柔性直流输电工程金属回流电缆桥臂电抗器阀侧接地故障的研究

国内关于柔性直流工程的过压保护以及绝缘配合研究较少。依托厦门双极柔性直流输电工程,重点研究了金属回流电缆桥臂电抗器阀侧接地故障的暂态特性。通过PSCAD软件,搭建了中性母线设备的过电压仿真模型,计算了其快波前过电压。采用IGBT晶闸管过电流保护和CBN避雷器过电压保护策略,提出了有效的优化布置方案。结果表明:中性母线设备内绝缘过电压安全裕度配合系数宜取值1.15;中性母线设备雷电冲击耐受电压宜参照交流66 kV或者35 kV的设备。绝缘配合方案可为中性母线关键设备的选型、试验提供重要依据。     

高海拔地区±500kV换流站直流侧雷电过电压分析

我国"西电东送"工程中大量采用了直流输电方式,而西南地区高海拔、多山区的特点将对输电系统的绝缘配合提出更高的要求。为研究高海拔地区直流输电系统的雷电过电压特性,采用PSCAD/EMTDC仿真软件对溪洛渡工程中±500 kV昭通换流站直流侧的雷电过电压进行了计算和分析,模型考虑了海拔和山区地形的影响,根据换流站直流侧反击和绕击雷电侵入波过电压的计算结果,得出高海拔地区换流站直流侧的雷电过电压特性,为优化换流站雷电防护提供参考依据。另外,对绕击侵入波过电压,着重比较了绝缘子串临界不闪络对应的雷电流幅值与EGM模型计算的最大绕击雷电流幅值下设备的过电压,发现按照传统方式以最大绕击雷电幅值计算设备的最大过电压可能会丢失过电压水平最严重的情况。     

基于模块化多电平换流器启动过程分析

本文详细分析模块化多电平换流器充电启动过程,通过对混合桥拓扑结构、交流侧充电充电方式进行计算分析,通过计算加仿真形式,深入研究、找寻模块化多电平换流器启动过程中的规律与特征。     

柔性直流输电系统接地故障下过电压特性研究

柔性直流输电技术是一种新型的直流输电技术,它以采用全控型电力电子器件的电压源型换流器为核心构建直流输电工程,具有很好的应用前景。利用PSCAD/EMTDC仿真软件建立两端柔性直流输电的仿真模型,针对其5种接地故障与雷电过电压下柔性直流输电系统中的过电压及过电流特性进行研究,研究结果表明雷电过电压与交流系统单相接地后断路器自动重合闸操作造成交流母线上的过电压比其它接地形式造成的过电压严重。基于上述分析,最后给出了避雷器的配置方案。     

换流站主设备绝缘配合研究

根据绝缘配合的要求,分析了直流输电系统过电压的特点。结合某换流站的实际情况,对该站主设备的绝缘配合进行了研究。针对换流站内设备产生的各种过电压,提出了相应的保护措施和绝缘配合方案,并比较了各设备的保护水平与绝缘水平,确保设备具有一定的绝缘裕度。经过几年的运行,证明该站主设备的绝缘配合具有安全可靠、经济合理、性能稳定等优点。     

基于PSCAD的独立光储微电网雷电感应过电压防护研究

光储微电网是解决偏远地区供电问题的重要手段,有必要做好雷电感应过电压防护以确保系统长期稳定运行。利用PSCAD软件搭建独立光储微电网仿真电路模型,计算微电网内埋地电缆雷电感应过电压,分析感应过电压在系统直流侧和交流侧的传递特性,讨论电缆埋深和电缆长度对过电压幅值的影响,最后分析安装SPD防护效果。研究结果表明：当独立光储微电网直流侧发生雷击时,埋地电缆感应产生较高幅值的过电压,过电压沿线缆传递至光伏阵列和储能系统,交流侧设备不受影响,同样,当交流侧发生雷击时,电缆感应过电压传递至逆变器交流侧和箱变前端,直流侧设备不受影响。电缆埋得越深,传递至光储微电网主要部件的感应过电压衰减越厉害。随着光伏阵列与逆变器、逆变器与箱变间连接电缆长度的增加,光伏阵列过电压减小,储能电池和箱变前端过电压增大,逆变器交流侧过电压则变化不大。在独立光储微电网系统主要部件前端安装SPD后,感应过电压得到有效遏制,能够实现对内部电气电子元件的精密防护。     

基于工频谐振的输电线路融冰方法研究

输电线路覆冰是我国常见的自然灾害,危害极大,而现有融冰方法均存在各自的局限性。对此,提出一种基于串联谐振原理的工频谐振融冰方法,并分析了此方法的融冰原理及融冰接线方式;计算了典型导线的工频谐振融冰电流并同直流融冰法作了对比分析;定量分析了融冰中出现的谐振电压并提出电容器组串联均压和改变融冰接线方式降压的办法;最后简要介绍工频谐振融冰装置关键设备的构成。研究结果表明:与直流融冰相比,本方法融冰效率更高;通过控制融冰线路长度和融冰源接入方式可使融冰谐振电压处于线路绝缘水平范围内;融冰电源容量小,构造简单,可直接由系统引入,融冰成本低廉。     

