电缆出线变电站应用自动重合闸探讨

中压电缆网络中单相瞬时事故占较大比例,但一般规定不建议装设重合闸装置。为此,用ATP—EMTP程序分别建立了电缆出线变电站和架空出线变电站中发生单相短路事故的模型,仿真分析了它们进行重合闸操作时产生的过电压和过电流以为保证电缆出线变电站的安全运行提供较准确的参考。仿真表明电缆出线特别是线路较长时,变电站装设自动重合闸装置可能出现的最大重合闸过电压水平比常规架空出线变电站高,但该过电压水平在出线较多时将大大降低,     

变电站10 kV进线保护段研究

为降低变压器遭受变电站中、低压侧出线近区大短路电流冲击的概率,文章提出了10 kV进线保护段的构想,给出了进线保护段的构成;对10 kV进线在不同布置、不同导线截面下短路电流的沿线分布进行了仿真计算,以确定进线保护段长度;计算分析了采用10 kV进线保护段对变电站雷电侵入波过电压的影响,结果表明装设进线保护段前后变压器的雷电过电压水平无明显变化。     

广东地区变电站出线断路器侵入波过电压实时数字仿真分析

介绍广东地区变电站未安装出线避雷器前雷电侵入波事故概况,明确了必须加强出线断路器重合闸期间的侵入波保护,即应安装出线断路器前置避雷器.利用实时数字仿真器(real-time digital simulator,RTDS)分析变电站出线断路器开断期间雷电侵入波过电压,并对加强线路绝缘的影响以及出线避雷器的保护效果进行评估.计算结果表明:变电站装设出线避雷器后,即使大幅提高输电线路绝缘水平,也不会在出线断路器产生危险的雷电侵入波过电压,能有效地改善变电站防雷运行工况     

含电缆出线变电站内短路电流分流系数仿真分析

变电站内发生短路故障时,真正会对变电站造成危害的是通过变电站地网入地的电流,因此研究短路电流的分流系数有重要意义。电力电缆结构与架空线不同,二者的分流系数存在较大的差别。基于PSCAD软件,仿真计算了含电缆出线的变电站发生短路的地网分流系数,探讨了电缆长度、交叉互联等因素对分流系数的影响。计算结果表明,当变电站出线为电缆线路时,发生短路时地网分流系数远小于架空线路,减小了对变电站地网的分流要求,但同时也会导致短路电流增大,两者应当综合考虑。     

主变近区电缆故障的危害和预防

1主变近区电缆故障的危害近年来,农网供电系统电压等级不断提高,电网规模不断扩大,随之而来的就是短路容量也在不断增大。受线路间隔和走廊限制,变电站出线经常采用电缆或电缆过渡为架空出线,造成变电站出线近区存在大量的电力电缆线路。在运行中主变出口近区发生电缆短路故障时,冲击电流可能超过10倍额定电流,对主变形成极强的冲击力,往往会造成主变绕组的变形,即使没有立即损坏,也有可能留下严重的故障隐患。例如:2011-05-10,110kV石寺变电站一条35kV电缆(单芯)出线在石刘1手车(出线开关)     

短路故障对部分接地方式下220 kV变压器影响分析

220 kV变压器通常采用部分接地方式,因系统容量增加,短路故障引发变压器故障时有发生.分析了220 kV变压器中性点绝缘承受过电压的能力,计算了220 kV变压器承受短路的限度,以及单相短路时中性点的过电压.结合实例,分析了单相短路和非全相运行时对不接地变压器中性点绝缘的影响,以及各种短路故障时接地变压器的耐热稳定性和耐动稳定性.指出短路故障通常不会直接导致中性点绝缘击穿,但若有其他过电压共同作用,则很可能会引起中性点绝缘击穿;而通过中性点直接接地变压器的短路电流已经很接近其承受短路的限度,建议采取限流措施,或者改变220 kV变压器的接地方式.     

