特高压并联电抗器中性点小电抗的过电压及绝缘水平分析

为了提高特高压输电系统的可靠性和安全性,利用EMTP建立了1 000 kV典型输电系统的仿真模型。分别针对工频、操作和雷电过电压情况下中性点小电抗的过电压进行了计算分析,研究了并联电抗器和金属氧化物避雷器对过电压的抑制效果,重点分析了并联电抗器中性点小电抗的过电压,并对其绝缘水平进行了核算。实验发现：并联电抗器可有效抑制线路以及小电抗上的工频过电压,避雷器可以有效限制操作过电压以及三相重合闸过程中出现严重的过电压。中性点避雷器的额定电压推荐选取180 kV或192 kV,绝缘水平可选为：雷电冲击耐受电压要求值为550 kV,短时工频耐受电压要求值为230 kV。     

220kV变电站35kV侧真空断路器开断并联电抗器过电压保护方案研究

针对多次发生35 kV真空断路器开断并联电抗器引发过电压事故的某220 kV变电站,建立了基于ATP-EMTP的电磁暂态模型,介绍了三星型避雷器、组合式四星型避雷器和RC阻容吸收器这3种不同的保护装置,仿真分析计算了将这3种保护分别各自安装在35kV母线、断路器负荷侧和并联电抗器侧时的过电压.研究结果表明,三星型避雷器几乎无法限制相间过电压,组合式四星型避雷器对相间过电压有一定的限制作用,RC阻容吸收器对相间过电压的限制效果最好,而单独安装一种保护装置无法同时有效抑制各处的过电压.     

基于110kV长距离电缆线路的过电压研究

鉴于目前对线路过电压的研究大部分还停留在架空线路、短距离电缆线路、架空线路与电缆线路的混合线路,缺乏对长距离电缆线路过电压的分析,从多个因素出发,在EMTP电磁暂态仿真软件上搭建模型进行仿真计算。结果表明,在短距离时电缆线路不存在工频过电压,只需并联高压电抗器解决操作过电压问题,当线路较长时,需同时考虑工频过电压和操作过电压。     

干式空心并联电抗器截流投切过电压分析

近年来,35kV电网中真空断路器开断并联电抗器时发生了多起事故,而干式空心电抗器故障多数是匝间绝缘缺陷造成匝间短路引发的,因此干式空心电抗器匝间绝缘问题已经越来越被重视。由真空断路器分闸引起干式空心并联电抗器过电压对电抗器的匝间绝缘老化起到了至关重要的作用。基于上海某变电站实际电气主接线,构建投切35kV并联电抗器单相模型以及三相模型,并且考虑到三相模型中另外两相的工频电源对首开相产生的影响,计算由断路器分闸产生的最大截流过电压达到7.3(标么值)而同时开断三相电抗器时产生的最大截留过电压高达8.6(标么值)。     

长距离电缆线路无功及其过电压计算研究

随着国民经济的快速发展,架空线路受环境的制约越来越大,从而使得地下电缆的使用越来越广泛,由于交流电缆的单位长度电容约为架空线的18倍,所以在线路空载时过电压现象严重,在110 kV长距离电缆线路中,为解决工频过电压和操作过电压对输电线路的影响,在EMTP中建立仿真模型,通过在线路上并联电抗器的方式进行无功补偿。     

风电场抗台风备用电源并联电抗器参数的设计

针对风电场在抗台风模式下系统存在容性无功电流过大问题,提出了一种备用电源并联电抗器参数优化方法。文章分别通过两种方式对并联电抗器的参数值进行确定,首先通过理论计算得到一组计算值;然后建立风电场在抗台风模式下的Digsilent系统模型,对其各种工况下进行仿真,观察仿真结果得到另一种仿真数值。比较验证表明,两者的误差很小,可为风电场抗台风模式下电力设备参数值的选取提供参考。     

采用耦合电抗器的兆瓦级永磁直驱风电变流器仿真研究

提出一种采用耦合电抗器的独立直流母线型永磁直驱风电变流器,分析其去耦等效电路和高阻抗环流路径,阐明耦合电抗器抑制环流的根本机理,并分别建立机侧变换器和网侧变换器的数学模型,根据所得模型分别设计控制策略,实现了永磁直驱风电变流器的并联运行,抑制了环流,解决了环流引起的不均流、波形畸变等问题,提高了系统的可靠性和效率。最后,对一组采用耦合电抗器的1.5 MW永磁直驱风电变流器进行了仿真验证,结果证明上述分析及控制策略的正确性。     

