主变近区短路后的电气试验分析与诊断

220 kV变电站10 kV出线电流互感器CT突然发生三相短路,主变受到短路电流冲击,停运后通过常规试验绝缘电阻、直流电阻及气体色谱分析,并结合绕组变形频响分析方法进行综合分析,准确地判断了变压器低压绕组B相存在轻微变形的故障性质,为变压器是否重新投入运行或及时退出运行提供了重要参考。     

特高压变压器智能测试系统的设计与实现

正变压器是电力系统中最重要的电气设备之一,运行中一旦出现故障,将对电力系统造成严重的危害~[1];而作为特高压变压器,又是在众多变压器类型中最为特殊的一种变压器,其结构包含了主体变和调压补偿变两部分。常规变压器的电气试验项目繁多,包括绝缘电阻、电压比、绕组直流电阻、感应耐压、空载电流和空载损耗、短路阻抗和负载     

基于ATP—EMTP的高海拔地区某110 kV线路雷击故障分析

某高海拔山区110 kV线路在经受大幅值雷电流侵入时发生三相短路故障,经现场勘查确认故障杆塔及环境状况,结合雷电监测系统中记录的雷电流幅值等故障监测数据以及历史运行数据,对雷击故障原因及线路防雷水平进行综合分析和评估。运用ATP—EMTP仿真软件构建故障杆塔模型,逐步调整雷电流幅值计算反击耐雷水平,结果表明此次故障为大幅值雷电流反击导致。最后分别对改善接地电阻、提高绝缘水平、增设避雷器等防雷措施效果进行仿真分析。并结合线路运行实况,选择合理的防治措施,从而提高线路的防雷水平。     

一起35kV系统非金属性三相短路保护动作行为分析

根据某110 kV变电所35 kVⅡ段母线发生了一起B相接地造成110 kV主变35 kV后备保护越级跳闸的现象,以变电所设备参数和保护装置实际故障录波为参考,通过假设性推理和短路电流的故障反演计算分析,得到事故原因是由于B相单相接地而引起其他两相电压升高造成这两相整体绝缘下降引发了非金属性三相短路引起的,但35kV出...     

高压电缆外护层绝缘降低时护层保护器的参数配置

针对高压电缆外护层绝缘电阻普遍降低的现状以及其耐压水平降低的可能性,建立了单端接地和交叉互联接地电缆的ATP-EMTP仿真模型,研究了在雷电过电压、操作过电压和短路故障的情况下,配置低伏安特性保护器后保护器是否能正确动作且不损坏保护耐压水平降低的外护层。结果表明:在雷电过电压和操作过电压情况下,降低保护器伏安特性能有效降低作用于外护层的残压,流经保护器的电流仍然低于其标称放电电流;对于单相短路情况,单端接地条件下保护器需要吸收的短路能量较大,降低保护器伏安特性会使保护器爆炸,而对于交叉互联接地情况,降低保护器伏安特性保护器是否会爆炸与短路电流的大小有关,较大的短路电流会使得保护器爆炸。最后提出了电缆外护层绝缘降低时护层保护器配置的建议。     

发电机定子绕组泄漏电流不平衡率超标分析及处理

分析某水电厂发电机定子绕组三相泄漏电流不平衡率超标的原因。根据13号发电机定子绕组泄漏电流及直流耐压试验数据,初步判断C相绕组绝缘存在问题。经过分析和现场检查后,发现定子绕组出线及绝缘环氧夹板受潮、脏污,造成C相绕组绝缘受损。针对发现的问题提出处理措施,最后通过定子绕组泄漏电流和直流耐压试验验证了措施的有效性。     

变压器中性点串小电阻抑制直流偏磁的研究

高压直流输电单极或双极不对称运行时,直流入地电流会使接地极附近的交流变电站地电位升高,从而导致直流电流侵入中性点接地的交流变压器,产生的直流偏磁将影响变压器正常运行。针对直流偏磁现象,提出了变压器中性点串接小电阻的方案,利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC对接电阻后的交流输电网络进行建模,仿真分析了该方案的抑制效果,以及工频过电压和雷电过电压对中性点绝缘的影响,给出了串接电阻的建议值。研究结果表明:变压器中性点串接合适阻值的小电阻可以简单而有效地抑制直流偏磁电流,随着电阻值的不断增大,电流的衰减效果并不明显;故障情况下串接电阻后会抬高中性点的电压,建议取值的小电阻能够承受短时工频过电压和冲击过电压,不会对中性点的绝缘造成影响。     