取消750 kV断路器合闸电阻的可行性研究

取消750 kV线路断路器合闸电阻可节省费用,提高断路器运行可靠性。笔者以即将建设的兰州东-银川东750 kV输电线路工程为背景,结合国外对取消合闸电阻的研究,利用电磁暂态计算程序(ATP/EMTP)计算装设1组避雷器和断路器合闸电阻时,线路三相合空线、单相自动重合闸统计操作过电压水平。计算表明,在首末端装设1组避雷器时,三相合空线、单相自动重合闸统计操作过电压最大值分别为2.38 p.u.和2.57 p.u.,在线路线路长度较短时,两端装设避雷器的方法可以将上述两种统计操作过电压抑制到1.80 p.u.以下,可见在线路较短时取消合闸电阻成为可能。     

沙岭子,昌平站投切空载变压器试验

为考核变压器承受冲击合闸能力、开关开断小感性电流能力、测量变压器合闸涌流和操作过电压情况,对沙岭子电厂联变和昌平500kV 变电站主变进行了空载投切试验。本文介绍了试验方法、试验接线和试验结果。对试验中合闸过电压进行了简单分析。     

基于故障电流闭锁原理的重合闸研制

文中提出一种基于变压器承受短路能力的故障电流闭锁重合闸启动方式,在兼顾供电可靠性的情况下,依据故障电流幅值闭锁重合闸,减少大故障电流对变压器的冲击次数,降低损坏几率。     

经小电抗接地的220 kV／110 kV变压器小电抗值选取

220/110 kV变压器中性点经小电抗接地方式不仅可以解决变压器的中性点过电压问题,还可以限制单相短路电流,减小故障对变压器的短路冲击,同时消除非全相运行时产生的弧光过电压、谐振过电压,具有很明显的优越性。而小电抗值的选取是否合理,直接关系到电网的安全稳定运行,因此针对中性点经小电抗接地方式中小电抗值的选取,有必要进行深入研究。在详细介绍小电抗值选取需要考虑因素的基础上,从多个角度进行小电抗选取,并给出小电抗值的定量计算方法。计算及仿真结果表明,使用该方法选取的小电抗能够在不影响零序电流保护准确性的前提下,起到限制变压器中性点过电压与限制单相短路电流的作用。     

架空-海缆混合高压输电线路自适应重合闸方案的研究

提出了利用比率制动差动原理判别架空-海缆混合高压输电线路的故障区段判别方法,以应用于自适应重合闸。在架空线路和海缆连接处增设电流互感器,并通过通信通道将二次电流传输至混合线路两端的保护。当混合线路发生故障,保护动作后,利用线路两端电流互感器和增设的电流互感器二次电流分别构成比率制动差动判据,进行故障区段判别。若故障发生在架空线段,开放重合闸;若故障发生在电缆段,则闭锁重合闸。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该故障区段识别方法能够准确可靠地判别故障区段,无死区、不受故障位置和过渡电阻的影响,可提高自动重合闸的重合成功率。     

基于电压相位波动特征的单相永久性故障识别方法

研究了带并联电抗器的超高压输电线路发生单相接地故障时跳开相电压的自由振荡分量频率的影响因素,分析了带并联电抗器的超高压输电线路发生单相接地故障时跳开相电压的相位特征,揭示了恢复电压相位周期性波动的原因,并考虑了傅氏算法处理含非基频量信号时的误差对跳开相电压相位计算的影响。引入健全相电压相量和作为极化电压,以极化电压为基准区分发生瞬时性故障与永久性故障时的跳开相电压相位,提出了识别永久性故障的跳开相电压相位波动判据。EMTP仿真结果表明,该判据计算简单,判定准确,且不受过渡电阻影响,可有效适用于带并联电抗器的输电线路单相故障性质的识别。     

消除模糊区的同杆双回线自适应重合闸

常规单相重合闸方式无法识别线路瞬时故障与永久故障,当重合于永久故障时,将对系统或相关设备增加一次冲击,并有可能导致直流换相失败。文中提出了一种仅需本回线信息的同杆双回线自适应重合闸判据,工程实用性强。该判据采用故障相故障点恢复电压,通过线路电容参数和多种故障类型下电容耦合电压的大小关系实时计算动作门槛,消除由线路电容参数和故障类型造成的故障性质判别模糊区;引入辅助判据,合理设置重合闸时间,消除由异名相跨线不接地故障造成的模糊区。仿真实验表明文中提出的自适应重合闸判据适用于同杆双回线可能出现的多种故障类型。     

重合时序对交直流混联输电系统暂态稳定裕度的影响

单相重合闸技术可以提高供电可靠性,但合于永久故障时是对系统的又一次冲击,因此研究重合的时序对系统暂态稳定裕度的影响是十分必要的。文中以南方电网2005年丰大运行方式下安顺—天生桥500 kV线路发生单相接地短路为例,在未有效区分永久故障和瞬时故障的前提下,以FASTEST为仿真工具,考查了重合闸时序对系统暂态稳定裕度的影响。仿真研究表明,改变线路两侧轮流投入无压检定的做法,由线路非故障侧投入无压检定首先重合,不仅可以较大幅度地提高系统暂态功角、电压和频率稳定裕度,也可以改善2次切断短路电流的断路器的工作条件。并提出了一种与故障测距算法相结合的在线修正线路两侧投入重合闸顺序的方案,以期减少重合于永久故障时对系统的再次冲击,提高系统的暂态稳定性。     

