GIS局部放电超高频检测法有关问题的仿真研究

气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)中的局部放电在腔体中产生超高频(ultra high frequency,UHF)电磁波信号。为研究GIS局部放电源与UHF信号的关系,利用时域有限差分法计算局部放电产生的UHF信号;通过改变放电源和探头的参数,研究了局部放电产生的UHF信号的特性。仿真分析结果表明:UHF信号的幅值与局部放电脉冲幅值成线性关系;UHF信号与放电源的径向位置、放电通道长度、放电脉冲波形以及放电源与探头的夹角有关。单纯 UHF信号很难解释局部放电量的大小,但UHF信号可在一定程度上反映出GIS的绝缘状态。     

±500 kV双端柔性直流架空输电系统中混合式直流断路器重合闸操作暂态特性

±500 kV柔性直流输电系统采用架空线路输电方案时,输电线路出现暂时性短路事故的概率激增,需采用断路器实施重合闸以保障系统的可靠运行,目前直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)重合闸时的暂态操作特性尚不清楚。本文建立了含换流站关键设备和混合式高压直流断路器在内的双端±500 kV伪双极柔性直流架空输电系统模型,研究了柔性直流输电系统单极暂时性对地短路故障发生后,混合式直流断路器开断至重合闸过程的电磁暂态特性以及直流断路器关键参数对其开断和重合闸特性的影响。仿真分析表明直流断路器能够在5 ms内切断该故障;由于换流阀不闭锁,断路器开断后换流变阀侧电流未降至0。150 ms故障去游离时间后断路器可在4 ms内重合闸,换流变阀侧电流和极线电压将在200 ms内振荡上升至额定运行工况。此外,随着RCD支路电容C增大,断路器关断性能降低,而断路器重合时固态开关支路与机械支路电流转移速率则与RCD支路的电容C无关。研究成果可为±500 kV柔性直流架空输电线路断路器性能校验提供相应的数据参考。     

基于多agent架构的高压大容量柔性直流输电阀基控制技术研究

针对高压大容量柔性直流输电的应用背景,提出多agent 系统架构的阀基控制技术,以其分布式计算和自身的智能性、实时性、共享性等特点,解决阀控技术上的大规模高速信息采集问题、复杂决策运算以及综合评价保护等问题。通过柔性直流输电动态模拟试验平台,对此架构和冗余热备份架构的物理模型进行对比仿真和性能测试试验,验证了技术的科学性和合理性,为百兆级以上高压大容量柔性直流输电工程阀控技术提供了理论支持和工程依据。     

模块化多电平换流器操作过电压分析EI北大核心CSCD

模块化多电平换流器(MMC)是高压大容量柔性直流(VSC-HVDC)输电工程的核心,换流器设备的参数设计和型式试验需要基于其暂态过电压的分析结果。为此,提出了模块化多电平换流器的操作过电压计算模型。基于±500 k V柔性直流输电工程的系统参数,研究了模块化多电平换流器设备的设计参数对操作过电压的影响,包括避雷器、桥臂电抗器和子模块储能电容器。结果表明:对于模块化多电平换流器,操作过电压分析中起决定作用的故障工况是换流器交流出口单相接地故障、换流器直流出口单极接地故障、和换流器交流出口相间短路故障;避雷器的荷电率增加时,模块化多电平换流器交流侧相对地、直流侧极对地和桥臂端间的最大操作过电压幅值降低;桥臂电抗器的电感值增加时,模块化多电平换流器的交流侧相对地最大操作过电压幅值降低;子模块储能电容器的电容值增加时,模块化多电平换流器直流侧极对地最大操作过电压幅值增加。研究结果可为柔性直流输电工程换流器的设计和试验提供参考。     

大型电力变压器直流偏磁分析的磁路建模与应用

为了深入理解电力变压器在直流偏磁工况下的运行特性以提高电网安全运行性能和变压器本体设计,针对大型电力变压器产品的直流偏磁计算要求,提出了改进的磁路模型;根据铁心和绕组的几何结构形成磁路的拓扑,在铁心磁阻的计算中考虑涡流效应的作用,同时将铁心接缝气隙的作用引入计算模型中,建立了大型电力变压器直流偏磁的磁路模型;基于矢量匹配法获得铁心等效磁路模型中元件参数的最优解;基于铁心接缝气隙的几何结构和磁场分布特性,通过分段处理,建立了气隙等效磁路模型。作为应用实例,计算了2种不同铁心结构的大容量电力变压器产品的直流偏磁性能。验证了这些模型分析大型电力变压器直流偏磁的有效性。计算表明直流偏磁使变压器产品建立工作磁场更加困难;变压器的绕组漏磁显著增加,而且不同的变压器铁心结构受直流偏磁的影响存在差异。     

雷击特高压变电站时电磁骚扰特性的预测

研究特高压变电站保护与控制设备的电磁兼容问题对于确保特高压电网的可靠稳定运行具有重要意义。为此,将矩量法与Fourier变换技术相结合,研究了雷击特高压变电站时保护小室区域的瞬态电、磁场分布,以及在双端接地二次电缆上产生的屏蔽层电流和芯线共模干扰电压。预测计算表明:保护小室区域的最大瞬态磁场强度约为2285A/m,建议在保护小室墙体铺设金属屏蔽网以满足特高压变电站保护与控制设备的脉冲磁场抗扰度5级的要求;由于雷电流作用时间极短,再加上电缆沟内多根电缆和并联铜排的分流作用,不会导致二次电缆的烧毁;二次电缆的芯线共模干扰电压<1kV,低于特高压变电站保护与控制设备的浪涌抗扰度4级的要求。     

用于电网黑启动的MMC-HVDC系统换流站启动策略

详细分析了模块化多电平换流器(MMC)的典型两阶段启动过程,提出了一种限流电阻的近似计算方法。重点研究了当基于MMC的高压直流输电(MMC-HVDC)系统用于电网黑启动时停电端换流站的黑启动策略,针对两端系统和多端系统,分别提出了相应的启动策略,所提出的策略能保证换流站黑启动的安全、可靠实现,并保证多端系统中剩余端运行不受影响。最后通过PSCAD/EMTDC构建仿真模型,仿真结果验证了所提换流站黑启动策略的有效性。     

GIS局部放电超高频电磁波的传播特性研究

SF6气体中的局部放电过程可激发产生超高频电磁波。为研究GIS中超高频电磁波的传播特性,采用时域有限差分法仿真计算GIS中超高频信号的传播特性。仿真计算表明,GIS中局部放电产生电磁波在传播过程中存在延迟现象,有利于局部放电点的定位。因GIS中存在不连续点,超高频信号在传播过程中产生衰减,通过绝缘子时平均衰减3dB,通过T型接头时最严重的支路信号平均衰减10dB,而传播过程中产生的谐振使其衰减变慢。