输电线路融冰装置用直流避雷器研究

在输电线路直流融冰装置中所用避雷器的运行工况不同于交流系统中的避雷器,施加在避雷器上的运行电压是直流、工频和谐波的叠加。在该装置中对各种避雷器的能量吸收能力和保护水平要求各有不同。介绍了直流融冰装置中避雷器的运行特点,针对运行特点开展融冰装置用避雷器的关键技术研究,研制的避雷器已在输电线路融冰工程中得到应用。     

持续性大电流直流电弧熄弧试验研究

特高压接地极线路处于运行状态,尤其是满负荷运行状态下,当导线出现雷击过电压和操作过电压时,过电压易击穿绝缘子串旁并联的招弧角并建立起直流电弧。直流电弧自熄弧困难,持续燃烧的直流电弧易导致接地极线路绝缘子烧蚀掉串,因此需研究直流电弧熄弧特性。由于特高压直流传输功率大,其产生的直流电弧能量巨大,难以在实验室现有直流设备上建立持续性大电流并开展熄弧研究。介绍了一种利用移动直流融冰装置作为试验电源,通过操作电极间隙距离可调的起弧装置,建立持续性大电流直流电弧的试验方法,并在200 A续流电流下开展了直流电弧熄弧试验。     

地线绝缘化线路防雷研究

以某高海拔地区500 k V地线绝缘化线路为例,分析其结构特征、绝缘化前后保护角的变化情况;通过直流试验、雷电冲击试验,并且考虑了海拔修正条件,验证了绝缘化地线并联间隙的绝缘配合性能;最后,利用ATP_EMTP软件仿真了在雷击情况下,地线绝缘化线路的耐雷性能变化情况以及不同间隙长度对防雷性能的影响效果。结果表明,在地线绝缘化线路中,在满足可靠绝缘、直流融冰的前提下,间隙长度对防雷性能的影响很小。     

HM及HML型避雷器

1.简介避雷器现在已经成为高压装置的不可缺少的部分,对绝缘配合问题不仅在技术上而且也在经济上提供答案。为了使绝缘上的应力尽可能低,良好的过电压保护系统必须满足以下要求:释放过电压至大地而不引起接地故障,切断续流,及低保护水平即低的放电电压和低的残压。过去避雷器几乎完全用来保护大气过电压。运行电压升高需要降低费用,必然导致较低的网路绝缘水平,因而避雷器要有较低的保     

110kV变电站过电压及绝缘配合优化研究

变电站对各个等级的电力系统来说都是关键环节,一旦变电站发生故障,会引发大面积的停电现象。因此,要重视变电站中的过电压预防保护措施。论文对110k V变电站过电压及绝缘配合优化分析进行了简要的仿真模拟。     

配电变压器雷害绝缘故障影响因素及其防护措施研究

配电变压器的安全运行面临着严重的雷害威胁,需要合理分析其雷害绝缘故障影响因素。通过EMTP软件计算配电变压器遭受的雷电直击过电压和感应过电压,根据雷电过电压和绝缘故障出现的随机特性,利用区间组合统计法考虑雷电流幅值、雷电流波头陡度、雷击方位等因素的影响,计算配电变压器雷害绝缘故障概率。讨论线路安装避雷器、变压器高压侧安装避雷器对于降低配电变压器雷害绝缘故障的防护效果。分析结果表明:配电变压器雷电过电压波形均存在一定程度振荡,感应过电压波形振荡更为剧烈,但雷电直击过电压对变压器绝缘危害更大;配电变压器过电压概率密度分布曲线随着雷电流波头时间的减小、雷击点距线路水平距离的减小而整体右移,出现高幅值过电压的概率增大,导致变压器绝缘故障概率随着波头时间的减小、雷击点距线路水平距离的减小而增大。配电线路和变压器高压侧安装避雷器能够有效减少变压器雷害绝缘故障,但防护效果受接地电阻影响非常大,因此需要尽可能降低避雷器接地电阻以减少绝缘故障。     

直流系统用试制避雷器的动作负载及其应用

为了使直流输电系统免受大气过电压和操作过电压的冲击,降低输电设备的绝缘水平,试制了直流避雷器。本文介绍了直流避雷器动作负载性能实验研究情况。实验结果表明,在直流输电系统中发生的大气过电压和操作过电压能量被试制直流避雷器所吸收,续流被遮断,经受住了对避雷器所要求的苛刻负载。本文并对直流避雷器的技术参数以及其应用方面也进行了探讨,从而促进了直流输电用高压直流避雷器的发展。应用直流避雷器,可望提高直流输电设备在设计上的经济性和可靠性。     

超高压直流输电线故障电弧熄弧后的绝缘恢复特性

<正> 为使直流输电线具有与交流同样的运行可靠性,直流电源万一发生电弧故障时,提高绝缘子及导线的耐弧性能、了解熄弧后的绝缘恢复特性和缩短重新启动的时间,都是重要的课题.使用棒对棒电极放电装置,通以电弧电流,实验研究了绝缘恢复特性,还研究了直流输电线重新启动的时间.     

