设备故障对同一变电站多套串补过电压保护装置参数的影响

在进行串补过电压保护设备参数设计时,一般只考虑不同的系统运行工况、不同的故障类型及故障时刻等系统因素,而很少考虑串补设备故障的影响,但在实际运行中串补设备故障的工况是存在的,而且对串补设备参数有直接影响。本文以南方电网百色串补站3套串补装置为例,利用最新电网数据及3套串补的设备参数和过电压保护配置,建立串补设备检修、保护误动及拒动等特殊工况模型,研究了在串补间隙误触发、拒触发、串补检修退出3种设备故障工况下,同一变电站多套串补之间参数的相互影响,并进行仿真分析。研究表明在进行串补主设备参数设计时,应适当考虑一套串补设备故障对其他串补过电压保护装置参数的影响。     

河池串补装置火花间隙系统自触发原因分析

针对河池串补MOV在人工单相接地试验中火花间隙系自触发启动现象,基于河池串补火花间隙的工作原理,对串补装置火花间隙自触发进行分析和检测验证：人工单相接地试验与仿真计算表明串补电压VD测量装置可能存在较大误差,火花间隙自触发电压明显低于整定值,进一步对火花间隙进行检测,结果显示均压电容参数的变化使得火花间隙的自触发电压降低,从而导致了火花间隙的自触发。建议定期检测已投运串补装置的火花间隙参数,确保火花间隙正确动作。     

适用于串联电容补偿线路的距离保护新原理

以串补电容安装于线路末端的运行方式为例,定义保护与串补电容之间的线路末端的计算电压为补偿电压,分别分析了在串补电容前和串补电容后故障时补偿电压的不同特征.在串补电容前故障时,补偿电压和保护安装处的电压反向,在串补电容后故障时,补偿电压和保护安装处的电压相位接近.据此提出了串联电容补偿线路故障点位置识别的方法,配合传统的距离保护形成新的适用于串联电容补偿线路的距离保护新原理.串补电容前故障距离保护动作情况完全由阻抗继电器决定,无需考虑串补电容影响.新原理能可靠防止距离保护的超越问题,且灵敏度基本不受串补电容的影响.EMTP仿真验证了新原理的有效性和可靠性.     

与超高压输电线路加装串补装置有关的系统问题及其解决方案

文章结合我国南方电网河池固定串补及平果可控串补工程,对超高压输电线路装设串联电容补偿装置后的系统状况进行了比较深入的研究,指出一些系统问题,如过电压水平升高、潜供电流增大和可能发生的次同步谐振均源于串联电容补偿装置的固有特性,通过研究认为当串补所在输电线路发生内部故障时,采取强制触发旁路间隙等保护措施,是避免出现系统恢复电压水平超标和潜供电流增大等问题的有效途径.此外,还建议在串补站内装设抑制或监视次同步谐振的二次装置以抑制和避免系统发生次同步谐振.     

文摘

正可控串补区内故障间隙自触发问题分析及处理建议[中]/王俊平//黑龙江电力.2015(4).-364~367.针对冯屯500 k V可控串补站在区内瞬时性单相接地故障过程中的火花间隙系自触发问题,笔者根据火花间隙的结构和原理,结合伊冯甲线可控串补保护动作和录波数据,分析了火花间隙的自触发原因,结果表明,火花间隙的自触发与火花间隙元件本身和环境因素有关,伊冯甲线可控串补火花间隙自触发属于误触发。同时,为保证伊冯甲线可控串     

模拟自然污秽绝缘子串的电压分布试验研究

输电线路绝缘子串电压分布受多种因素的影响,选用江西省典型污秽区110 kV在线运行XWP2–70绝缘子串作为试品,根据自然污秽的现场污秽度及分布规律,设计了5类不同污秽度的污秽绝缘子试验,并采用小球间隙法研究绝缘子串的电压分布。试验结果表明:洁净的绝缘子串电压分布主要受电容影响;污秽条件下绝缘子表面结构组成发生变化,绝缘电阻降低;在不同染污方式及污秽度的情况下,绝缘子串电压分布受电容、绝缘子表面干区和剩余污层及绝缘电阻的共同影响。该研究为改善绝缘子串的电压分布提供了指导依据。     

关于线路串联电容后线路保护的调试研究

由于线路在串联电容后发生短路故障时，会引起某些保护（如距离保护Ⅰ段、工频变化量阻抗）超越，这与串联补偿电容的补偿度、安装位置、暂态低频分量电流大小、电压互感器位置、串联电容保护间隙等有关。在线路保护调试中对于串补电容正向以及反向故障情况的影响下，采用正序极化电压，可以有效解决保护误动与拒动。     

500 kV串联电容补偿装置故障引起的保护动作及措施

通过一起串联电容补偿装置故障,分析了最大外部故障电流保护和电容器不平衡保护的动作及火化间隙触发原因.提出了通过改善平台二次电缆屏蔽的办法,提高保护动作可靠性;通过滤波处理和增加电容器总支路电流互感器的办法,解决电容器不平衡保护的设计缺陷;通过增加触发回路监视措施,以方便今后火化间隙误触发分析.     