考虑状态量变化趋势的并联电抗器健康状态诊断方法

准确评估高压并联电抗器的运行健康状态可及时发现电抗器的潜在故障,减少电抗器发生事故的概率。以330kV油浸式并联电抗器为例,构建了基于证据理论的高压并联电抗器运行健康状态诊断模型。选取预防性试验和在线监测中具有代表性的状态量为评价指标,并将其分为油中溶解气体状态量、油化试验状态量、振动振幅和噪声等级、油中溶解气体状态量变化趋势四类。利用证据理论对四类状态量进行信息合成,进而诊断出并联电抗器运行健康状态。通过实例分析验证了该诊断模型的有效性和实用性。该方法可作为并联电抗器健康状态诊断的手段之一。     

500kV同杆线路强耦合破坏性分析及改进方案

全线同杆双回线一侧并联电抗器运行方式在超高压线路中颇为常见。并联电抗器吸收电网容性无功的同时,也有可能与线路的感应电容配合形成谐振,在未并联电抗器线路带电运行,带有并联电抗器线路停运检修的状态下,线路相间耦合电容作用使得停运线路产生感应电压,此时如果线路高抗和线路参数匹配,符合谐振条件,那么就会在停运线路上产生很高的谐振过电压损坏电力设备。本文通过对初步感应电压电流、工频谐振以及潜供电流恢复电压的计算分析同杆双回线路强耦合所产生的高压极其破坏性,旨在避免500kV同杆双回高压线路强耦合谐振导致的事故发生。     

干式空心并联电抗器开断过程中复燃过电压研究

在35kV电力系统中采用真空断路器来开断电抗器引起复燃过电压,给电抗器的匝间绝缘造成破坏。基于上海某变电站实际电气主接线,构建投切35kV并联电抗器单相模型以及三相模型,计算出首开相产生的复燃过电压幅值为3.0(标么值)。根据后开相的过电压产生机理,计算出非工频电流过零相产生的过电压幅值为13.0(标么值),而在前两相均产生复燃的情况下,最后相产生的过电压幅值为16.6(标么值)。     

平波电抗器不同布置方式下雷电侵入波过电压仿真分析

鉴于平波电抗器不同布置方式会影响换流站内一次设备的雷电过电压耐受水平,采用EMTP/ATP电磁暂态仿真软件,建立±800kV典型换流站直流侧雷电侵入波过电压计算模型,计算了高压极母线和中性线母线上平波电抗器不同布置方式下站内设备的反击耐雷水平。结果表明,部分布置方式可以显著降低换流站高压极线侧单台平波电抗器两侧过电压最大值,这对提高平波电抗器运行可靠性和增加绝缘裕度具有一定的参考价值。     

基于有限元法对35kV干式空心并联电抗器磁场分布的研究

干式空心并联电抗器是用于调节电网功率平衡的感性高压电器,它的安全运行对电网的稳定性、防止系统谐振等有着重要作用。基于干式空心电抗器的柱状绕组与螺线管的相似性,从场的角度,参考毕奥-萨伐尔定律对螺线管磁场的求解,提供干式空心并联电抗器磁场计算的方法。通过ANSYS的电磁平台建立35 kV干式空心并联电抗器有限元模型,采用数值分析中的有限元法,从场路耦合的角度,较为直观地分析了干式空心并联电抗器在工频下的磁场分布,并研究绕组工艺对电抗器包封磁场分布的影响。仿真结果表明,空心电抗器的磁场分布呈对称性,磁场大小以轴向分量为主;匝数减小,能降低端部绕组磁场的集聚,能减小外侧包封中心部位中的漏磁。     

10 kV并联电抗器在含小水电配电网中的优化方法

针对小水电大量接入配电网后引起配电线路电压偏高的问题,提出了10 kV并联电抗器在含小水电配电网中的优化配置方法,通过对电压损耗公式进行解耦推演,从而得到电压损耗无功解耦算式,据此确定10 kV并联电抗器的补偿点,以优化并联电抗器的调压效果,构建小水电“串灯笼”接线模型的仿真结果表明,该方法确定的补偿点调压效果最优,配置容量最少,是一种切实可行的有效方法。     

