500 kV充油海底电缆导体温度分布式光纤传感监测及应用

依据海南联网系统500 kV海底电缆捆绑特殊海底光缆的实际情况,通过分布式光纤传感技术结合经有限元仿真模型优化的IEC60287热路模型的方法可以监测海底电缆内部的温度分布。在实验室中搭建岸上模拟实验平台,利用中压电缆捆绑光纤的结构进行捆绑电缆岸上模拟实验。同时,将经验证的温度监测方法应用于海南联网系统500 kV海底电缆,以C相空气段为例监测捆绑电缆光单元的温度。采用有限元仿真计算电缆表面的温度,根据电缆表面的温度基于热路模型推导出对应的导体温度,得到电缆导体在实际运行过程中的温度变化。岸上模拟实验测量的导体温度与数值计算得到导体温度的误差低于1.77%, 验证了海底电缆导体温度监测方法的准确性。     

换流站交流滤波器用避雷器过电压仿真建模因素

对交流滤波器用避雷器开展准确的过电压仿真计算是其绝缘设计及稳定运行的基础。本文采用逐渐细化模型的建模方式,开展了滤波器投入和交流母线接地故障工况下的建模及仿真计算,分析了交流滤波器杂散参数、交流滤波器场内外线路的π型等效电路和交流滤波器保护策略中3种建模因素对交流滤波器用避雷器过电压仿真结果的影响。仿真结果表明:在上述工况下,考虑3种参数后与考虑前相比,避雷器过电压变化-4%~25%,电流下降36.2%~62%,吸收能量上升16%~214%,因此若在绝缘设计中不考虑上述因素,避雷器电压电流设计值将产生较大偏差,能量设计值会偏小,影响交流滤波器正常运行。     

智能化磁控谐振高压试验系统研究

目前电网智能化水平的提升对高压试验的智能化和试验效率也有了更高的需求,为解决现有的高压试验电源在高压交流绝缘试验中存在的不足,提升高压试验的效率,提出了一种智能化磁控谐振高压试验系统。该试验系统集升压、补偿和调谐于一体,具有升压调节平滑连续,结构紧凑等优势,可用于工频耐压试验。阐述了该系统的结构组成与基本原理,并搭建了该试验系统仿真模型,通过研究空载和负载运行特性验证了该系统原理的正确性。     

环境温度对桥差保护电容器组不平衡电流的影响研究

本文研究环境温度与桥差保护电容器组不平衡电流的关系,首先分析温度对并联电容器的影响,通过试验得到不同电容器的温度系数,进而得到电容器温度系数的普遍规律,在此基础上,对桥差不平衡电容器组进行考虑温度因素的仿真分析,最后参考换流站实际运行情况,分析直流工程中桥差保护电容器组的不平衡电流与温度的关系。为直流工程中电容器组调平提供了参考。     

兴安直流工程交直流系统谐振影响因素分析及其抑制措施

针对兴安直流工程出现的谐振放大问题,研究了谐振抑制机理。基于同时考虑送、受端交流系统和直流系统的阻抗等值网络,通过频率扫描法研究等值网络的阻抗特性和谐振抑制稳定性,结果证实兴安直流工程交直流系统在特定频率附近存在谐振风险,与暂态仿真结果和现场振荡现象一致。对直流振荡特性的影响因素进行了仿真分析,提出改造直流侧网络阻抗的谐振抑制方法。仿真结果验证了所提策略对谐振抑制的有效性。最后,将所提策略应用于兴安直流工程,典型运行方式下未再出现谐振现象。     

800kV对接式直流穿墙套管缺陷分析及应对策略研究

本文针对对接式结构高压直流穿墙套管回路电阻异常的缺陷事件,根据力矩平衡原则,对套管关键部位受力情况进行了分析,并通过有限元仿真进行了验证。在此基础上,提出了一种端部新增接线端子的结构优化整改方案,通过仿真验证了方案的有效性。     

基于直流高速开关的换流站在线投退策略

特高压多端直流工程中,采用直流高速开关(HSS)配合全/半桥混合模块换流阀的方式来实现直流故障清除和换流站在线投退是现有技术水平下的较佳选择,但HSS极弱的直流电流分断能力对控制保护设备提出了苛刻要求,且该方式下的换流站在线投退策略尚未见报道。基于HSS的电气特性和混合模块换流阀的能力,分析了多端直流系统中HSS的配置原则并设计了HSS典型电路;研究了基于HSS的换流站在线投退策略和多电压源换流器(VSC)换流站协同充电方案;为了保障系统和设备安全,提出了HSS的详细保护策略和动作结果。所提策略均已在昆柳龙混合直流工程中进行了应用,研究结果可为多端直流工程的单站投退方案提供借鉴和参考。     

柔性直流输电系统接入交流电网的高频谐振风险运行方式辨识

柔性直流输电系统接入交流电网后存在高频谐振的风险,研究表明交流电网运行方式变化与高频谐振的产生存在内在关联。针对交直流系统中的高频谐振问题,首先构建了柔性直流输电系统直流侧和交流侧计及串补站的等效阻抗模型,分析了柔性直流输电系统接入交流电网的高频谐振机理。对柔性直流输电系统交流侧运行方式变化(特别是线路发生N-1、N-2故障)下等效阻抗的变化规律进行了理论分析和总结。此外,提出了一种柔性直流输电系统接入交流电网的高频谐振风险运行方式辨识方法,并以某地区电网局部交直流系统实际数据为例进行仿真,验证了所提辨识方法的有效性。     

饱和水土壤电阻率温度特性及对直流接地极温升的影响

针对土壤含水量较高的区域直流接地极温升特性不明的问题,对不同类型的土壤进行了水饱和温升电阻率测量。并在此基础上建立了饱和水土壤接地极的电热耦合有限元模型。通过算例与未考虑含水饱和土壤电阻率温升效应的仿真结果进行对比,发现其温升结果明显偏低,随着电流注入时间的增加,电极温升曲线的饱和度变得更加明显。最后进行了饱和水土壤垂直电极的温升试验,验证了耦合模型的可靠性。实验和仿真结果表明,考虑饱和水土壤温度特性可使计算误差降低31.84%。因此,结合饱和水土壤电阻率温度特性对接地极进行温升计算,能更大程度的保证计算的准确性。     

基于LM法的换流站关键设备宽频建模方法研究

直流输电系统换流站存在多种产生或传输谐波的电气设备,建立适用于仿真研究的换流站宽频模型十分重要。传统建模方法较为复杂,且不适用于低阶等效模型。因此,基于元件物理模型和阻抗特性,利用列文伯格-马夸尔特算法求解宽频模型参数、拟合阻抗特性曲线,并简化了宽频模型。然后据此建立了晶闸管、平波电抗器和换流变压器等换流站关键设备的宽频模型,验证了该方法的正确性。最后,将元件宽频模型等效电路应用于仿真模型,仿真对比表明宽频模型相比于理想模型,5次谐波幅值减小约基波的1.7%~1.8%,并且简化宽频模型可以加快仿真速度。