500kV线路单相重合闸事故分析及对策

在超高压电网中,为提高电网安全稳定性,通常采用单相重合闸方式。线路单相跳开后不存在系统非同期合闸问题,传统单相重合闸逻辑及其实现方式简单。2011年1月2日东北电网500kV伊换1号线发生永久性故障,线路单相重合闸失败,短路电流未能成功开断,造成断路器本体损坏,失灵保护动作跳开母线,扩大了电网事故。为规避同类事故的再次发生,深入分析了网络模型特征及其故障机理,提出了反映线路故障的短路电流特征因子,并界定了短路电流特征因子的门槛值,进而可识别出电网中重合闸存在的问题。最后,研究了当电网结构满足该特征时,应采取的电网重合闸方案。通过在实际电网中的运行检验,验证了该重合闸方案的有效性。     

减小电压暂降深度及持续时间的单相重合闸时序方案

为了减轻单相重合闸重合失败时敏感负荷的电压暂降深度及持续时间,提出一种单相重合闸时序方案。当线路发生单相接地故障且两侧保护动作跳开故障相断路器,利用故障分量概念构建故障附加状态网络,在线路两端分别接入附加电源,计算敏感负荷节点的故障分量电压。依据敏感负荷节点故障分量电压幅值大小确定重合闸时序,幅值小的一侧先重合。线路先重合侧重合后,后重合侧利用线路电压幅值大小判别是否开放重合闸。PSCAD/EMTDC仿真结果表明该方法不受过渡电阻和故障位置的影响,能够改善敏感负荷的电压电能质量。     

基于级联全桥型直流断路器的直流配电网自适应重合闸方案

柔性直流配电网是配电系统的重要发展方向,可以采用电缆和架空线2种方式组网。鉴于架空线路瞬时性故障多发的特点,基于架空线的柔性直流配电网应配备有效的自适应重合闸方案,以提高供电可靠性。为实现这一目标,从断路器线路端电压与电流的相位差异特征出发,提出一种基于级联全桥型直流断路器控制的自适应重合闸方案。首先,通过断路器转移支路的主动控制产生一定频率的故障检测电压;进而,根据断路器线路端电压电流在对应频率下相位特征的差异,区分瞬时性和永久性故障,并进一步分析了过渡电阻等因素的影响;最后,利用PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了柔性直流配电网模型,验证了所提自适应重合闸方案的可行性和有效性。     

基于10 kV小电阻接地系统的架空线路接地故障指示器

基于上海市区10 kV小电阻接地系统,提出了新型的架空线路接地故障指示器.采用零序互感器和指示器组合方式,反映零序电流突变,并与继电保护接地动作及线路重合闸相匹配,确保线路接地故障跳闸后故障指示器正确动作,反映故障范围,并自动或手动复位.该指示器具有重量轻、便于安装、报警清晰、使用寿命长、成本低及免维护的特点.     

同杆双回线非全相运行的精确计算与单相重合闸研究

本文采用精确分布参数数学模型计算和分析了无并联电抗器的500KV同杆双回线和一侧带并联电抗器的500KV同杆双回线在永久性故障和瞬时性故障时故障线路电压与非故障线路电压之间的相位关系.提出采用故障相电压幅值大小,故障相电压与非故障线路电压之间的相位比较,以及故障相电压谐波大小的综合判据,以区分永久性故障与瞬时性故障,实现有选择的单相自动重合闸.防止重合于故障线路造成对系统和设备的冲击.     

自动重合闸引起风电场连锁脱网的解决策略分析

当前风电场规模日益扩大,连锁故障频发。一般风电场配置完善的保护装置,其中自动重合闸系统在永久性故障时使系统电压两次跌落,从而引发相邻风电场连锁脱网,对风电场的安全稳定运行造成巨大威胁。基于这一现象,以双馈风机为例,研究110 k V的风电场联络线发生故障时,两次故障跌落时刻其相邻风电场定子磁链初值大小不同,分析了自动重合闸重合永久性故障时系统电压两次跌落造成风电场连锁脱网的机理。在此基础上,提出了使用改变重合闸功能配置以及延长重合时间等方法解决这一问题,并仿真验证了两种方法的有效性。