LCC-VSC混合直流系统LCC换流站阀过电压研究

LCC-VSC混合直流系统结合了LCC输送大容量电能,VSC适用于向弱交流电网系统输电且不发生换相失败的优点,使输电形式更加灵活.阀过电压是LCC直流换流站重要的一种过电压.建立了一个送端为LCC换流站,受端以MMC换流阀为换流器的VSC换流站的直流过电压计算模型,仿真了逆变侧有无阻断二极管两种条件下混合直流系统中LCC换流站阀过电压,并结合传统两端LCC直流系统中阀过电压的产生机理,对比传统直流阀过电压计算结果,分析了阀过电压受逆变侧VSC换流站的影响机理.结果表明阻断二极管对于限制LCC换流站阀过电压具有重要作用,需要在混合直流系统中配置该类型设备以保护整流侧换流阀.     

配电系统弧光接地过电压下MOA行为及其正确使用途径的仿真研究

在初步工作，即中性点绝缘系统弧光接地过电压下ＭＯＡ的保护性能和动作负载的数值计算与分析［２］的基础上，进一步对配电系统中性点接地方式及其它弧光接地过电压限制措施对ＭＯＡ限压行为和能量吸收的影响进行数值仿真和实算，指出作为中性点绝缘系统单一的弧光接地过电压保护措施，ＭＯＡ有一定限压作用，但动作负载很大，宜配以接地故障选线保护速切故障以保证ＭＯＡ安全运行；采取电网中性点经电阻或消弧线圈接地方式以及其它弧光接地过电压限制措施并有效地抑制过电压的基础上，ＭＯＡ的限压作用发挥得很少，但运行条件可大大改善；ＭＯＡ宜作为弧光接地过电压的后备保护。     

220kV变压器中性点小电抗接地过电压分析

220 kV系统变压器中性点部分接地运行方式会使不接地主变中性点产生过电压,主变绕组承受过大的短路电流危险;虽然可以通过主变中性点并联间隙与避雷器进行保护,但间隙放电受环境因素影响分散性较大,容易产生误动作,且可能与避雷器绝缘配合失调。为此本文对北方某220 k V系统利用PSCAD/EMTDC软件进行建模仿真,分析了中性点串接小电抗前后的各种类型过电压和短路电流。仿真分析表明:中性点串接小电抗后,中性点过电压显著降低,不会再出现高达相电压的过电压,且有效避免失地过电压和间隙与避雷器绝缘配合失调的可能,中性点无需再安装间隙,只安装避雷器限制雷电过电压即可;主变绕组短路电流也随小电抗的增加而显著减小;同时中性点串接小电抗对铁磁谐振、雷电过电压也有一定的抑制作用;最后分析了加装小电抗后的中性点过电压绝缘配合和小电抗参数的选择。     

高压直流系统外绝缘的绝缘强度研究与其在设计和试验中的应用

本报告是一份评价高压直流外绝缘在运行电压和过电压下绝缘性能方面的知识的资料。关于运行电压下的性能,本文提出和讨论了FGH和CESI用标准的实验室污秽方法所得的结果;分析了绝缘子交流和直流污秽性能间的差异;着重指出了现有的关于直流污秽现象和相应的实验室模拟方面知识的不足,并指出需要进一步大力开展研究工作。就过电压而论,细查了绝缘子串和绝缘子柱在复合电压(直流加操作冲击;直流加雷电冲击)时的性能,并就目前还没有充分涉及的一些方面,如在雨下和轻污秽时的污秽性能等,提出了CESI试验室所进行的“特别”试验的结果。根据所得的绝缘强度的数据并计及高压直流系统中出现的电压,导出了绝缘设计用的初步指标。最后给出了改进和完善高压直流绝缘试验的建议。     

无间隙金属氧化物避雷器仿真模型适应性分析

无间隙金属氧化物避雷器(以下简称MOA)是电力系统过电压防护不可或缺的保护设备,是绝缘配合的基础。随着计算机功能的不断提升,电磁暂态仿真计算已成为电力系统选择、配置MOA及绝缘配合等的主要手段,MOA仿真模型的准确性直接影响着工程的可行性和造价。本研究针对MOA仿真计算模型适应性展开研究,通过实验和仿真对比分析了目前国内外认可使用的四种MOA模型,从不同暂态波作用下的残压特性、吸收能量和波形方面评价了各自的准确性和适应性。