不同接入方式下限流电抗器参数计算方法研究

为了限制短路电流水平,电力系统中多采用线路中串联限流电抗器的方法来限制短路电流,限流电抗的参数直接影响到短路电流水平。通过计算系统需要接入的电抗值,选择合适的电抗器参数,可以使短路电流保持在供电系统能够接受的范围。针对电力系统中限流电抗器的两种不同接入方式,对包含限流电抗器的配电网短路过程进行分析,根据不同接入方式下系统短路暂态过程中电流变化规律,结合故障时系统能够承受的最大电流水平,计算出限流电抗器需要提供的阻抗值,推导出限流电抗器参数阻抗值选择计算方法。结果表明在不同接入方式下,所需接入的电抗值不同,经故障限流器接入时,电抗器接入系统时间滞后于短路发生时间,因此为了获得相同的限流效果,需要选择阻抗值更高的限流电抗器。     

500 kV罗平站主变加装中性点限流电抗器电磁暂态研究及设备选型

随着电网的发展,部分自耦变压器中压侧电抗常接近于零,导致变压器220 kV侧发生近区单相或两相接地时,故障穿越电流已接近甚至超过变压器可承受短路电流的极限值,为限制罗平站220 kV单相或两相短路电流水平、改善主变运行环境,拟在主变中性点加装限流电抗器。采用最新EMTPE程序,通过对主变接入限流电抗后短路电流水平、过电压及绝缘配合等电磁暂态特性研究,提出了500 kV罗平站主变中性点限流电抗器阻抗选取原则及限流效果、工频及操作过电压水平、流经主变中性点电抗器的工频稳态及暂态电流水平,并确定了主变中性点避雷器及限流电抗器的技术参数。通过改造可显著降低罗平站220 kV单相或两相短路电流水平,有效改善了主变运行工况。     

故障电流限制器参数选择的解析法研究

加装故障电流限制器是限制短路电流的实用有效手段。故障电流限制器电抗值选择的传统做法是采用多次试探法,即反复在电网中串联一定规格的电抗器,然后计算原网络中短路电流超标母线的短路电流。本文推导了母线短路电流、故障电流限制器安装支路短路电流与开路阻抗、连接线路阻抗及串联电抗值之间的函数关系解析式,提出了故障电流限制器的参数选择的解析法,例证了方法的可行性。所提方法有助于分析电网短路电流水平对于限流电抗的敏感度,便于选择故障电流限制器的合理装设地点。相对原试探法,该方法大大减少了计算时间,可直接应用于故障电流限制器的参数选择。     

基于高耦合分裂电抗器限流装置后灭弧断路器的TRV特性

为解决500 kV电网发展过程中短路电流过大的问题,提出了一种基于高耦合分裂电抗器的限流装置。该装置可有效限制短路电流并提高断路器的开断容量,但存在并联断路器同时开断不同时灭弧时瞬态恢复电压超标的问题。文中首先分析限流装置的结构和开断过程,并利用EMTP仿真软件计算不同条件下后灭弧断路器的瞬态恢复电压,得出限流装置参数对瞬态恢复电压的影响。然后在500 k V工程实例中搭建限流装置的仿真模型,分别在不同故障类型下验证限流装置的可行性。仿真结果表明,选择合适的电抗值和并联电容值可有效降低瞬态恢复电压幅值和上升率,且能够达到预期的短路电流限制效果。     

变电站10kV母线短路电流限制措施分析

随着包头地区各变电站母线短路容量的不断增大,110kV河西变电站（以下简称河西变）和110kV哈业变电站（以下简称哈业变）的10kV三相短路电流值超过了站内运行设备的电流额定值,结合变电站实际情况,分别采取适当的限流措施。如哈业变需在2台主变压器10kV侧各加装限流电抗器,主接线形式不变,限流电抗器的电抗率计算值为8%,可将10kV母线短路电流降至21kA。河西变,由于主变压器至10kV配电室之间距离很短,不能加装限流电抗器,只能考虑将现运行的所有10kV开关柜设备更换为短路开断电流为40kA的设备,才能确保安全稳定运行。     