基于电抗器开断过电压特征分析的匝间绝缘短路故障在线辨识

干式空心电抗器内部包封固化不易拆卸,当出现匝间绝缘短路故障时难以发现,停电检修维修成本较大周期较长,为了能利用运行中的信号在线检测出匝间绝缘故障,提出一种基于电抗器开断过电压特征分析的匝间绝缘故障辨识方法：在电抗器匝间绝缘短路故障分布式参数模型基础上,建立了带有匝间绝缘短路故障的电抗器开断过电压模型,分析匝间绝缘短路故障对电抗器开断过电压波形的影响作用,并利用变分模态分解算法对过电压波形进行频谱分析,最后搭建计及匝间绝缘故障开断过电压仿真模型,对存在不同程度的绝缘短路的电抗器进行开断模拟,获取电抗器开断电压波形及其振荡频率等数据,对波形数据进行分析和特征提取,量化开断过电压最大幅值及振荡频率与绝缘之间的差值,可以有效辨识出匝间短路故障。     

改进的暂态过电压监测与暂态分量提取方法

暂态过电压威胁着电网运行的稳定性、可靠性和电气设备绝缘安全,尤其是在交直流混联电网中交流电网产生的暂态过电压会对直流电网造成严重影响,监测暂态过电压有重要意义。针对带高频分量的暂态过电压难以监测的现状,介绍了一种基于常规电容式电压互感器(CVT)加装大电容单元,设计了500kV暂态电压监测装置,通过冲击电压试验验证了装置的响应性能及测量准确度,在将该装置实际挂网运行后,成功监测到电网中的暂态过电压波形;进而基于离散频谱的能量重心校正法提出了一种改进的暂态电压分量提取方法,通过雷电过电压波形仿真试验,对采集到的波形数据进行暂态分量提取,并对结果进行比较和分析,验证了改进后的方法更具实用性。     

多逆变器并联谐振机理分析及虚拟电阻控制

逆变器是新能源分布式发电接入电力系统的重要装置。多逆变器并联运行时,由于LCL滤波器与系统电路的交互影响,极有可能产生谐振问题。文章通过建立多逆变器并联运行时的物理模型与数学模型,分析得出多逆变器并联谐振的基本原理,同时利用波特图综合分析了多逆变器并联谐振现象。之后,基于谐振机理的分析结论,提出了一种不含微分控制环节虚拟电阻的谐振抑制方法,并对虚拟电阻参数的影响和取值进行了分析。最后,通过Matlab/Simulink仿真测试,验证了多逆变器并联谐振及虚拟电阻控制策略的正确性和有效性。     

某区域高压并联电抗器振动测试分析及优化

为厘清区域电网中高压并联电抗器的振动情况,合理优化电抗器振动测试工作,针对某省330 kV及以上的变电站,逐一开展了高压并联电抗器振动测试试验。通过试验测试、数据分析等手段总结了高压并联电抗器的振动特性,并根据最大振动值对所测电抗器进行等级划分,并针对性地提出振动测试建议。     

500 kV带高抗平行输电线路非全相谐振问题研究

从非全相状态下开断相谐振和邻线谐振的基本原理出发,分析了高抗中性点小电抗器限制谐振的数学模型,并计算了典型线路避开谐振的小电抗器数值解,通过理论推导和实际线路的仿真验证,分析了非全相谐振的影响因素,给出了抑制谐振的措施.     

配电线路并联补偿电容器的谐波放大问题仿真分析

电网中存在的谐波与并联电容器相互作用会产生谐波放大甚至出现并联谐振,严重影响电网的安全经济运行。分析了补偿电容器谐波放大的原理,并通过分析谐波放大原理,提出了抑制谐波放大的措施并对其进行了仿真验证。     

基于自动补偿的抑制弧光接地过电压新方法

单相弧光接地故障是我国配电网系统经常出现的故障类型,由于其具有不稳定性及危害性,如何抑制弧光接地过电压成为一个关系到配电网安全运行的难题。分析了传统中性点经消弧线圈接地方式在抑制弧光接地过电压方面的缺陷,结合自动调谐消弧线圈装置的基本原理,提出基于自动调谐装置的方法,对弧光接地故障电流中的高频分量进行提取,进而根据高频量对消弧线圈进行调节对其进行补偿。仿真结果表明,该方法可以有效抑制弧光接地过电压的暂态分量,从而到达灭弧的目的。