配电网铁磁谐振过电压及其抑制措施仿真研究

为限制配电网铁磁谐振过电压,基于电磁暂态计算软件(ATP-EMTP)建立仿真计算模型,计算研究了10kV配电网铁磁谐振过电压水平,进而分析接地故障消失时间、系统对地电容等对铁磁谐振过电压影响的特征,探讨采用4TV接法、TV一次侧经非线性电阻接地、系统中性点经电阻接地等措施限制铁磁谐振过电压的效果.     

配网铁磁谐振过电压的非线性动力学分析及抑制措施的研究

配电网中电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压出现频繁,严重影响电力系统的稳定运行,研究一种快速、有效的消谐措施意义重大。利用非线性动力学对配电网系统发生的铁磁谐振过电压进行仿真分析,得到随着系统对地电容变化的分岔图及相应的最大李雅普诺夫指数曲线图,分析该系统下各类谐振的变化情况。在此基础上,研究配电网中性点经ZnO非线性电阻接地方式对铁磁谐振过电压的抑制方式,并获取能够抑制各类谐振的非线性电阻的伏安特性。结果表明:中性点经ZnO非线性电阻接地方式能够使过电压幅值降低到正常情况,同时混沌谐振现象消失,说明中性点经适当的非线性电阻可以有效地抑制铁磁谐振过电压。     

高电阻接地的特点和应用

为研究高电阻接地的特点及其应用,在现场进行了断线谐振和TV铁磁谐振过电压试验。根据试验和分析表明,中性点经高电阻接地能有效地限制断线谐振过电压、铁磁谐振过电压和弧光接地过电压,防串联谐振,易于实现选择性的继电保护,在可靠性、安全性和经济性等方面有较明显的优势。高电阻接地有较广泛的应用之处。     

电网中性点不同接地方式下铁磁谐振的消谐研究

在10 k V配电网中,电磁式电压互感器(TV)在一定条件下易产生铁磁谐振过电压,这严重影响了系统的安全运行。笔者通过JDZX9-10型与JSZW-10型电压互感器励磁特性的对比实验,获得了数字仿真所需的电压互感器励磁特性数据,并利用MATLAB建立了10 k V配电网由单相接地故障而引发铁磁谐振的模型。通过理论分析、对比实验和数字仿真可得,对于10 k V中性点经消弧线圈接地模型,TV开口三角绕组接阻尼电阻对铁磁谐振的抑制具有最明显的作用;而10 k V中性点经小电阻接地模型能够很好地对铁磁谐振进行消除;对于10 k V系统中性点不接地模型,TV高压侧中性点串非线性电阻则是预防或消除铁磁谐振的一种十分有效的方法。     

电磁式电压互感器铁磁谐振抑制的分析

以带PT合空母为例,提出等值计算模型和数值计算方法,对配电系统PT铁磁谐振过电压发展过程进行暂态仿真,对PT高压侧中性点接地电阻和高压侧等值电阻、系统中性点接地电阻和消弧线圈PT励磁特性等多个参数对PT铁磁谐振的影响以及各抑制措施的效果进行了分析,所得结论可为配电网PT非线性铁磁谐振的抑制提供参考依据.     

配电网中性点经高电阻接地的应用

南京一个10kV电网变电所作为中性点经高电阻接地方式试运行的配电网,经现场试验和理论分析证实配电网采用这种接地方式能限制电源侧断线谐振过电压和间隙性弧光接地过电压,从而使间隙氧化锌避雷器可能在这种接地方式的配电网中安全运行,具有广阔的发展前景。     

关于配电网中性点接地方式的探讨

从配电网内外过电压水平、供电可靠性、配电网的运行维护,以及我国的配电网结构特点等几方面分析、讨论了配电网主要采用的几种接地方式。采用配电网中性点对地绝缘方式简单、经济、供电可靠性较高,但只适合电网电容电流较小情况;采用中性点经小电阻接地方式防雷效果差但能有效抑制电网内过电压;采用中性点经自动消弧线圈接地方式防雷效果较好,能有效抑制弧光接地过电压．提高供电可靠性．但不能消去由断线引起的谐振．     