银川东换流站主变压器中性点电抗器配置方案

针对宁夏电网±660 kV银川东换流站330 kV母线单相短路电流超过了开关额定遮断电流的问题,依据宁夏电网2014年及2016年规划主网架结构,研究了±660 kV银川东换流站750 kV主变压器中性点加装小电抗的限流效果,以有效限制短路电流。通过对电抗器工频过电压、电流和操作过电压、电流的计算分析,选取了中性点避雷器参数,提出了主变压器中性点电抗器的工频和操作过电压水平,对电抗器的动、热稳定电流进行了选择,确定了中性点电抗器的技术参数。结果表明:±660 kV银川东换流站750 kV主变压器加装小电抗可有效限制330 kV母线单相短路电流。     

限流电抗器的应用分析

为了解决110 kV大柳塔变电站6 kV系统故障时短路电流过大的问题,榆林市供电公司采用短路电流限流开断器(简称FCLI)与限流电抗器并联,在正常运行时将限流电抗器短接,消除电抗器产生的电能损耗及电压降,提高系统功率因数;在发生短路情况下FCLI快速断开,将限流电抗器投入,限制短路电流,提高母线残压。该方法不仅有效限制了系统短路电流,而且消除了限流电抗器在运行过程中对系统造成的影响,在应用实践中收到良好效果。     

限制短路电流的调谐电抗器专题资料

1.用调谐电抗器限制短路电流系统连接日益扩大,短路电流水平超过了开关定额。即使新建机组,大容量开关可以买到,但是问题在于公用电力系统的短路电流水平的增大。限流问题在工业配电(4.16KV)到输电(115KV或以上)均会碰到。过大的短路水平可以一系列办法处理:分裂母线,提高开关容量,采用限流熔断器,高电抗变压器或限流电抗器。但这些都有其运用上的限制,常使投资增加,或在现有的系统上给运     

基于抑制短路电流的500kV变压器中性点经小电抗接地的电抗选值研究

近些年来,我国电网规模日益扩大,网架结构不断加强。由于成本相对较低,500 kV变电站大都采用自耦变压器,且中性点直接接地运行。然而,在中性点直接接地的运行方式下,部分500 kV变电站220kV侧单相短路电流过高,甚至高于三相短路电流,对电网的安全稳定造成威胁。文章主要研究500kV自耦变压器中性点由直接接地改为串接小电抗器接地后220kV侧单相短路电流水平。构建了双电源模型对电力系统进行等效,阐述了500 kV自耦变压器中性点串接小电抗限制220 kV侧单相短路电流的原理。并研究了不同站点变压器中性点加装小电抗对不同短路位置短路电流的影响能力。研究结果表明,当电抗值选在10～25Ω之间时,限流效果最为明显。     

变阻抗节能变压器的动热稳定性能研究

以110/38.5/10.5 kV,63 000 kVA三绕组变压器为例,提出将限流电抗器与快速开关并联后串入变压器高压绕组的变阻抗变压器。建立Pscad短路仿真模型,发生短路故障时通过快速开关控制限流电抗器的投切实现限流;分析了变压器中压绕组出口三相对称短路时限流电抗器的限流效果。建立了变压器绕组轴向振动的"质量弹簧系统",用以分析变压器绕组在轴向短路力作用下的轴向动态过程,可得绕组的动态位移、动态力、弯曲应力。基于二维轴对称磁—热—流耦合场有限元模型,计算变压器绕组温升。对比分析限流电抗器投入与否2种情况下短路动、热性能,结果表明:投入限流电抗器变压器可降低短路电动力冲击和短路温升,变阻抗变压器的动热性能均优于传统的变压器。     