串补高压输电线路故障位置识别新方法

基于小波分析理论,提出了一种串补高压输电线路相对于串补电容的故障点位置识别方法。通过仿真采集输电线路不同位置故障时的双端故障电流,应用小波分析对故障电流的奇异性进行分析,对比各频段小波分解系数的奇异性变化规律,寻找出一种可以用于识别相对于串补电容位置的故障点特征量。该方法仅利用MOV导通前的一段时间的电流信号,避开了MOV导通后串补电容上电压难以获得的问题。大量PSCAD/EMTDC仿真表明,该方法简单,运行速度快,准确率高,不受电压等级、串补度、故障类型、故障距离、过渡电阻、故障起始时刻等随机因素的影响。     

基于故障点位置识别的串补线路距离保护方案

分析并指出了电平检测方案存在的灵敏度不足的问题.简单介绍了利用保护测量电流、电压计算保护安装处至串补电容之间沿线各点电压的方法,并分别分析了在串补电容前和串补电容后故障以此方法所计算得到的沿线各点电压幅值的特点.在电容前金属性故障时,保护安装处至电容之间将出现电压极小值点,且电压幅值理论上为0;在电容后故障时,计算电压即使出现极值点其幅值也较高.据此提出了串补线路故障点位置识别的方法,结合传统距离保护形成了适用于串补线路的距离保护新方案.该方案能在可靠防止超越的基础上很大程度地提高距离保护的灵敏度.EMTP仿真验证了该方案的有效性和可靠性.     

串补隔离开关操作引起二次设备故障分析

串补隔离开关在操作空载串补平台时,产生特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）,与传统的VFTO相比,具有电弧电流大,弧隙电压大,去游离时间长等特点。由于VFTO频率与载波设备的调制频率基本一致,导致VFTO从电压互感器耦合到二次设备,引起二次设备异常甚至损坏。对串补、隔离开关、电压互感器、二次设备等建立理论分析模型,找出隔离开关操作对载波设备干扰的主要耦合路径。结合贺州串补操作导致串补采样模块、载波设备异常等现象,找出故障原因,提出应提高载波设备过压保护器MOV的容量,增大引线端子等设计建议及运维注意事项。     

500kV串补装置火花间隙放电特性试验研究

为解决500 k V串补装置火花间隙自触发问题,分析了火花间隙系统的构成及工作原理,针对主间隙的放电分散性设计了试验回路及方案,并利用某串补站退出运行的火花间隙,测量了不同间隙距离下的击穿电压,以及固定间隙距离下不同污秽的击穿电压。结果表明,火花间隙击穿电压分散性较大,交流击穿电压峰值分散区间为±7 k V;电极上存在污秽物时,间隙的击穿电压最低约降至洁净电极理论击穿电压值的65.0%。     

±1100 kV输电线路Y型绝缘子串间隙放电特性及污闪特性分析

Y型绝缘子串通过缩短V型串单肢长度,增加下I串,从而缩短了横担长度,可达到优化塔头尺寸、降低杆塔单基指标的目的。针对特高压直流(UHVDC)输电线路开展了Y型绝缘子串的间隙放电试验及人工污秽试验,包括Y串2种V–I串长比例(8:1和7:2)下不同间隙距离的标准操作冲击电压试验,及3种等值盐密(ESDD)(0.05mg/cm~2、0.08 mg/cm~2、0.15 mg/cm~2)和2种串长(4.37 m、7.7 m)下的人工污秽试验,获得了±1 100 kV直流Y串绝缘子的空气间隙闪络特性和污秽闪络特性。研究结果表明:V–I串长比为8:1时,由于下I串长较短,因此容易产生冲击电压击穿放电,而当V–I串长比为7:2时,放电则较多地出现在屏蔽环对塔身;2种比例下,间隙冲击放电电压及绝缘子污秽闪络电压值相差不大,差别分别为2.8%和5%;直流Y串污耐压值与盐密变化呈幂指数关系,而污耐压值与串长呈线性关系;此外,Y型串与I串、V串试验结果对比表明,各串型间隙放电特性、污秽闪络特性之间无明显差异。研究结果可为±1 100 kV输电线路Y型绝缘子串间隙配置及污秽外绝缘配置提供参考,对我国±1 100 kV直流输电线路实现Y型串的应用和推广具有重要价值。     

