基于ATP-EMTP的750kV断路器合闸过电压的仿真计算

750 kV输电线路的断路器三相合空线、发生单相接地故障的单相重合闸等操作,在线路上都会产生高于750 kV系统绝缘配合要求值1.8 pu的操作过电压,必须采取有效措施来限制线路沿线操作过电压,以保证750 kV系统能够安全、可靠运行。针对750 kV系统的断路器三相合闸和单相重合闸操作过电压,以太阳山换流站—六盘山750 kV输电线路实际工程为例,建立基于ATP-EMTP的操作过电压仿真计算模型,计算分析金属氧化物避雷器及断路器合闸电阻对三相合闸和单相重合闸2%统计过电压的影响。最后确定了限制操作过电压的避雷器配置及断路器合闸电阻阻值。     

降低避雷器额定电压或残压对取消750kV线路断路器合闸电阻的影响

目前中国西北地区已投运的750 kV工程避雷器配置基本上是采用750 kV母线侧避雷器额定电压600 kV、线路侧避雷器额定电压648 kV。绝大多数750 kV工程线路断路器装有570~600Ω合闸电阻。根据工频过电压的差异化研究结果,母线侧和线路侧避雷器额定电压在一定范围内均可以进一步降低。避雷器性能提高,避雷器操作冲击电流残压降低,750 kV线路合闸操作过电压水平会相应降低,有利于取消750 kV线路断路器合闸电阻。文中对750 kV工程避雷器额定电压或残压降低后的合闸操作过电压进行了研究,结合操作过电压闪络率的计算,提出了降低避雷器额定电压或残压后取消750 kV线路断路器合闸电阻的适用范围。     

126kV真空断路器过电压仿真和保护技术研究

为保证126 kV单断口真空断路器挂网运行和操作过电压测试的安全,进行了断路器的操作过电压仿真计算和过电压保护研究。首先,确定断路器运行方式和建模数据;然后,EMTP建模仿真计算切合变压器和空载线路的操作过电压,并与变压器操作过电压的实际测试结果对比分析;最后,根据仿真计算提出过电压保护方案。结果表明,126 kV真空断路器的操作过电压较高,切空载变压器的过电压值低,不需要采取过电压保护措施,切负载变压器的过电压程度较高,应采取过电压保护措施,与现场测试结果一致;空载线路中由于110 kV母线安装有避雷器保护,过电压损坏架空线路程度低;金属氧化物避雷器可有效限制126 kV真空断路器的操作过电压。     

750kV交流输电线路的工频及操作过电压

750kV输电线路分布电容大、波阻抗较小,线路的工频过电压及操作过电压比一般超高压线路更为严重,为了合理确定绝缘配合,有必要对其各种过电压进行研究。结合西北地区官亭-西宁750kV输变电工程,分析了电抗器中性点电抗与潜供电流、恢复电压的关系,通过计算确定了中性点电抗的取值,保证了单相重合闸的成功率。研究了各种运行方式下的工频过电压及合闸操作过电压,包括三相合闸、单相自动重合闸过电压,同时分析了金属氧化物避雷器(MOA)、断路器并联电阻等措施对过电压的抑制效果,并与实际测量结果进行了比较。在此基础上,改变线路输送容量、线路长度及保护配置方案,对750kV交流输电线路取消合闸电阻的条件进行了研究。通过电磁暂态程序(EMTP)的仿真计算表明,线路两端装设电抗器后,工频过电压符合我国关于超高压线路工频过电压的要求。同时采用线路两端装设MOA和断路器装设并联电阻的方法,可以有效降低操作过电压,而且对MOA和并联电阻热容量要求不高。当线路输送功率为700MW,线路长度<60km时可以取消断路器合闸电阻,仅靠线路两端的MOA就可将操作过电压限制到线路设计水平以下。若沿线路增加一组MOA,满足同样的过电压要求,线路允许长度可达380km。     

拉西瓦水电站三种供电方案线路过电压计算研究

分析研究3种750 kV输电线路向拉西瓦水电站供电方案,建立了相关750 kV输变电系统仿真计算模型,计算750 kV输电线路在不同方案下的潜供电流、恢复电压、工频过电压和操作过电压.通过计算结果比较和理论分析,从过电压防护角度选择合理的拉西瓦供电方案.     

