真空断路器投切并联电抗器过电压故障分析

文中以某220 kV变电站20 kV系统侧由真空断路器开断并联电抗器过电压引发的事故进行了分析。基于电路理论阐述了真空断路器投切并联电抗器过程中的截流、复燃、多次重燃过电压产生的机理,运用PSCAD建立了20 kV系统电磁暂态仿真模型,对不同截流值、不同并联电容下系统母线侧与电抗器侧的过电压进行了计算。结果表明常规氧化锌避雷器只能限制过电压幅值,不能改变频率和陡度,且现有避雷器均为相对地避雷器,不能有效地抑制相间过电压;电抗器两端加装并联电容器(或阻容吸收装置)可降低过电压幅值和陡度,能较好地抑制真空断路器投切电抗器过电压。     

10 kV阻容装置与避雷器过电压抑制能力试验与仿真分析

对阻容装置和避雷器的过电压抑制能力进行校核,进行变电站并联电抗器投切试验,将10 kV阻容装置和氧化锌避雷器的操作过电压防护效果对比,还对四种不同过电压防护装置配置条件下的雷电过电压响应情况进行仿真计算,得出阻容装置和氧化锌避雷器配合使用能同时降低过电压波形幅值、陡度和频率的结论.     

SF6断路器投切66 kV干式并联电抗器过电压及抑制防护技术研究

文中为了研究SF6断路器投切干式并联电抗器产生过电压的种类及水平,以及提出有效的抑制防护措施,构建了SF6断路器投切并联电抗器三相仿真模型,理论推导了过电压种类及其特点;并依据66 kV干式空心并联电抗器实测和设计参数进行了仿真,得到了不同过电压的波形,阐述了产生不同过电压的机理;最后提出了抑制干式空心并联电抗器过电压的防护措施,通过仿真验证防护技术的可行性。经仿真计算得出SF6断路器投切66 kV并联电抗器产生的过电压与断路器的投切相角、投切速度以及截流值有关,最后通过仿真比对验证了文中提出的避雷器和阻容吸收协同保护装置对过电压的幅值和频率抑制效果的有效性,为干式并联电抗器过电压的抑制提供了理论支撑。     

35kV系统过电压试验研究

内蒙古电力科学研究院利用高性能瞬态示波记录仪及阻容分压器，通过对真空开关投切35kV电抗器时的操作过电压现场实测研究，对各种原理、类型的过电压保护装置的保护性能进行了全面的验证和评价，提出了真空开关投切电抗器、电炉变压器的最佳过电压保护方案，成功地将35kV操作过电压限制在2倍以内。     

电抗器过电压吸收装置应用分析

针对变电站电抗器投切过程中易产生过电压,导致真空断路器爆炸、烧毁等问题,分析了投切电抗器时过电压产生的机理及常规治理措施的不足。提出通过在电抗器加装过电压吸收装置,达到限制过电压水平、减少过电压对真空断路器冲击的目的。在锡林郭勒电业局220 kV高力罕变电站串联电抗器及220 kV玉龙变电站并联电抗器加装过电压吸收装置后,有效降低了电抗器投切时的过电压水平。     

一种抑制切除空载电炉变压器过电压方法的研究

在电力系统运行过程中,切除空载变压器、电抗器及空载电动机等都是常规的正常操作。在这些投切感性负载的操作过程中,可能会产生幅值较高的过电压。以某钢厂精炼炉变压器为例,阐述了切除空载变压器过电压产生的机理,分析了RC阻容吸收装置和整流桥装置各自在抑制切除空载变压器过电压的优缺点,提出一种基于RC阻容吸收回路和整流桥吸收回路的混合抑制切除空载变压器过电压装置。利用ATP-EMTP进行仿真,仿真结果表明该装置大幅度降低了过电压,且大大提高了系统应对过电压冲击的可靠性。最后通过实验证明了该方法的有效性和可行性。     

相控断路器在抑制35kV并联电抗器操作过电压中的应用

近年来我国频繁发生220 kV变电站35 kV并联电抗器切除时操作过电压导致的设备故障,危及电网安全稳定运行。对切除并联电抗器过电压产生的机理、危害和抑制进行系统分析,提出了并联电抗器的选相投切策略,并开展了现场过电压实测和PSCAD仿真分析,为35 kV并联电抗器操作过电压的抑制提供了解决思路和工程经验。     