±800 kV直流输电线路雷电绕击与反击的识别方法

研究±800 kV直流输电线路雷电绕击和反击故障的机理,建立了绕击和反击的等值电路模型。分析和仿真表明：若发生反击故障,由于杆塔接地电阻的作用,反击故障将包括雷电流入地和随之而来的塔顶电位(绝对值)骤增造成的绝缘子闪络2个过程,对应地,在这2个过程中零模电流的方向相反,使得故障后瞬间保护安装处零模电压出现正负交替;若发生绕击故障,零模电流只沿一个方向,使保护安装处零模电压在故障后一段时间内呈现单调变化。在绕击与反击故障下于保护安装处所观测的零模电压时域特征存在显著差异,在此基础上,从继电保护的角度出发,提出了一种基于小波变换的特高压直流输电线路雷电绕击与反击故障的识别方法,EMTDC仿真表明该方法能对特高压直流全线雷电绕击与反击故障进行识别,且不受雷电流波形的影响。     

低压配电网典型短路故障的数据特征分析

<正>低压配电网的短路分为单相短路接地、两相相间短路、两相接地短路与三相短路。其中,三相短路对系统的危害最大,单相短路接地发生的频率最高。本文通过对系统发生短路时各负荷节点与变压器二次侧出口处的三相电流、电压进行原始数据采集,分析短路故障发生后的数据变化特征,以此为低压配电网的短路故障类型研判及电气量特征分析提供参考。     

发电机断路器实时数字仿真建模

通过引入可变电阻模型的方式,实现了电弧电阻模拟电弧电压的思路,在RTDS仿真环境中搭建了发电机断路器模型,并以该模型为基础,搭建了发电机源三相接地故障仿真网络。以具有最大非对称度的某相为例,分别仿真研究了发电机源三相接地故障后,不考虑发电机断路器开断过程中电弧电阻以及故障位置电阻时、仅考虑故障位置电阻时以及仅考虑发电机断路器开断过程中电弧电阻时,该相短路电流变化。最后,利用RTDS/RSCAD的Playback录波回放功能,分析比较了不同状况下的仿真结果,从而得出电弧对发电机断路器电源侧短路电流的影响。仿真结果可作为确定发电机断路器电源侧短路电流开断能力的参考依据。     

接地变压器低压绕组匝间短路故障的电磁特征研究

接地变压器具有系统中性点引出和站用电双重功能,在我国大中型变电站中被普遍采用,其运行可靠性直接影响电网的安全稳定。针对接地变压器低压绕组匝间绝缘短路故障检测方法缺失问题,基于磁场-电路耦合原理,利用ANSYS软件建立接地变压器二维有限元模型。通过对比高、低压侧电流的仿真值与计算值,验证模型的正确性。在此基础上分析其低压绕组单匝匝间短路故障时的电磁特征。研究结果表明:当接地变压器低压绕组发生单匝匝间短路故障时,短路环内部有很大的短路电流;电压、电流相位角,功率因数角以及高、低压侧三相电流均会发生变化,但电流波动达不到接地变压器保护的动作定值;同时,短路环附近的磁场也会发生畸变。     

基于MMC的电力电子变压器保护系统研究*

介绍了基于MMC的电力电子变压器主电路拓扑及运行原理;对其可能出现的故障类型配置了相应的故障量测点以及保护方法;对MMC型电力电子变压器中存在的特殊故障及保护问题进行了详细分析,包括交流输入侧接地电阻的选择对交流侧接地故障和直流侧单极接地故障的影响,直流双极短路故障发生后采用具有直流故障电流抑制能力的箝位双子模块替换半桥子模块之后产生的过电压问题,以及电力电子变压器隔离级串联电容迅速放电产生冲击过电流问题;针对以上问题提出了相应的保护应对策略,并通过PSCAD仿真证明了所提策略的正确性和有效性。     

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.     

