时性。移植Ether CAT主站协议,实现控制系统各模块间的高速数据交换。移植CANopen高层协议,实现变流器与风力发电机主控系统之间的数据交换。控制系统经小功率试验台、全功率试验台及风电场现场运行,稳定可靠。     

基于N-1规则的多端柔性直流输电系统联合控制策略

在多端柔性直流(voltage source converter based multi-terminal DC,VSC-MTDC)输电系统安全运行时,该系统必须满足N-1法则,即当该系统任何一个换流站由于故障或者检修退出运行时,剩余系统具备功率调节能力,能够恢复功率平衡,保持系统稳定运行,且暂态过电压不会超过设备绝缘裕度。为了维持VSC-MTDC直流电压尽可能地稳定在原有水平,提出了一种考虑到VSC-MTDC中任一换流站退出运行时的联合控制策略。该策略结合了VSC-MTDC系统主从控制与下垂控制的优点,令VSC-MTDC系统中容量最大的换流站为定直流电压控制,其余换流站为直流电压-有功功率下垂控制,并设置定直流电压控制换流站参与功率调节的优先级高于其余换流站,仅当定直流电压控制换流站传输功率达到上限时其余换流站才参与功率的调节。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了VSC-MTDC的仿真模型,对所提出的联合控制策略在N-1故障条件下进行仿真验证。仿真结果表明:所提联合控制策略在换流站退出运行时有效保证了直流电压的稳定以及系统功率的紧急输送,提高了VSC-MTDC的运行稳定性。     

10 kV三芯交流电缆不同敷设情况下的直流化改造

本文以城市配电网中常见的10 kV三芯交流电缆为例,对空气、直埋和排管这三种敷设情况下的电缆进行直流化改造仿真研究。采用ANSYS有限元仿真软件中的热-电耦合模块和电磁-热-流耦合模块对电缆进行仿真,并将电缆分为单极不对称、双极三线和三极共三种接线方式。首先依据温度场和电场仿真结果得出三种敷设情况三种接线方式下电缆的直流载流量和合适的运行电压范围,然后以仿真所得到的载流量和运行电压为基础,分析电缆改造前后的最大传输功率大小,最后进行多回线路敷设时的温度场仿真。研究结果表明,交流电缆直流化改造后功率传输能力有了一定的提升,且直埋敷设提升效果更为明显。     

柔性直流换流站阀厅设备温度监测

换流阀是直流输电系统的核心设备,阀厅设备温度监测对于保证换流阀的安全正常运行具有重要意义。以±200 kV舟山多端柔性直流输电工程为背景,阐述换流站阀厅的结构及阀厅设备特点,提出3种阀厅设备测温方案（红外测温、光纤测温、无线测温）,通过技术安全比较,得出红外测温方案不影响阀体结构,且能满足监测要求,该文推荐柔性直流阀厅设备测温采用红外测温方式。     

模块化多电平换流阀新型运行试验拓扑及其控制方法

为了考核模块化多电平换流阀应力及其运行可靠性,针对高压大容量柔性直流换流阀子模块电压逐步提高的情况,提出了一种模块化多电平换流阀新型运行试验拓扑及其控制方法。首先对柔性直流换流阀的典型运行工况进行了应力分析;其次,结合应力分析,提出一种模块化多电平换流阀新型运行试验拓扑,并建立了该试验拓扑的数学模型,阐述了其运行机理;同时,通过控制量的对称性,实时消去了交直流控制量中的直流分量;最后,搭建了仿真模型并进行了验证。结果表明,提出的模块化多电平换流阀新型运行试验拓扑及其控制方法具有正确性和有效性,所提试验拓扑降低了直流试验电源的电压需求,其控制方法简化了试验电路的控制。