真空断路器开断35 kV并联电抗器过电压及防护方案分析

开断35 kV并联电抗器时频繁出现操作过电压事故,主要原因是真空断路器在开断过程中的截流和多次重燃效应。为有效避免此类事故的发生,分析了截流、重燃和三相同时开断过电压的机理,采用ATP-EMTP建立了开断35 kV并联电抗器的电磁暂态模型。仿真结果表明,避雷器只能对过电压幅值进行限制,不能改变过电压的振荡频率,RC阻容吸收器能够改变高频振荡回路,降低过电压波头陡度和振荡频率,抑制真空断路器截流和多次重燃的发生。目前在35 kV母线和并抗侧安装三相星形避雷器的防护方案无法有效限制相间过电压,三相组合式避雷器能够对相间过电压起到限制作用,RC阻容吸收器的限制效果更好。针对该220 kV变电站,推荐在变电站35 kV母线侧安装三相组合式避雷器,在并联电抗器侧安装三相组合式避雷器或RC阻容吸收器。     

真空断路器开断并联电抗器保护措施仿真分析

近年来中国中压配电系统中真空断路器切除并联电抗器时故障频发,如站用变压器及母联开关等设备闪络,甚至引发开关柜烧毁的严重事故。以某220 kV变电站的20 kV系统发生的该类故障为研究对象,运用PSCAD/EMTDC建立该变电站系统模型,仿真分析故障发生时系统的运行状态,并结合故障现象分析故障发生原因,提出相应措施,以抑制真空断路器切除电抗器时的操作过电压。仿真计算结果表明,由于真空断路器开断时发生截流、复燃且电抗器与杂散电容间发生谐振等多个方面原因,真空断路器切除电抗器时产生较高过电压,如果仅在电抗器侧安装避雷器与电容器,将无法有效抑制由于截流和复燃产生的过电压,需要在电抗器两端并联阻容保护装置。针对故障变电站的系统配置,建议电抗器并联的阻容装置电容值取0.2 μF,电阻值取400 Ω为宜。     

10.5kV 10MVA并联电抗器截流过电压保护

阐述了三相并联电抗器首相开断和后两相开断截流过电压的机理,提出了R-C阻容吸收装置的电阻和电容的选取方法,介绍了现场实际合切并联电抗器情况.     

真空断路器投切并联电抗器试验研究

为探明真空断路器投切并联电抗器时产生过电压的情况，并比较保护措施的效果，在运行电网上，对10kV真空断路器投切并联电抗器的实际运行进行了试验，在理论上进行了定性分析。证实：真空断路器投切电抗器时，将产生较高的过电压。为限制过电压，除按目前通行的措施安装氧化锌避雷器保护外，加装阻容吸收保护装置将更为有效。最后建议盘、柜制造厂宜生产投切并联电抗器专用的真空断路器柜，以备电力用户选用。     

35 kV干式空心电抗器过电压抑制装置研究

过电压抑制效果差导致电网中发生了大量的电抗器烧毁事故.文章针对３５kV 干式空心电抗器过电压抑制难题,设计了新型过电压抑制电路,根据３５kV 电抗器过电压抑制要求,研制出过电压抑制装置,并对其进行了工频耐压和冲击耐压试验.试验结果表明,该过电压抑制装置满足３５kV 电抗器过电压抑制要求,具有良好的可靠性和较高的灵敏度。     

35 kV干式空芯并联电抗器匝间绝缘故障综合分析

深入开展35 kV干式空芯电抗器匝间绝缘击穿放电机理研究,对改进35 kV干式空芯电抗器制造工艺和提高35 kV干式空芯电抗器的可靠运行具有重要意义。为此,基于现场试验、ATP-EMTP及有限元仿真计算开展了35 kV干式空芯电抗器系统过电压、匝间电场分布以及匝间绝缘材料的空间电荷等研究。通过研究发现:安装有RC阻容吸收器的情况下,开断电抗器产生的过电压标幺值仅为2.0,但系统过电压的累积效应会造成绝缘材料性能下降。同时,存在于绝缘材料层间的间隙将导致电抗器匝间电场畸变度达到5.5倍,另外,热老化会引起绝缘材料空间电荷特性改变和工频击穿场强的下降。在上述3个方面影响下,35 kV干式空芯电抗器匝间绝缘容易发生击穿事故。     

SF6断路器预击穿引起并联电抗器合闸过电压的原因及防护措施

为了确保变电站扩建或投运并联电抗器系统的安全性,采用理论分析、现场试验及仿真计算相结合的方法,对并联电抗器合闸产生过电压进行了研究。从SF6断路器瞬态预击穿机理以及波的折反射2个方面理论分析了并联电抗器合闸产生过电压的原因;在ATP-EMTP中建立SF6断路器预击穿模型,并对现场试验进行仿真计算。通过试验和仿真研究发现并联电抗器合闸产生预击穿时,在电抗器首端将出现标幺值为4.0左右的过电压。因此,建议电站投运并联电抗器时采取阻容吸收器进行限压。仿真结果显示,采取阻容吸收装置可以将并联电抗器的最大合闸过电压标幺值限制到1.68,且还可以抑制系统中的谐波。研究发现了变电站并联电抗器合闸预计穿现象,可为投入并联电抗器组时现场防护措施提供参考。     