基于频域模型识别的串补线路保护方案

为解决目前带串补线路的距离保护可靠性和灵敏性不足的问题,提出一种基于频域模型识别的带串补线路的距离保护方案。利用最小二乘矩阵束方法,准确获取电力系统故障暂态过程中各频点的电压电流相量,通过列写基于分布参数的输电线路端口电压方程,构建串补输电线路全频带模型误差函数。利用全频带误差模型和工频量故障定位结果,识别故障点相对于串补电容的位置,若故障位于串补电容前,则直接驱动断路器跳闸;若故障位于串补电容后,则根据传统的电平检测逻辑动作。该方法仅利用单端量电气量,不受串补电容器和金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)(或称限压电阻)的影响,提高了串补输电线路单端量保护的性能。仿真结果验证了该方法的有效性和实用性。     

串联电容补偿线路的相差保护特性研究

高压输电线路上靠近串补电容处发生故障时，由于电容的补偿作用，线路两端电流、电压的相位差可能达到180°，远远超出了传统相差保护的整定值，导致保护无法判别故障。为此，作者提出一种改进算法，对故障时的暂态电流信号进行小波变换，获取暂态相位差值作为保护动作的依据，并考虑了金属氧化物变阻器不能导通时串补电容对保护性能的影响。仿真结果表明，改进算法能快速准确地判断故障区域，弥补了传统保护的缺陷，且不受串补电容补偿度、安装地点的影响，对普通线路同样适用。     

基于串补线路出串运行的保护配合方法

为解决短路电流越限问题，四川电网常采用线路出串运行方式，带串补线路出串运行时，延伸侧线路发生故障会对串补系统造成冲击损害，同时串补电容器组的存在可能导致线路跳闸时线路潜供电流和暂态恢复电压超过原有水平，导致线路跳闸后断口发生重击穿、重合闸失败、故障切除推迟甚至导致断路器的损坏。文中提出一种带串补线路出串运行的保护配合方法，在带串补线路侧加装远跳装置接收延伸线路跳闸命令，实现延伸线路联跳串补功能，解决延伸线路跳闸后串补电容导致潜供电流和暂态恢复电压增大的问题，同时避免了电容器组遭受冲击损害。现场试验表明，在延伸侧单相瞬时故障时，可正确快速旁路串补，并在线路重合后重投串补；在延伸侧相间故障时，三相旁路串补，满足工程应用。研究成果可解决串补线路出串运行的保护适应性问题。     

串补电容引起的次同步谐振对距离保护的影响

基于实际系统参数搭建仿真模型,通过模拟仿真并观测保护测量阻抗的轨迹图,研究次同步谐振对距离保护的影响。研究表明,次同步谐振对距离保护Ⅰ段有影响,而对Ⅱ、Ⅲ段没有影响。串补线路上区外故障时,保护Ⅰ段可能误动作,而区内故障时保护不会拒动作。在非串补线路上,若保护安装点到故障点的线路上有串补电容存在,保护可能会误动。次同步谐振对距离保护Ⅰ段的影响与串补度、故障点、故障类型和串补电容安装位置都有关。对保护安装处的电压、电流进行频谱分析表明,保护误动作本质上是由于电气量中含有次同步分量,造成测量阻抗发生了偏移。     

500kV串补间隙自触发影响因素分析

针对某串补站在进行人工短路试验时发生间隙自触发现象,对串补装置火花间隙开展了试验,分析了火花间隙自触发的原因和影响因素。本文提出了在投产时除了按照规程要求进行火花间隙的试验外,还需要对火花间隙分压情况进行实际测量,以防止串补在运行中发生间隙自触发。     

带有串联电容补偿装置的10kV配电网线路短路故障暂态过程研究

配电网是电力系统直接连接用户的关键供电环节。采用串联电容补偿装置来补偿线路电抗的串补技术,在输电线路中可提高交流输电线路输电容量、提高系统的稳定性等优点。串补在配电网中可以改变线路R-L-C参数,有效改善沿线电压质量,但串补的接入会影响配电网的暂态过程,因此需要研究串补的暂态工作特性尤其是发生概率居首位的短路故障下。本文以陕西地区一条典型的10 kV配电线路为例,基于先前的研究成果,在线路串补安装位置及补偿度最优补偿方式下,计算分析了线路不同短路故障下的电磁暂态过程及其影响,获得了串补电容保护装置配置参数对暂态过程的影响规律和保护效果。     

超高压线路串补电容的微机保护算法

在超高压输电线路系统中,串联电容补偿具有提高输送容量和改善系统稳定性等优点,但由于串补电容的存在导致输电线路继电保护存在一系列问题。根据串补电容对距离保护和零序方向保护影响的理论分析,提出了基于TCSC串补电容的线路微机保护算法。算法利用TCSC的运行参数,考虑了串补电容在暂态过程以及电容运行状态对保护参数整定的影响,以避免TCSC使保护拒动或误动。最后通过仿真运行表明,该算法对于带有不同运行状态的TCSC的输电线路有很强的适应力和可靠性,可以满足线路继电保护的基本要求。