母线系统变化对10kV并联电容器分闸操作影响机理的研究

近年来,变电站投切10 kV并联电容器时发生断路器炸裂事故率连年上升,笔者发现类似故障具有普遍性,而事故本身又表现出一种特殊性,都伴随有明显的母线系统变化。文中对此提出了母线系统变化影响10 kV并联电容器的分闸操作的观点,并对其影响作用机理进行理论和仿真计算研究。研究表明:母线对地电容与电缆对地电容通过断路器形成电容冲放电回路,母线对地电容变化会产生高频电流分量。此时分闸操作,断路器触头电流"高频过零"并出现"等效截流"现象,断路器负载侧、断口都将产生极高幅值的高频过电压(4.5 p.u.),极有可能引发断路器重燃甚至电容器、断路器等设备的绝缘击穿。     

浅谈真空断路器的操作过电压

随着真空断路器的开发应用,实际使用证明它比少油断路器有明显的优点:具有很大开断能力和极高介质恢复速度,体积小,重量轻,行程短,能耗低,触头压力小,开断与合闸振动小,运行时噪声低,无爆炸危险,无污染,维护简单,使用寿命长。因触头处于真空中,不受外界湿冷、灰尘、有害气体和大气的影响。因此,真空断路器在电力系统及各领域用电部门中广泛使用,将有取代少油断路器之势。 但真空断路器价格偏高,外绝缘爬电比距小,开断时容易产生操作过电压。 1.操作过电压产生的机理 真空断路器使用中的一个严重问题是容易产生操作过电压。但这并不可怕,     

并联电容器组分闸过电压的计算

用数学方法计算并联电容器组分闸时的过电压。该方法是分析方法的补充。     

并联电容器组分闸操作过电压的仿真分析

并联电容器组在投切操作过程中存在很高的操作过电压,操作过电压与电容器及断路器周围杂散电容密切相关。笔者首先以不考虑杂散电容的简化模型对操作过电压进行了理论分析,并以此为基础利用EMTP-ATP仿真软件建立了是否考虑杂散电容的两种电容器组模型,研究杂散电容对分闸操作过电压的影响。通过对比仿真结果得知考虑杂散电容的完整模型更准确地反映了操作过电压的高频振荡过程;杂散电容的存在使得中性点对地过电压值更高且衰减缓慢,从而使得电容器极对地过电压剧增且高频振荡,同时也使得两相相继重燃时的过电压情况更加严重。     

真空断路器投入并联电容器的过电压分析及防护

真空断路器在合闸投入并联电容器的过程中,可能会产生严重的过电压,导致相关设备损坏,国内已有多个变电站出现此类故障。为此以某110 kV事故变电站10 kV系统为对象,研究了过电压产生的原因,发现如果真空断路器在电流即将过零点时开始合闸,由于出现合闸弹跳,断口间会出现燃弧-熄弧-燃弧的现象,导致电容器上串联的电抗器与杂散电容产生谐振引发过电压,该过电压的出现随合闸时刻的不同呈现随机性。为深入研究该过电压特性,基于电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了真空断路器投切并联电容器过电压计算模型,分析了不同合闸时刻电压、电流波形,提出了过电压防护措施并进行了计算验证。计算结果表明,合闸时过电压幅值标幺值最高可达8,在串联电抗器侧加装避雷器可将过电压标幺值抑制在3以下(基准值为8.98 kV)。该结果证明了理论分析的正确性和防护措施的有效性,为保障真空断路器安全投入并联电容器提供了理论依据。     

真空断路器投切并联电抗器过电压实例研究

通过时两个类似的真空断路器现场切并联电抗器的过电压实例进行比较研究，对其中的过电压情况进行分类和总结，分析了过电压产生的机理，并根据两个实例的异同评价过电压保护措施的效果，还提出了阻客吸收装置的参数计算方法和实例。     

并联电容器分闸重击穿操作过电压研究

从理论上推导了无功补偿电容器分闸时的电容电压变化规律,分析了并联电容器分闸时产生过电压的原因,并以三门峡原电变电站实际系统为基础建立模型,运用电磁暂态仿真软件(EMTP)对电容器过电压进行了仿真分析,并给出了重击穿过电压的变化规律。     

并联电容器分闸重击穿操作过电压研究

从理论上推导了无功补偿电容器分闸时的电容电压变化规律,分析了并联电容器分闸时产生过电压的原因,并以三门峡原电变电站实际系统为基础建立模型,运用电磁暂态仿真软件（EMTP）对电容器过电压进行了仿真分析,并给出了重击穿过电压的变化规律。     