取消750 kV线路断路器合闸电阻的研究

取消750 kV线路AIS断路器和GIS断路器合闸电阻可节省费用,并提高断路器运行可靠性。研究了取消750 kV交流输电线路断路器合闸电阻的可行性。提出了以线路的闪络率及避雷器能量作为取消750 kV线路断路器合闸电阻的判据。介绍了线路闪络率的计算条件和方法,给出了取消合闸电阻后的750 kV线路过电压水平和线路的绝缘水平以及几种限制过电压措施。     

750kV宝鸡至乾县送变电工程内过电压研究

本文介绍了宝鸡—乾县750kV同杆双回交流输电线路同塔双回线路内过电压的计算结果。选择了高抗中性点小电抗和线路接地刀闸的参数。提出了线路侧避雷器的额定电压选为600kV,以降低线路侧操作和雷电过电压的保护水平,减少避雷器备品和备件的建议。探讨了取消750kV同杆双回交流输电线路断路器合闸电阻的可行性。     

真空断路器空载合闸操作过电压分析及仿真研究

分析了操作过电压特点和产生原因。通过空载合闸线路时的集中参数等值电路对其产生的过电压进行计算,运用ATP-EMTP仿真对500 kV输电线因不同操作产生的过电压情况进行仿真试验,得到了断路器合闸空载线路过电压的特点,为过电压抑制措施提供了参考。     

750 kV输电线路保护与三相重合闸动作的研究

750 kV输电线绝缘子能承受的过电压裕度较小,因此继电保护及自动重合闸等操作在保证系统稳定的同时,还要确保跳合闸操作不产生危及设备和绝缘子的过电压.针对750 kV输电线路分布参数特性,阐述了空载长线的电容效应及互感效应,并据此提出了线路两端继电保护的跳闸顺序及时间的配合要求.分析了产生重合过电压的原理,对750 kV线路三相重合闸操作进行了可行性分析与比较,指出单相接地故障采用三相重合闸的缺点.在理论研究与电磁暂态程序仿真的基础上,对750 kV线路两端三相重合闸的操作顺序、时间配合提出了具体的三相重合闸方案.仿真测试结果表明,所提出的三相重合闸方案更有利于750 kV输电线路的可靠供电与安全操作.     

向拉西瓦水电站供电方案线路过电压计算研究

随着拉西瓦水电站的机组容量不断增大,完全依靠施工工地的电源已无法满足发电机组启动调试和稳定启动所需的电能。因此必须利用现有的输电线路向拉西瓦水电站供电,保证发电机组的顺利投产发电。笔者分析研究了3种通过750kV输电线路向拉西瓦水电站供电方案。建立了相关750kV输变电系统仿真计算模型,计算相关750kV输电线路在不同方案下的潜供电流、恢复电压、工频过电压和操作过电压。通过计算结果的比较和理论分析,从过电压防护角度选择合理的拉西瓦供电方案。     

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。     

750 kV输变电示范工程单相人工接地故障试验现场实测和计算分析

简述了国家电网公司750kV输变电示范工程750kV官亭—兰州东线单相人工接地试验的试验方法,分析了导致750kV线路工频电气参数实测值与理论计算值存在差异的原因。将短路电流、潜供电流和恢复电压的实测数据与调试前数字仿真预测结果相比较,分析了产生计算偏差的原因,并用电磁暂态计算程序再现了单相接地试验结果。最后,对不同运行工况和线路补偿度下750kV线路的潜供电流和恢复电压数值进行了预测,并对系统运行和设计提出了相关建议。     

750kV川-黄-贺线路分闸过电压事故分析

750 kV银川东变电站7522断路器分断后,由于不对称电磁振荡叠加,在750 kV川-黄-贺线路上产生了分闸过电压。研究表明,此过电压幅值不高,持续时间不长,不会影响相关的750 kV电气设备的安全运行。但由于川-黄-贺线过压保护出口整定时间较短,因此切空线过电压造成了川-黄-贺线黄河变电站、贺兰山变电站相应的800 kV断路器发生跳闸。为此建议适当延长川-黄-贺线过压保护出口整定时间。同时建议对于新建的750 kV输电线路在投运前,进行投切断路器过程的过电压测试,为线路过压保护的合理整定提供科学依据。     