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。     

基于模块化多电平换流器的多端柔性直流系统接地方式

对舟山多端柔性直流输电系统的接地方式进行了研究,确定了各换流站应采取的接地方式,其中定海和岱山换流站推荐联结变阀侧采用星形电抗＋中性点电阻接地的方式,衢山、洋山和泗礁换流站推荐采用Y/Y型联结变＋阀侧绕组中性点电阻接地方式.在确定各换流站接地方式的基础上,计算确定了换流站设备的过电压和绝缘水平,其中定海和岱山换流站联结变网侧为220 kV交流系统,推荐的设备雷电冲击绝缘水平为950 kV,其他三站联结变网侧为110 kV交流系统,推荐的设备雷电冲击绝缘水平为450 kV;五端换流站联结变阀侧及直流侧的额定电压基本一致,联结变阀侧交流母线的雷电和操作冲击绝缘水平推荐为650 kV（或750 kV）和550 kV,200 kV直流母线的雷电和操作冲击绝缘水平推荐为650 kV（或750 kV）和550 kV.     

10kV配网用石墨接地材料的性能测试研究

针对石墨基柔性接地材料在配电系统接地中的应用问题,构建了有限元仿真模型对一组10kV配电网石墨基柔性接地装置的接地电阻进行计算,并结合石墨基柔性接地材料的固有特性和常用降阻方式,结果发现在城市配电网应优先采用矩形框式的结构以减小接地电阻;对短路故障下和雷击故障下石墨基柔性接地装置在的温升情况进行了仿真计算,结果表明测试装置可在短路故障工况下正常运行,而在三十年一遇雷击故障下局部温升过高。研究结果对10kV城市配电网中石墨基柔性接地装置的设计、选型和应用具有重要参考价值。     

柔性直流系统挤出绝缘电缆暂态过电压仿真

电压源换流器高压直流(VSC HVDC)输电系统中广泛应用了挤出绝缘直流电缆。针对开关操作、内部故障以及雷击所引起的暂态过电压对直流电缆系统可靠性的挑战,基于南澳柔性直流输电示范工程,利用PSCAD/EMTDC建立直流电缆系统仿真模型,设置交流单相接地、两相短路、桥臂电抗器接地等不同类型的故障,分析了各类故障条件下直流电缆系统的暂态过电压特性。研究结果表明,直流电缆端部过电压峰值最大可达2 p.u.,且电缆端部出现的过电压幅值与短路电阻值有关。     

基于对称双极接线的全桥型MMC-HVDC直流侧短路故障穿越控制 方法

基于模块多电平换流器的高压直流输电技术(High Voltage Direct Current Transmission Technology Based on Modular Multilevel Converte, MMC-HVDC)因开关频率低、运行损耗小及易于扩展多端网络等优点被广泛应用。直流侧短路故障因短路电流大,故障电流上升速率快且难以抑制,对MMC-HVDC的发展造成了严重困扰。提出一种MMC-HVDC直流侧短路故障穿越控制方法,该方法基于对称双极接线的全桥型MMC-HVDC,且在直流侧采用高阻接地及金属回线,在发生直流侧短路故障时利用全桥型模块多电平换流器及时反转输出直流电压极性,实现故障电流抑制。同时利用金属回线构建成新的功率回路,快速恢复故障期间的有功功率传输。所提出的故障穿越策略,可以有效消除MMC-HVDC系统在发生直流侧短路故障时换流设备受到的故障电压及电流应力,同时避免换流器闭锁,防止功率缺失。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证了所提出的直流侧短路故障穿越控制方法的有效性。     

用麦也尔电弧模型分析雷击引起的电压凹陷

雷击是当前电力系统面临的最严重的事故和故障原因。雷击在电力系统中产生过电压,该过电压如果超过电气设备的绝缘水平,就会导致系统故障,因此研究雷击引起的电压凹陷对于实际电力系统具有重要的理论价值和现实意义。侧重探讨配电网络由雷击引起的几种电压凹陷,即雷击引起的绝缘子闪络、保护间隙击穿续流、电弧接地引起的电压凹陷。由于电弧现象的复杂性,使得在以往的数字仿真中,仅仅用理想短路或者一个线性电阻来模拟接地故障电弧,大大降低了仿真结果的可信度。为解决这个问题,依据麦也尔电弧数学模型,给出了接地故障电弧的精确数字仿真模型。