35kV配电网电压互感器铁磁谐振影响因素及消谐措施仿真分析

根据铁磁谐振的产生机理,以某35 kV降压变电站为研究对象,利用PSCAD软件建立仿真模型,分析故障消除时刻、对地电容、电压互感器(TV)一次侧对地电阻对铁磁谐振的影响,证明3种因素均会对谐振过电压产生影响。对比分析了TV高压侧中性点接非线性电阻消谐器、增大系统对地电容、开口三角绕组两端接阻尼电阻、系统中性点经消弧线圈接地4种措施的消谐效果,认为系统中性点经消弧线圈接地的消谐效果最好,为实际工程中消谐措施的选择提供了参考依据。     

不接地电力系统中电磁式电压互感器的故障探讨

文章指出了谐振过电压是导致中性点不接地系统电磁式电压互感(TV)出现故障的主要原因。韶关钢铁集团焦化厂抑制过电压的方法有减少TV的运行台数和在6kV系统中实行TV不接地运行。该厂的改造效果明显。文章还提出了其他防止铁磁谐振的方法,如TV中性点处安装消谐器或串接电阻等。     

斜桥变电所铁磁谐振过电压的仿真研究

为提高嘉兴电力局配电网面对铁磁谐振过电压的安全性,以斜桥变电所10kV配电网为模型,利用EMTP程序仿真分析了在TV高压侧中性点接非线性电阻、串单相TV(4TV方式)及TV开口三角绕组接阻尼电阻或分频消谐装置等多种消谐措施。结果表明非线性电阻能保持相电压稳定及抑制涌流,正温度系数热敏电阻和3次谐波滤波器可较好解决零序电压的偏高;4TV方式一次侧电流和零序电流过大等问题。还分析了分频消谐装置在实际运行中不能很好消谐的原因。仿真分析结果对提高配电网的供电安全可靠性具有很好的实用价值。     

110 kV电阻接地系统零序方向电流保护的整定研究

中性点经合适阻值的电阻接地,能有效抑制单相接地故障造成的负荷侧电压暂降,明显提高供电质量。但中性点电阻的接入改变了系统的零序阻抗,导致零序电流、电压的大小和分布以及它们之间的相位差与中性点直接接地系统有很大的不同。通过对其零序电流电压特点的分析,推导出110 kV中性点经电阻接地系统零序电流保护的整定计算方法,修正了中性点经电阻接地系统零序方向元件的动作条件。据此对一个改造的110 kV系统进行了整定计算,并通过现场试验和试运行证明了其正确性。     

110kV中性点经电阻接地系统的雷电过电压研究

采用ATP仿真研究了中性点接地电阻值对电气设备雷电过电压水平的影响以及现有防雷方案的耐雷水平,并且提出了改进措施。研究表明:110 kV中性点改经电阻RN接地后,除了变压器110 kV侧中性点的过电压值与RN成正比外,其它电气设备的雷电过电压水平与RN几乎无关;采用线路加装避雷器和降低杆塔接地电阻的方法能有效提高系统的耐雷水平。从防止雷电过电压的角度证明了110 kV系统采用电阻接地方式的可行性。     

煤矿电网电压互感器故障的PSCAD仿真研究

在煤矿电网中,由于单相接地故障而引起的母线电压互感器(TV)烧毁的现象时有发生。依据电网单相接地故障时的等效模型仿真了TV一次电流的暂态特性,推导出引发TV故障的主要原因是煤矿电网单相接地时电容电流值较大。利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC对一组6 kV TV进行仿真,并比较了TV一次侧经非线性电阻(消谐器)接地、开口三角并电阻和系统中性点经消弧线圈接地三种解决措施,得出中性点经消弧线圈接地是解决煤矿电网中此问题的最适合方法。     

新型数字式发电机定子接地保护的研究

基于平衡原理的定子接地保护研究成果的基础上，提出了用于数字式新型发电机定子接地保护。该保护能满足不同容量和接线方式的发电机组定子接地保护的要求，保护算法不受发电机中性点接地方式的影响；同时，接地电阻判据可由基于平衡原理的保护算法求得，基波零序电压可由机端和中性点的电压互感器（TV）获取，对于基波零序电压的取值要考虑到主变高压侧接地时的影响。     