40.5kV真空断路器分闸并联电抗器重燃过电压及抑制方法

40.5 kV真空断路器分闸并联电抗器时,极易出现截流和电弧复燃,由此产生的重燃过电压会危害系统设备绝缘,危及电网安全稳定运行。为分析重燃过电压的特性及危害,文中考虑分闸过程中真空断路器触头之间的燃弧特性,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC构建了准确的真空断路器的三相分闸重燃模型及开断并联电抗器的220 kV变电站系统仿真模型,分析了真空断路器分闸初相角和介质绝缘恢复速度对重燃过电压的影响。文中提出了避雷器和阻容吸收器、以及避雷器和铁氧体磁环两种过电压协同防护方案,与避雷器、阻容吸收器和铁氧体磁环单独使用时对重燃过电压的抑制效果进行了对比,并分析了不同安装位置下的抑制效果,验证了文中所提出的避雷器和阻容吸收器以及避雷器和铁氧体磁环两种协同防护重燃过电压方案的有效性。文中的研究成果为并联电抗器的投切和抑制方面的实际应用提供了理论支撑。     

35 kV干式空心电抗器操作过电压抑制技术研究

针对普通避雷器无法有效抑制电抗器过电压的问题,以某变电站内的35 kV空心式电抗器为研究对象,探讨采用FGB型组合避雷器抑制电抗器过电压的技术,通过EMTP对系统进行建模并计算采用FGB型组合避雷器后的电抗器操作过电压,试验结果表明该抑制方案对电抗器的操作过电压具有良好的抑制效果。     

35 kV空母线系统中真空断路器投切电抗器相关问题分析

在35 kV空母线系统中,真空断路器投切电抗器可能会产生较高的操作过电压,甚至引发谐振。笔者基于某220 kV变电站35 kV空母侧由投切电抗器而引发的多起故障,根据故障现象及系统的实际运行情况,对与电抗器操作相关的操作过电压、谐振等问题分别进行了计算和分析,得出变电所由投切电抗器引发的多起故障中,PT熔丝熔断主要由谐振引起,所变故障以及电抗器故障发生的主要原因与其自身绝缘相关,并给出了解决措施和建议。     

40.5kV真空断路器开断并联电抗器的过电压防护

针对国内40.5 kV真空断路器应用于开断并联电抗器时绝缘事故多发的情况,进行了一系列现场试验,并对几种常见的不同原理及型式的过电压保护装置进行了分析和比较。研究结果显示,保护装置除了要考虑相对地保护,更要考虑相间过电压抑制。对于所述工况,可有效限制相对地、相间过电压的保护装置包括无间隙组合式MOA、3间隙组合式MOA以及阻容保护,且对于阻容保护,接在电抗器侧效果要明显好于接在开关侧。分析比较结果对于实际应用具有一定的指导意义。     

智能相控断路器在35kV并联电容器投切中的应用

某500 kV变电站利用SF 6断路器投切35 kV并联电容器组时,连续发生2起串联电抗器设备故障,分析原因是在投切操作过程产生了较大的涌流及过电压,引起干式空心电抗器发生匝间短路故障,严重威胁系统的安全运行。为了避免此类故障的再次发生,提出采用适用于投切35 kV并联电容器组的智能相控断路器来抑制合闸涌流,降低分闸重燃概率。为验证智能相控断路器的有效性,首先分析了投切涌流及过电压产生的原因和相控开关技术的原理,然后将智能相控断路器应用于该500 kV变电站的35 kV无功补偿系统,并分别对智能断路器与普通断路器进行多次分合闸对比试验,试验结果表明:普通断路器随机投切电容器组产生的最大涌流为4.2(标幺值,下同),过电压为1.81;智能相控断路器投切电容器组产生的最大涌流为2.3,过电压为1.4。试验结果证实智能相控断路器的应用能够从源头抑制合闸涌流和过电压,提高无功投切效率和系统安全性。     

35kV系统投切无功补偿兼滤波装置引发重燃过电压

讨论了35kV系统投切无功补偿兼滤波装置引发的重燃过电压问题,利用电磁暂态计算程序(EMTP)仿真计算了无功补偿兼滤波装置参数对重燃过电压的影响,为35kV无功补偿兼滤波装置的工程设计提供参考。