变压器有载合闸过程中故障分闸后铁心剩磁分析

通过有载合闸变压器模型,分析了变压器有载合闸过程中由于副边突然短路导致主保护动作时电流和磁通的暂态过程,并对变压器铁心内的剩磁作了定性的分析。     

变压器铁心剩磁估量

实现同步关合技术的关键是有效预估变压器分闸后铁心中的剩磁,提出了一种变压器铁心剩磁估量方法,依据变压器空载合闸后在变压器一次侧检测到的电压电流数据和空载合闸角,寻找变压器的铁心饱和时刻,估量变压器分闸后铁心中的剩磁。通过实验室物理模型就变压器空载合闸进行了数百次实验,依据变压器铁心饱和后的电压电流数据和空载合闸角对变压器铁心剩磁给予了估量。基于变压器铁心剩磁估量的结果,获取了变压器分闸角与变压器铁心剩磁的关系特性。     

选相合闸对短路电流参数的影响及其在容量试验中的应用

选相合闸可改变短路电流的直流分量。文中计算了在不同相位合闸时短路电流的峰值,分析了非对称电流零点及峰值时刻的变化趋势,公式推导了三相不同期合闸时获得最大冲击系数时三相的合闸相位,计算了在不同的极间同期条件下电流的最大峰值系数。结果表明三相同期性对关合电流峰值有一定影响,容量试验可利用这些特点调整电流参数。     

超导故障限流器对并网异步发电机运行状态的影响

以简单的异步发电机并网模型为研究对象,根据戴维南等效原理,简化故障网络,推导出使用电阻型和饱和铁心型故障限流器时戴维南等效电压源电压的数学表达式,然后详尽分析了故障时异步发电机的暂态过程。基于PSCAD/EMTDC软件搭建仿真模型,仿真了电网故障时电阻型和饱和铁心型超导故障限流器对异步发电机端电压、电磁转矩和转差率的影响。仿真结果表明,故障限流器有效减小了短路电流,故障时投入相同的限流阻抗,电阻型超导故障限流器比饱和铁心型超导故障限流器更能提高异步发电机的暂态稳定性。     

变压器空载合闸励磁涌流试验和仿真分析

变压器在空载合闸时,由于铁心饱和,引起励磁涌流,可能导致继电保护装置误动作、引起过电压而损坏设备的绝缘。针对此问题,采用EMTP/ATP软件对单相和三相变压器空载合闸进行仿真,研究饱和变压器模型、BCTRAN模型和Hybrid模型在变压器空载合闸仿真中的适用性和准确性,并且对一单相变压器进行空载合闸试验,研究其在不同合闸角和剩磁下的励磁涌流波形,对照分析仿真结果的准确性。结果表明,饱和变压器模型无法考虑磁滞和剩磁,其计算结果和实际结果偏差较大;BCTRAN模型通过添加外部非线性元件仿真铁心磁滞特性,计算结果较为接近试验值,但计算波形和试验波形有偏差;Hybrid是基于对偶性原理的磁路模型,更好的体现了磁通在铁心柱、铁轭以及气隙的流通路径,能更为准确的仿真励磁涌流大小和波形,所以在在变压器空载合闸仿真中推荐采用Hybrid模型。     

光伏电站接入对距离保护和重合闸的影响

本文首先分析了距离保护基本原理,并讨论了光伏电站接入对送出线路距离保护、配电网距离保护、配电网重合闸和选相元件的影响。进而,以光伏电站表现出的故障特性为依据,同时本着工程应用方便且误差允许的前提,提出了光伏电站类比常规电源的短路计算模型,即电压源串联阻抗的形式,并针对光伏电站不同的故障特性给出了二者各序阻抗的计算公式。将给出的计算模型加入到常规电网短路电流计算模型中,分析了计及光伏电站的电网短路电流计算模型及故障特性,研究了规模化光伏接入后对地区电网短路水平的影响。通过距离保护建模、阻抗整定值设定、电流起动门槛值设定等,建立了算例模型,仿真验证了送出线路在不同位置、不同类型故障下保护的动作情况,得出了光伏并网对距离保护配置、重合闸配置、选相元件的若干建议。     