变电站铁磁谐振仿真分析及抑制措施研究

以某110kV变电站为原型,在考虑了母线零、正序参数和进出线路几何参数情况下,利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件,对该变电站35kV侧由于出线单相接地引起的母线电压互感器的谐振情况及电压互感器一次侧中性点经非线性电阻接地,电压互感器开口三角短时投入阻尼电阻等措施的消谐情况进行了仿真计算。对母线上装设中性点接地的三相电容器组,采用电容式电压互感器等消谐方式的有效性进行了探讨。对谐振产生的原因和各种消谐措施的原理和消谐效果进行了分析比较。结合仿真结果和系统参数分析得出:单相接地故障消失时刻对于能否激发系统谐振起着关键性作用;电压互感器开口三角短时接入阻尼电阻和电压互感器一次侧中性点经非线性电阻接地2种措施消谐效果较为理想;H.A.Peterson的试验结论不能作为判断系统是否产生谐振的确切参数标准。     

35 kV系统中性点不同接地方式对铁磁谐振的影响研究

35 kV系统中铁磁谐振过电压频繁发生,对系统造成很大的危害。利用理论分析和EMTP-RV仿真相结合的方法,分析了中国35 kV系统3种中性点接地方式(中性点不接地、经消弧线圈或小电阻接地)下由电磁式电压互感器(PT)饱和引起的铁磁谐振过电压,研究结果表明,在中性点经消弧线圈或小电阻接地系统中,只要消弧线圈或小电阻的参数选取合适,能够将中性点位移电压限制在电压三角形内,可有效抑制铁磁谐振的发生。     

基于中性点电流与零序电流投影量差动的小电阻接地系统高阻接地故障判断方法

在分析小电阻接地系统发生接地故障时故障线路、非故障线路零序电流与中性点电流相量关系的基础上,提出了一种基于中性点电流与线路零序电流投影量差动的高阻接地故障判断方法。接地故障发生后,故障线路经过接地点和系统中性点构成基本的零序回路,由于中性点电流呈阻性,故障线路零序电流在中性点电流上的投影与中性点电流的差值较小,而非故障线路零序电流基本呈容性,非故障线路零序电流在中性点上的投影与中性点电流的差值较大,据此引入比值计算的方法可较为灵敏、可靠地检测出高阻接地故障。分析了线路参数不对称、负荷不对称、系统电压不对称等情况对所提方法的影响,PSCAD仿真结果表明,所提方法能够可靠地检测出高阻接地故障,受各种不对称情况的影响较小,具有较高的灵敏度和可靠性。     

基于增益阻抗理论的故障选线方法

基于增益阻抗概念,提出了一种全新而有效的解决中性点非有效接地系统单相接地选线问题的方法:即利用单相接地故障过程中产生的暂态扰动来寻求非故障侧的增益阻抗,借助该阻抗和相应判据实现故障线路的判定。如果故障发生在测量点上游,测得的增益阻抗为下游等效阻抗;如果故障发生在下游,则增益阻抗为上游等效阻抗的负值。借助等效序网论证了采用零序增益阻抗具有更强的可实施性,进而针对中性点不接地系统和谐振接地系统分别推导出了基于基波和五次谐波零序增益阻抗的单相接地故障选线判据。大量仿真和动模实验结果都验证了该方法的有效性。该方法物理概念明确,实施简单。     

220 kV变压器中性点接地方式改造后相关设备的安全校核分析

为限制方山电厂近区发生非对称故障时500 kV泸州变电站220 kV系统短路电流,需对电厂主变压器中性点接地方式进行改造,将电厂2台主变压器中性点分别通过接地小电抗器和1套隔直装置接地。文中通过仿真模拟电厂近区不同接地故障,电厂2台主变压器采用不同接地方式,分别得出主变压器中性点、接地小电抗器、隔直装置等设备的暂态电压和短路电流,验证电厂2台主变压器接地中性点分别通过接地小电抗器和1套隔直装置接地时,相关设备不会出现电压、电流超限而威胁设备的安全。同时,对线路、发电机、主变压器相关保护的影响进行了分析,对是否引发谐振进行了评估。