500kV主变压器中性点加装小电抗器限制短路电流的研究

以东莞电网3个500kV变电站为例,分析500kV变电站220kV侧母线单相短路电流普遍超标的主要原因,提出限制单相短路电流的措施。针对自耦变压器中性点经小电抗器接地方式,阐释小电抗器的电抗值与单相短路电流的关系以及小电抗器对继电保护的影响,从节省投资、简化电路结构的角度推荐采用变压器中性点与小电抗器之间不安装隔离开关的电气主接线方案。东莞电网500kV变电站500kV自耦变压器采用中性点经小电抗器接地方式后,限制220kV侧母线单相短路电流效果明显,增强了变电站短路电流水平对电网建设的适应性。     

新型桥式固态故障电流限制器

文中提出了一种新型桥式固态故障电流限制器,该装置由二极管、晶闸管和限流电抗等组成。在系统正常运行时,新型故障电流限制器运行于整流桥模式,对系统影响很小;在故障发生时,限流电抗能自动无延迟地限制短路电流第1个峰值,且通过对晶闸管的控制,实现装置由整流桥模式进入限流模式,限制短路电流稳态值。该方案无需另设旁路限流电抗,也无需全控型器件,结构简单,可靠性高。文中提出了该方案的控制策略,并通过实际系统仿真分析及与现有桥式故障电流限制器对比,证明了该方案的可行性和技术优势。     

500 kV自耦变压器中性点加装小电抗限制不对称短路电流原理

结合电网各种限制短路电流的方法,分析其中的优缺点,针对广东电网部分500 kV站点的220 kV侧母线单相接地故障电流超标问题,研究主变中性点加装小电抗限制故障电流的原理,分析表明加装小电抗是限制不对称接地故障电流的有效措施,且小电抗投资小,经济性高,运行较为可靠.通过计算500 kV加林站在规划期2015年的短路电流,对比加装0 ～40 Ω小电抗时限制电流的效果,提出合适的小电抗阻值选取范围为10 ～ 15 Ω.加装小电抗对系统正常运行无任何影响,但是会影响零序保护装置灵敏度,需要重新校验整定值,以防保护拒动.     

应用于谐振型限流器的双分裂铁心电抗器研究

为了降低串联谐振型限流器中流过晶闸管短路电流的幅值和上升率,提高电容器旁路电路的可靠性,提出一种双柱双分裂铁心电抗器,将晶闸管串接在双分裂电抗器的一个支路,然后再与补偿电容器并联。系统正常运行时,双分裂电抗器表现为大电感,流过的电流很小;在电网线路发生短路故障时,晶闸管导通,双分裂电抗器表现为小电感,快速转移流过补偿电容器的短路电流,谐振状态破坏从而实现限流功能。设计并制作了一台应用于400 V串联谐振型限流器的双柱双分裂铁心电抗器样机,基于三维棱边有限元法对电抗器磁场分布和电感参数进行了计算。电抗器以单支路小电流模式运行时,电感为192 m H;以双支路大电流运行模式时,电感为151μH。通过短路电流冲击测试发现,双分裂电抗器可实现电流快速转移且两支路电流均匀分配,电感测试值与仿真值吻合较好。为了降低晶闸管的冲击电流,提出一种在保持单支路运行电感恒定的前提下调整双支路运行电感的方法,仿真结果证明了该方法的有效性。     

500 kV变压器经小电抗接地的应用分析

在分析变压器中性点经小电抗接地以限制短路电流的理论的基础上,结合工程实际,根据不同运行方式下中性点加装小电抗的不同限流效果,对多座变电站加装小电抗后的限流效果进行了分析,提出合适的小电抗阻值及其合理的配置方案。同时,对中性点绝缘配合和对继电保护的影响等问题加以分析,提出了解决方法。     

Line fault test of model power system with three-phase superconducting fault current-limiting reactors