1000 kV变压器励磁涌流及抑制方法仿真研究

采用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件,建立了计及铁心饱和与磁滞特性的1 000 kV变压器励磁涌流仿真模型,研究了多种合闸工况下1 000 kV变压器励磁涌流及断路器选相分合闸装置对励磁涌流的抑制效果,结果表明:当考虑断路器动作时间误差时,选相分合闸装置对变压器励磁涌流的抑制效果降低,提出了联合断路器选相分合闸与并联合闸电阻方案,加强励磁涌流抑制效果,保障电力系统安全稳定运行。     

电力机车主变压器空载合闸瞬变过程仿真

电力机车主变压器空载合闸电磁瞬变过程复杂,常规工程计算方法精度与效率不高。为此引入复合短路阻抗,将多绕组变压器模型简化,并在MATLAB/PSB中建立了能够反映多绕组电力机车主变压器空载合闸的仿真模型。结合模型给出了其等值阻抗、合闸初始相位角、剩磁和饱和特性对其空载合闸产生的励磁涌流影响的分析。仿真结果为电力机车主变压器的继电保护、电磁设计和运行系统控制提供了重要的理论依据。     

一起220kV系统距离保护Ⅰ段误动原因的分析

本文报据非同期合闸故障与短路故障的特点,从不同的角度分析了非同期合闸时距离保护I段测量阻抗大于整定阻抗的情况下越级动作跳闸的原因,说明了在某些系统故障的分析中不能忽视阻抗继电器的动态持性,否则将会得出错误的结论。     

重合闸短路冲击下变压器绕组轴向强度计算与分析

本文中作者以一台型号为SSZ11-50MVA/110kV电力变压器为研究对象,首先搭建了变压器短路故障模型,计算其在初次短路及重合闸后短路电流瞬变过程,研究不同重合闸初相角、剩磁下变压器短路电流瞬变特点;然后,基于有限元法,对其漏磁场进行分析与计算,得到绕组轴向力变化规律;最后,通过模态分析,计算变压器绕组固有频率,给出变压器可作静态校核的依据,进一步计算短路及重合闸后绕组线饼在轴向力分别作用下的位移分布特点。计算结果表明,初次短路和重合闸短路下,高压绕组最大轴向位移分别为1.56mm和3.32mm,中压绕组的最大轴向位移分别为2.37mm和3.14mm,在重合闸短路冲击下变压器绕组稳定性有所降低,其位移形变量更大,易发生轴向失稳。     

500kV线路单相重合闸事故分析及对策

在超高压电网中,为提高电网安全稳定性,通常采用单相重合闸方式。线路单相跳开后不存在系统非同期合闸问题,传统单相重合闸逻辑及其实现方式简单。2011年1月2日东北电网500kV伊换1号线发生永久性故障,线路单相重合闸失败,短路电流未能成功开断,造成断路器本体损坏,失灵保护动作跳开母线,扩大了电网事故。为规避同类事故的再次发生,深入分析了网络模型特征及其故障机理,提出了反映线路故障的短路电流特征因子,并界定了短路电流特征因子的门槛值,进而可识别出电网中重合闸存在的问题。最后,研究了当电网结构满足该特征时,应采取的电网重合闸方案。通过在实际电网中的运行检验,验证了该重合闸方案的有效性。     

基于PSCAD V4.6考虑磁滞的变压器模型

为研究计及铁心饱和特性和磁滞特性的变压器模型,对PSCAD V4.6软件中基于改进J-A磁滞理论对应的变压器模型进行了仿真分析。首先对比分析了表征变压器铁心磁滞特性的传统J-A模型与改进J-A模型;然后分析了模型参数对磁滞回线的影响;最后基于经典变压器模型和改进J-A理论对应的变压器模型,以变压器空载合闸为例,对比分析了合闸角、磁滞和剩磁对变压器励磁涌流的影响。仿真结果表明:改进的变压器模型能更好地反映铁心的饱和特性和磁滞特性,且能有效地考虑剩磁对励磁电流的影响,用于模拟实际变压器励磁特性具有更好的实用价值。     

发电厂的非同期合闸

当励磁中的发电机采用非同期合闸并列运行时,会在它的线卷中产生一个非同期合闸的横流(补偿电流,Iypae(?)um)。这个电流的数值决定于运行的发电机与欲并列的发电机之间的电压几何差,也决定于它们之间的回路总电抗(合闸的电抗和这些发电机本身的内阻抗)。当     

非同期合闸对发电机 — 变压器组差动保护的影响及解决措施

通过对2例差动保护误动案例的分析,得出实际电厂非同期合闸引起的发变组保护误动和厂用电快切过程中引起的启备变、厂高变保护的误动,并非是由于在同期合闸过程中变压器的电压发生了较大变化而产生非同期合闸涌流,而是非同期合闸电流中的非周期分量导致两侧电流互感器饱和而引起差动保护误动,并提出了相应的解决措施。     

