35 kV并联补偿电容器组继电保护动作时过电压的分析及防护

为探究继电保护动作时,真空断路器开断35 kV并联电容器时过电压产生机理和改进现有仿真模型的不足,笔者简单综述了真空断路器开断电容器组的仿真研究现状,基于ATP-EMTP电磁暂态仿真软件,搭建了真空断路器投切35 kV电容器组的三相电路并考虑了三芯电缆、断路器三相间的耦合参数。模拟了继电保护动作时,真空断路器快速合—分闸电容器组的操作,并仿真了首开相重燃、两相同时重燃、母线对地电容瞬间变化等因素对投切电容器组过电压的影响。仿真结果表明:继电保护动作,母线对地电容发生瞬间性变化导致"虚拟截流"现象以及多相重燃是事故的主要原因。最后提出几点开断并联电容器过电压的抑制措施。     

35kV真空断路器开断并联电容器组过电压研究

当断路器发生单相重燃时,电容器组中性点会产生高频振荡,出现较大的过电压,这一过电压传递到电容器上,导致电容器对地也出现较高过电压,而电容器极间无过电压产生。当断路器发生两相重燃时,除了中性点和电容器对地出现过电压外,电容器极间也会出现过电压。由于并联电容器开断时间和重燃时间存在随机性,并不总是在最严重的时刻发生,因此实际的过电压较仿真结果要小。     

V/f控制MMC带换流变压器空载充电发生高频振荡的机理分析

风电经柔性直流输电并网系统中，V/f控制的模块化多电平换流器(MMC)带换流变压器空载充电时可能发生高频振荡，换流变压器动态和MMC控制环节动态对系统高频振荡有较大影响。文中研究V/f控制MMC带换流变压器空载充电发生高频振荡的机理，分析交流电路参数和MMC控制参数对系统高频小干扰稳定性的影响。首先，建立考虑换流变压器杂散电容的送端MMC换流站谐波状态空间模型，通过分析换流变压器杂散电容变化时的特征值轨迹，并与时域仿真结果进行对比，说明高频小干扰稳定性分析中考虑杂散电容的必要性。然后，对MMC带换流变压器空载充电时的高频振荡模式进行参与因子分析，确定参与程度较高的状态变量和关键环节，建立适用于高频小干扰稳定性分析的降阶模型，并利用阻抗特性分析揭示系统发生高频振荡的机理。最后，通过计算系统特征值轨迹，分析交流电路参数和MMC控制参数对系统高频小干扰稳定性的影响，利用电磁暂态仿真验证了分析结果的正确性。     

真空断路器快速合-分闸操作10kV并联电容器的过电压机理

近年来变电站投切10 kV并联电容器时发生的断路器炸裂事故率不断上升,对此类事故进行了详细的统计后发现近50%的事故中都出现了断路器合闸后快速分闸的操作。就此,率先对并联电容器的快速合-分闸操作进行了概念定义,并对其过程中过电压产生的机理进行了理论推导。同时,提出了暂态回路重构、母线对地电容突变等观点。借助ATP-EMTP软件,对快速合-分操作过电压进行了大量仿真计算。研究表明:快速合-分闸操作会在断路器负载侧产生极高的过电压;对地电容起到了重构振荡回路的作用,改变了操作暂态过程的发展;断路器触头电流高频过零后出现等效截流的现象。仿真计算操作过电压标幺值高达8.5,此操作极有可能引发断路器重燃甚至绝缘击穿。     

海上风电场真空断路器投入并联电抗器的过电压及防护

目前,海上风电场暂态过电压研究引起了广泛的关注。为改善现有海上风电场设备模型在高频条件下的局限性,搭建了真空断路器自定义高频合闸模型。考虑并联电抗器杂散电容的影响,建立了典型海上风电场35kV系统模型,用于分析投入并联电抗器过程中在汇流母线及风机端变压器上产生的操作过电压。大量仿真结果与试验显示,海上风电场投入并联电抗器将出现峰值、陡度均高于陆上风电场的操作过电压。针对这种过电压分析了多种保护方案,发现并联安装避雷器和阻容吸收器抑制过电压的综合效果较佳,为海上风电场的设计、关键设备的绝缘保护和日常运维等提供了参考。     

126 kV三断口串联真空断路器电容和断口分压的量化研究

多断口真空断路器由于杂散电容的存在易导致其各断口的电压分布不均,为了研究分布电容参数和断口电压分配的关系,建立了仿真模型,分析了分布电容的类型对断口电压分布的影响.结果表明灭弧室等效自电容的存在使得断口电压分布均匀,对地杂散电容的存在使得断口电压极不均匀,而结构杂散电容的存在使得断口电压稍不均匀.同时分析了多种分布电容...     

牵引变电所并联电容器组操作过电压分析

在牵引变电所的实际运行中,不可避免地要投切电容器组,在投切过程中就会产生操作过电压。为了更好地进行操作过电压防护,必须深入研究牵引变电所并联电容器组操作过电压的产生原因,了解真空断路器重击穿时产生的过电压。本文利用EMTP/ATP对真空断路器切除牵引变电所并联电容器组的过电压进行了仿真,仿真计算结果表明该模型能准确可靠的模拟操作并联电容器组的过程,对牵引变电所的操作过电压防护起到了指导作用。     

基于快速开关的串联谐振型故障限流器的仿真

为限制电力系统短路电流,提出了一种开关作为电容器短路元件的串联谐振型故障电流限制器拓扑。以220kV单相线路为例,利用EMTP软件对这种限流器拓扑的动态工作特性进行仿真分析。提出了2种有效措施,以抑制电流转移过程由杂散振荡导致的电容支路高频过电流和过电压现象,仿真结果表明,在电容支路中串入电抗器比在快速开关支路中串入效果更佳。快速开关的合闸时间对限流效果至为关键,对此做了具体分析。结果指出,快速开关的合闸时间须足够短(10ms以内),才能有效实现故障限流。该故障限流器拓扑结构简单、响应速度快,其中的快速开关只进行快速合闸操作,不需要具备电流开断能力,易设计,造价低廉。     

变电站投切电容器组过电压研究

投切补偿电容器组电力系统最常发生的内部过电压,以贵州某变电站为原型,建立了仿真计算模型。操作过电压仿真研究中,断路器模型起着关键性作用,在分析了真空断路器开断时交流电弧物理过程的基础上建立了断路器的仿真模型,大大提高了仿真精度。仿真计算结果表明：投、切电容器组过程中电容器上承受的过电压幅值较小,不会对电容器造成威胁,但会在电容器入口端产生较高的对地过电压;在切除电容器组过程中发生断路器两相重燃时,由于断路器相间电压较高,将会在重燃相产生上千安的涌流,对电容器组的通流能力要求较高。     

降低CVT低压端子杂散电容和杂散电导的一个途径

1前言CVT（电容式电压互感器）在输变电系统中一方面用于测量和保护,另一方面由于它自身的电容分压器可兼做耦合电容器而应用于电力系统的载波通讯中。由于载波通讯的信号强度受耦合电容器低压端子杂散电容和杂微电导的影响较大,所以要对其杂效电容和杂散电导加以限划。GB／f4705－92规定：“组装成套的电容及电压五感器中,电容器的低电压端子与地之间在高频范围内的杂散电容应不超过300＋0．05CN（CN为电容器额定电容,以PF计）,杂散电导应不超过50ps。”根据影响CVT杂散电容与杂散电导的因素而采取措施加以限制是改善这些指标的…