A novel three-phase conducting fault current limiting reactor (SCFCLR) is fabricated. The SCFCLR has three superconducting windings with the same number of turns wound on an iron core. The rating of SCFCLR is 200 V, 10 A. Two SCFCLRs are inserted in the sending and the receiving ends of the model power-transmission line. The line fault test of a model power system with two SCFCLRs is undertaken. The fundamental behavior of this reactor is confirmed. In the case of single-line-to-ground fault, the fault current is limited to a very small value by the large zero-phase sequence reactance of the SCFCLR without quench. In the case of a three-phase short circuit, the SCFCLR quenches, and the short-circuit current is limited by the normal conducting resitance of the winding. It is confirmed that the transient stability of the system during line faults is greatly improved by the insertion of SCFCLRs.     

新型模块化多电平换流器串联电抗器的功能与取值分析

从模块化多电平换流器正常工作状态的功率输出限制、相单元间2倍频环流限制、直流两极短路电流限制、输出交流三相短路电流限制4个方面分析了子模块串联电抗器的功能及相应的数学关系.根据分析结果,给出了模块化多电平串联电抗器的选取原则和计算方法.基于工程实际需要,通常相单元间高频环流可通过控制回路附加抑制环流控制器来有效抑制,而串联电抗器值应根据直流两极短路和输出交流三相短路电流限制要求来计算,最后可根据输出功率的要求进行校验.对一个设计实例进行了分析,给出了串联电抗器值选取的方法,验证它是合理可行的.     

A calculation method of field current of synchronous machines at sudden short‐circuit

The mutual leakage reactance between D‐axis damper and field windings is ignored in conventional D‐axis equivalent circuits. It has been pointed out, however, that the calculated value of the field current differs considerably from the measured value if this reactance is not taken into account. This is due to the difficulty of determining the physically correct damper winding impedance value. A method of determining the equivalent circuit constants using the mutual leakage reactance has been reported previously, where the D‐axis damper winding time constant is measured from the upper and lower envelopes of field current at sudden three‐phase short‐circuit. Yet there are machines for which the upper and lower envelopes of field current are not readily established, and in this case the method is unsatisfactory. The authors describe a method to accurately identify the equivalent circuit constants taking into account the mutual leakage reactance, using a standstill test with a small‐capacity DC power supply (DC decay testing method). The field current at sudden short‐circuit can be simulated accurately using these equivalent circuit constants. The validity of the proposed method is demonstrated by implementation results on two salient‐pole synchronous machines at the same specifications (one with damper winding, the other without). Furthermore, the dependent relation between the armature leakage reactance and mutual leakage reactance, as well as its influence on the calculation of field transient currents, are made clear. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 151(3): 61–70, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20113     

CLiP限流保护器在中压配电系统中的应用初探

CLiP限流保护器融合了传统限流熔断器的所有优点,是一种一次分断、快速动作的中压故障保护装置。在中压系统中CLiP对有效限制短路电流、减少电能损耗、提高供电质量等,具有良好的作用。文章扼要论述了CLiP限流保护器(简称CLiP)的工作原理和应用实例以及电抗器能耗费用的计算方法。     

基于高耦合电抗器的500 kV限流器限流特性等效试验

基于高耦合电抗器的500 kV限流器在限流状态下的阻抗较大,而由于试验室电源电压有限,限流状态下的试验电流远小于额定短路电流,因此500 kV限流器在额定短路工况下的限流特性试验和动稳定性考核试验无法直接进行。针对上述问题,提出了一种间接验证限流器限流特性的等效试验方法。通过设计降低阻抗参数的比例缩小样机,在试验室条件下进行全电流的比例缩小样机间接试验,同时结合试验室内500 kV限流器比例缩小样机的低电压试验和500 kV限流器接入实际系统的高电压人工短路试验,综合验证500 kV限流器的限流能力。研究结果表明,500 kV限流器在额定短路工况下的限流幅度满足设计要求,所设计试验方法具有良好的等价性。