一体化集成变阻抗节能变压器的研究

随着电网规模的发展、电力负荷水平的持续攀升,短路电流不断增大,严重影响电力变压器的安全运行。为此,提出了一种新型的变阻抗节能变压器技术,该技术将高阻抗变压器和限流电抗器这2种常用的限制电力变压器短路电流方法的优点结合起来。首先介绍了变阻抗变压器的工作原理,然后对限流电抗器的设计、快速开关开断技术、变压器短路电流的限流效果、暂态过电压分析和变阻抗变压器的继电保护方案等实现变阻抗节能变压器的关键技术进行了详细阐述。研究结果表明,所提出的变阻抗变压器实现了快速开关型限流装置与变压器的一体化设计以及阻抗的自主调节,降低了短路电流对变压器的冲击及损耗。     

电磁式电流互感器/传感器的暂态响应--与初学者的讨论

1 概述 根据当前标准,用于电网的电磁式电流互感器/罗柯夫斯基线圈+积分器的传感器只考虑稳态交流时的响应,也即只考虑在稳态交流下的误差.在实际应用时,合闸或短路电流中有时会有直流分量;与此同时,电磁式电流互感器又会有铁心饱和现象.这些都可以用计算机仿真方法求解.但如何从概念上分析有关现象,这是一些初学者有可能感到困惑的问题.     

普通变压器和自耦变压器空载投入时对电网冲击影响的比较研究

针对普通变压器和自耦变压器空载投入电网时冲击影响差异性展开研究,侧重从电网侧分析2种变压器空载投入时冲击影响的差异.在考虑变压器空载投入时铁心的饱和特性基础上,建立了变压器空载投入时对电网冲击影响的数学模型,运用数值仿真直观比较了2种相同规格、不同类型变压器空载投入时对电网的冲击影响,得出冲击影响相似性的一般性结论.接...     

变压器一次侧匝间短路参数与特征分析

变压器作为电力系统中传送电能的关键设备,其一次侧发生匝间短路产生的故障电流将对变压器本身、发电机和电网产生较大冲击,影响电力系统的电能质量和稳定性。针对变压器匝间短路电流计算问题,通过试验变压器的稳态和暂态实测数据在三维有限元软件FLUX中建立仿真模型,基于此模型,进行不同匝数和位置的匝间故障仿真。同时考虑绕组自感、互感与短路匝数及位置的关系,提出了一种根据回路电压方程组计算故障电流的方法。与FLUX得到的仿真结果对比,验证了计算方法的正确性。最后通过FLUX软件的后处理功能对比研究了变压器发生不同类型匝间短路后的内部电磁场变化规律。     

合闸开关选相对容量试验的影响研究

容量试验中短路电流直流分量的大小直接影响电流过零点的di/dt与TRV,对直流分量的精确控制直接关系到试验质量与效率。容量实验室通常控制3台独立的合闸开关分别进行选相合闸以产生满足要求的直流分量。文中运用理论分析方法找出了产生完全对称短路电流和最大非对称短路电流的选相方法,并对一种含有Y/△变压器的回路进行了分析,总结了根据电流波形判断合闸开关关合顺序的方法。     

新型饱和铁心高温超导限流器的实验研究

饱和铁心型超导限流器的直流超导绕组中的直流影响短路故障电流的限流效果,研究发现,饱和铁心型超导限流器直流超导绕组中的直流还可以抑制谐波,并减少正常情况交流电流的波形畸变率。该文提出了一种新型饱和铁心高温超导限流器。新型饱和铁心高温超导限流器在正常工作情况下,两个固态开关SSTS处于闭合状态,直流超导绕组中的直流使饱和铁心型超导限流器处于饱和状态,限流器不会出现限流现象。在短路故障情况下,两个SSTS快速动作,断开限流器直流超导绕组中的直流,提高限流能力,同时使限流电阻快速串入超导限流器的交流回路限流,进一步提高限流效果。研究了该新型限流器的工作原理,分析限流参数的变化对其限流特性的影响。通过仿真和和实验研究发现,新型限流器的限流效果非常明显,并能实现线路重合闸,电网的稳态和暂态短路电流显著减少,电网电能质量和动态稳定性得到有效提高。