双馈风机经VSC-HVDC接入弱受端系统运行特性分析

基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)是远距离风电并网的理想方案,同时可用于联接弱受端系统,但双馈风机经VSC-HVDC能够馈入多弱的受端系统仍待深入研究,有必要提出基于短路比的指标来衡量所能接入的受端系统。对此,基于定功率控制下VSC的稳定运行约束,分析系统稳态的临界运行点,总结出临界短路比的求解步骤。在此基础上,结合双馈风机的控制方程,详细讨论了风电场出力、弱交流系统等效阻抗和临界短路比的关系。仿真分析发现,受双馈风机无功特性的影响,接入受端系统的临界短路比未能达到理论值,引入基于无功补偿的有效短路比作为受端系统的强弱判断指标,使得所提临界短路比求解方法在此工况下依然成立。     

电流差动保护在逆变型新能源场站送出线路中的适应性分析

新能源电源通过电力电子装置并网,其故障特性受控制策略影响而发生根本性变化,传统继电保护原理存在适应性问题。送出线路作为新能源场站电力外送的关键通道,其主保护电流差动保护能否正确动作对于新能源高效利用和系统安全运行十分重要。针对逆变型新能源场站,推导了逆变型新能源电源短路电流表达式,分析了各相短路电流之间的相位关系及其影响因素。在此基础上,分析了送出线路发生不对称短路时电流差动保护在并网系统为强、弱两种情形下的动作性能。研究结果表明,送出线路发生两相短路时,差动保护在并网系统为弱系统时存在拒动的风险、为强系统时灵敏性下降但不会拒动;送出线路发生接地故障时,零序电流的存在使得差动保护在并网系统为强、弱系统时均能可靠灵敏动作。实时数字仿真器(RTDS)试验验证了理论分析。研究结论为逆变型新能源场站送出线路主保护配置提供了参考。     

基于电流积分的HVDC系统阀短路故障分类与定位方法

为实现高压直流输电(HVDC)系统阀短路故障的快速有效处理,提出了一种基于电流积分的阀短路故障分类与定位方法。定义六脉动换流器电流路径中的"交流截面""上桥臂截面"和"下桥臂截面",计算出采样窗内流过各截面的电流积分,以其大小关系为判据,区分交流侧相间短路、桥臂短路和直流出线短路3种典型阀短路故障类型;针对桥臂短路故障,进一步计算出采样窗内各交流支路和其对应桥臂支路的电流积分差值,定位故障桥臂。基于CIGRE模型的仿真结果表明,该方法能快速分类与定位阀短路故障,且不受故障时刻、噪声和采样窗长的影响。     

基于发电机匝间短路的轴电压故障分析

随着发电机容量的增大,轴电压已成为发电机的一个常见故障问题,因此进行发电机状态监测是非常有必要的。本文阐述了发电机轴电压产生机理;通过分析汽轮发电机转子匝间短路故障运行时磁势变化,推导出转子匝间短路后轴电压信号特征频谱。并分析了发电机定子接缝不对称引起的轴电压变化。基于轴电压故障特征信号,提出了通过轴电压监测转子匝间短路故障的方法。并且通过实验验证了理论分析的正确性。     

变流器型分布式电源的短路电流响应特性

分布式电源的短路电流计算是含分布式电源配电网的故障分析的基础。针对变流器并网型分布式电源,在分析电压源变流器控制系统结构的基础上,仿真研究了幅相控制、矢量解耦控制和电流瞬时值跟踪控制策略下变流器的短路电流变化特征,给出了配电网最严重短路情况下变流器型分布式电源输出电流的统一表达式。最后通过示例说明了分布式电源出力对短路电流的影响。     

发电电动机励磁绕组匝间短路故障在线监测

通用的励磁绕组匝间短路故障在线监测方法未加分辨地采用定子中性点不平衡电流中的所有分数次谐波分量构成监测量及相应的报警值,可能因报警值较高而对小匝数故障不够灵敏。以江苏宜兴抽水蓄能电站发电电动机为例,计算小匝数励磁绕组匝间短路故障引起的定子中性点不平衡电流并实测正常工况下固有不平衡电流,在此基础上提出了一种改进的在线监测方案,提取由匝间短路引起的不平衡电流中含量较高的3/8次和5/8次谐波电流构成报警值。仿真计算结果表明,对于江苏宜兴抽水蓄能电站发电电动机,改进的在线监测方案能对3%及以上匝比的励磁绕组匝间短路故障发出警报,灵敏性优于通用监测方案。基于所提改进方案的在线监测装置已经成功投运于江苏宜兴抽水蓄能电站4号发电电动机。     

一起500kV主变压器爆炸原因分析

针对一起变电站500 kV主变压器爆炸事件,根据事件后主变压器的外观、保护动作情况以及现场视频文件,确定主变压器爆炸是内部故障引起的;结合主变压器其他相别的历史检修记录、运行情况以及本次故障电流的大小,进一步确定主变压器内部故障为金属性短路;最后根据主变压器本体及套管解体后发现的内部放电灼烧痕迹以及变压器的结构特点,阐明了主变压器爆炸的形成机理及短路故障的发展过程。     

浅谈大型接地系统的设计和分析

随着发变电站装机容量和占地面积的增加,接地系统的规模和复杂度也不断提高,这为接地系统的设计和分析带来了新的挑战。为了更好地进行大型接地系统设计和分析,首先介绍了基本的设计流程,重点介绍了进行大型接地系统设计分析与常规接地系统相比需考虑的新问题。分析结果表明,与常规的接地系统设计分析相比,在进行大型接地系统设计时除了要考虑土壤结构、接地系统形状等常规因素外,还需要考虑计算方法、接地系统内部环流、短路电流入地点和导体材料等方面的影响,否则会对计算结果带来显著的误差,容易造成安全隐患。     

大型汽轮发电机转子匝间短路故障的诊断及定位

针对目前大型汽轮发电机的转子匝间短路故障频发,但发电机转子故障的在线检测方法存在易受现场干扰误报,无法对故障点做出定位等缺点,以一起700 MW的大型汽轮发电机跳机事故为案例,应用两极电压平衡原理,基于两极结构对称分布特性的直流电压分布试验方法,对发电机转子绕组的匝间短路故障进行故障诊断和定位分析,结果表明,该方法可以对发电机转子励磁绕组匝间短路故障进行精确定位。     

多振动区水电站短期调峰负荷分配方法

高水头水电站机组存在与水头相关的多个不规则振动区,当参与系统调峰时,随着水头和机组组合的变化,电站要避开动态的多个振动区运行,极大地增加了调峰计划制定的难度和复杂性。针对高水头多振动区水电站调峰负荷分配问题开展研究,提出一种实用的求解方法。首先利用数学组合和集合运算理论确定组合机组振动区,然后采用耦合启发式的约束处理策略与逐次负荷分配方法进行模型求解。南方电网实际应用的算例表明,所提方法能够有效避开振动区,并能满足电站运行其它复杂约束,是一种求解高水头多振动区水电站调峰问题的可行方法。