真空断路器的操作过电压问题

本文对真空断路器操作过电压的类型及其原因进行了分析，讨论了实际运行时的一些问题，提出了真空断路器操作过电压的防护措施。     

真空断路器的操作过电压及抑制

分析了真的路器操作过电压产生原因,探讨了限制操作过电压的方法。     

10 kV系统中切除并联电容器时的重燃过电压研究

电力系统中使用真空断路器切除无功补偿用并联电容器时,容易产生重燃过电压,严重影响并联电容的安全运行。笔者对10kV系统中切除并联电容器时所产生的重燃过电压进行了模拟计算,着重分析了影响重燃过电压大小的因素,并研究了利用MOA对并联电容器进行过电压保护的效果。     

真空断路器开断并联电抗器的三相建模

针对40.5 kV真空断路器开断并联电抗器的工况,为了消除现有仿真模型的不足,笔者简单综述了真空断路器开断感性小电流的仿真研究的现状,对一种型号的40.5 kV真空断路器进行了试验,得到其触头间介质动态绝缘强度曲线、高频电流熄灭判据和截流数据,并建立了断路器开断并联电抗器的三相仿真模型,同时考虑了三相间的耦合。应用ATP-EMTP软件进行了该型号真空断路器开断并联电抗器的三相仿真研究,并与现场试验结果进行了比对,仿真结果与试验结果大致相符。     

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。     

35kV并抗操作过电压故障实例分析

针对近年来频发的35 kV并抗开断过电压故障,对多起故障实例进行了汇总调查,对故障现象及规律进行了分析,对故障原因及机理进行了仿真解析,对过电压治理措施进行了研究验证。调查发现35 kV并抗开断操作过电压极为严重,空母线开断并抗母线侧存在显著风险,采用断路器并抗中性点侧投切可有效治理35 kV并抗操作过电压。     

真空断路器投切电动机的操作过电压研究

蒲城发电厂１号发电机厂用系统的６ＫＶ开关于１９９７年更换为北京开关厂生产的新一代６ＫＶ真空断路器和真空接触器。真空断路器具有结构简单,维护方便,运行安全和适于频繁操作等优点,已在电力系统得到广泛应用。     

真空开关开断并联电容器组时操作过电压EMTP计算模型的设计与分析

根据真空开关开断并联电容器组时的操作过电压产生机理并结合电力系统的典型电路和试验数据,使用Electro-magnetic Transient Program(EMTP)建立了能模拟这种过电压的计算模型,进行仿真计算,使用方便,可靠性和准确性高。     

真空断路器开断并联电抗器过电压试验研究

针对国内35kV与20kV系统真空断路器开断并联电抗器系统事故多发情况,开展35kV系统工况下的现场试验,分析了开断后的暂态过程及过电压的机理,并在实验室进行了20kV系统真空断路器在额定电流下投切电抗器的截流试验,研究截流值和过电压规律。结果表明:截流过电压幅值远小于重燃过电压,多次重燃过电压是真空断路器开断并联电抗器频繁出现高过电压的主要原因;在系统典型额定工况下,300A负载电流下的截流值比100A负载电流下小,真空断路器的截流值随着开断电流的增大而减小的理论在系统额定电流下同样成立。     

智能相控断路器在35kV并联电容器投切中的应用

某500 kV变电站利用SF 6断路器投切35 kV并联电容器组时,连续发生2起串联电抗器设备故障,分析原因是在投切操作过程产生了较大的涌流及过电压,引起干式空心电抗器发生匝间短路故障,严重威胁系统的安全运行。为了避免此类故障的再次发生,提出采用适用于投切35 kV并联电容器组的智能相控断路器来抑制合闸涌流,降低分闸重燃概率。为验证智能相控断路器的有效性,首先分析了投切涌流及过电压产生的原因和相控开关技术的原理,然后将智能相控断路器应用于该500 kV变电站的35 kV无功补偿系统,并分别对智能断路器与普通断路器进行多次分合闸对比试验,试验结果表明:普通断路器随机投切电容器组产生的最大涌流为4.2(标幺值,下同),过电压为1.81;智能相控断路器投切电容器组产生的最大涌流为2.3,过电压为1.4。试验结果证实智能相控断路器的应用能够从源头抑制合闸涌流和过电压,提高无功投切效率和系统安全性。