避雷器代替750 kV线路合闸电阻

为满足操作过电压设计限值的要求而使用合闸电阻存在诸多缺点,针对西北电网新建750 kV输电线路过电压水平,对沿线增设1组避雷器取代合闸电阻的想法进行了研究。以即将建成的兰州东-银川东750 kV输电线路工程为背景,利用电磁暂态计算程序(PSCAD/EMTDC)分别计算了沿线装设1组避雷器时,线路三相合空线、单相自动重合闸操作过电压水平。研究结果表明,不采取任何限制措施时,线路三相合空线和单相重合闸操作过电压标么值分别为1.94、2.01,超过线路设计要求1.80,而采用一组避雷器代替线路合闸电阻的方案后,则可改善线路过电压分布情况,并将过电压水平降至设计值1.80以下(三相合空线和单相重合闸操作过电压标么值分别为1.79、1.78)。     

220kV电力电缆线路合闸操作过电压分析

在一侧断路器断开状态下,某220 kV电缆线路线遥控合闸后两套纵联保护动作事故跳闸。巡检发现,该电力电缆C相接头击穿。为探究电力电缆在合闸过程中的过电压情况,分析事故原因,对修复后的电缆线路进行与事故情况同一状态下的线路投切试验,监测投切过程中的电压和电流情况。同时,针对线路空载合闸过程中电缆沿线各处可能存在的过电压情况,采用电磁暂态计算程序PSCAD,对该电缆线路合闸过电压进行仿真分析计算。最后,针对实测和仿真结果提出了运维对策。     

基于EMTP仿真平台的超高压电缆操作过电压特性及其影响研究

随着330 kV超高压电缆在西北电网的应用,暴露出电缆过电压特性方面仍存在诸多亟待解决的问题。首先在电磁暂态仿真（EMTP）平台建立典型的超高压电缆过电压仿真模型,对架空线和电缆线路中过电压的幅值变化研究对比,结果表明电缆线路的过电压幅值整体低于架空线路。然后应用模域回路理论对过电压的传播特性与主导频率特性进行分析,结果表明相同条件下,电缆线路操作过电压主导频率相对较低,传播模电压衰减严重,从而影响了过电压的最大值。仿真结果证明超高压电缆在形成操作过电压的同时,会导致下一级出线电缆送电端电压的稳定性受到影响。     

1000kV紧凑型输电线路的电气参数及电磁暂态分析

分析1 000 kV紧凑型线路的电气参数、工频过电压、潜供电流、操作过电压等,并与常规型线路进行比较。结果表明,紧凑型线路的自然功率较大,其电气参数的平衡性较好;为满足限制工频过电压和潜供电流的要求,紧凑型线路需要较大的高抗容量,其中性点小电抗的阻值也较大。研究发现,紧凑型线路高抗中性点电压较高,在算例中超过了特高压示范工程中相应的耐压水平;为此,建议适当提高线路高抗中性点的绝缘水平。此外,鉴于紧凑型线路的相间距离明显小于常规型线路,还应注意校核相间绝缘水平。必要时,可以考虑采用四星接法MOA来限制紧凑型线路的相间操作过电压。     

Comparative analysis of techniques for control of switching overvoltages during transmission lines energization

The energization of long transmission lines can cause high overvoltage stresses not only along the transmission line, but also in the rest of the network. The traditional method of limiting switching overvoltages to acceptable levels is the use of circuit breakers equipped with pre-insertion resistors. The present paper describes a study comparing this traditional method with two other alternatives for the limitation of switching overvoltages during line energization in an actual 500 kV transmission system: the use of metal oxide surge arresters at both line closing of circuit breaker poles. Digital simulations were made with PSCAD/EMTDC software and the degree of shunt compensation is considered as an independent parameter.