输电线路过电压传感器波形解耦及影响其测量精度的相关因素

非接触式电压传感器可测量架空输电线路过电压,其分压比主要取决于导线与传感器的杂散电容。为此,研究了导线与感应金属板之间的距离以及导线半径与过电压传感器分压比的关系,相间耦合的波形解耦及大气条件、电晕效应对架空输电线路分压器分压比的影响。对输电线路与传感器之间的杂散电容的计算公式进行了实验验证。通过理论分析及实验研究,应用多相架空线及传感器的耦合关系,推导出由传感器电压计算母线电压的解耦算法,通过两相耦合实验验证解耦算法能真实还原各相电压。通过温度、湿度、污秽实验分析,证明大气环境对传感器精度影响可以忽略。通过升压法模拟导线起晕,实验表明,电压越高,电晕越严重,非接触式电压传感器分压比越小。     

架空输电线路过电压在线监测系统

现有的过电压在线监测装置主要是针对变电站内的电气设备进行设计的,然而架空输电线路上的过电压与变电站内的过电压,其波形和幅值差异较大。同时,现有的故障录波器受自身功能的限制,不能对快速变化的过电压进行数据采集。因此提出了一种架空输电线路过电压在线监测系统,并对该在线监测系统进行硬、软件设计,分析了各部分组成结构和工作原理,同时提出了软件设计思想和运行流程图。对该装置进行性能测试,结果表明该在线监测系统在工频和冲击电压下,传感器测量精度高,嵌入式监测装置数据采集和储存可靠,与地面工作站通讯良好。     

高压交直流混联电网架空输电线路施工技术研究

为了提高高压交直流混联电网架空输电线路施工质量与线路抗干扰能力,进行了高压交直流混联电网架空输电线路施工技术研究.构建输电线路施工约束参数模型,采用混合MMC电容电压波动调节方法进行输电线路输出载荷的稳定性调节;结合电网混合拓扑结构进行输电线路的组网设计,采用多因素反馈调节方法进行负电平输出稳定性调节;结合模块投切输出转换控制方法进行高压交直流混联电网的负载均衡控制;采用排序方法均衡输出输电线路子模块之间的电容电压,实现高压交直流混联电网架空输电线路施工技术优化.仿真结果表明,负载均衡性较好,抗干扰能力较强,提高了高压交直流混联电网架空输电线路的稳定性和可靠性.     

无源调谐半波长交流输电线路的工频过电压分析

内部过电压是半波长交流输电技术的关键问题之一,当前研究对象大多针对自然半波长线路而非调谐半波长线路。因此在分析自然半波长输电线路相关理论模型的基础上,研究非半波长线路的无源调谐技术,并对无源调谐半波长线路的过电压特性进行仿真分析。仿真结果不仅证明了3种调谐网络均可使非半波长线路实现半波特性,并且还表明了:空载工况下的π型和T型调谐线路的过电压水平均比自然半波线路和电容型调谐线路高;电容型调谐线路的甩负荷过电压水平相对较低;较之π型和T型调谐线路,电容型调谐线路工频过电压水平均更低且典型电压波形更贴近自然半波长线路的波形特性。     

高压直流工程换流阀宽频建模研究

电压分布性能是高压直流输电换流阀的重要电气特性之一,而换流阀的杂散电容参数的存在严重影响换流阀系统过电压分布的均匀性,尤其是速变电压下阀内电压分布的不均匀性.根据现场测试的换流阀杂散参数,建立换流阀的宽频电路等效模型;其次,利用仿真模拟施加雷电冲击等过电压,研究换流阀在速变电压时的电压分布特性,进一步分析影响换流阀过电压分布的主要杂散参数.研究表明,变压器及其套管电容是影响换流阀电压分布的关键因素,而对地杂散参数及层间杂散参数对其电压分布的影响较小.     

双晶体温度补偿型非接触式光学过电压传感器

现今电网电压监测和过电压监测大多采用传统的接触式分压系统,该方式的运行可靠性较高,但具有测量频带窄、抗电磁干扰能力弱、安装和维护不方便等不足之处。因而基于一次电光效应和空气耦合杂散电容原理,设计了双铌酸锂晶体结构的光学电压传感器,响应频带可覆盖10Hz～5MHz,电压比例系数波动小于2%。在实验室搭建试验平台测量了传感器的输入输出特性与温度稳定性,试验结果表明:传感器在[–10?C, 60?C]范围内的输出电压相对误差小于±5%。同时,设计三相解耦算法,实现了传感器在500 kV线路的人工接地短路过电压测量中的应用。     

基于电容传感器的架空输电线覆冰厚度检测方法

提出了一种新的架空输电线覆冰厚度检测方法,并设计了覆冰检测电容传感器。基于电容传感器给出一种输电线路覆冰厚度监测系统的设计方案。利用电容效应计算出传感器电容值与架空线覆冰厚度的关系曲线。实际应用时,通过比较传感器测量到的电容值与预设关系曲线得出架空输电线覆冰厚度。测试结果验证了电容式架空输电线覆冰厚度检测方法的有效性。     

750 kV输电线路保护与单相重合闸动作的研究

阐述了750 kV输电线路的电容效应、互感效应以及合闸过电压的问题,指出单相接地故障时若采用三相重合闸将不可避免地产生较高过电压.指出了750 kV输电线单相重合闸的应用前提是避免并联电抗器补偿给单相重合闸可能带来的谐振过电压问题,分析并提出了并联电抗器中性点小电抗的正确取值范围.针对并联电抗与线路电容之间的电磁振荡对故障断开相恢复电压的影响,研究了单相瞬时性故障恢复电压的拍频振荡特点,并提出了750 kV输电线路的单相重合闸方案与重合过电压的抑制方法.     

一次多回击自然闪电引发的输电线路感应过电压特征分析

针对野外低压架空输电线路开展了过电压防护试验研究。通过一次典型的多回击自然闪电引起的过电压并结合闪电定位资料,对输电线路不同位置的入户端及采集器前端的过电压大小、采集器前端电涌保护器(surge protective device,SPD)残压特性及入户端L线过电压和闪电回击电流之间的关系进行了分析和探讨。通过分析发现:近距离的闪电能在架空输电线路上产生几kV的感应过电压,过电压持续时间平均约1.0 ms,采集器前端安装SPD动作后,较远的入户端过电压波形也会受其影响;采集器前端SPD动作残压持续时间平均约218μs,比标准8/20μs冲击波试验持续时间长;入户端感应过电压、回击电流与距离有很好的线性拟合关系。     

110kV变电站过电压在线监测系统及其波形分析

过电压是造成电网绝缘损害的主要原因之一,也是选择电气设备绝缘强度的决定性因素,电力系统过电压在线监测对分析过电压事故原因和改善系统绝缘配合具有重要的现实意义。在研制成功110kV过电压传感器以及高速变频采集系统的基础上,重庆110kV先锋过电压在线监测系统可自动捕获10、35、110kV电网中出现的外部和内部过电压。另外还介绍了该系统的结构、用于过电压信号采集的低阻尼阻容分压器和套管式分压器、变频采集系统及系统软件等关键模块。根据现场采集到的典型过电压波形样本,结合值班室记录,分析了雷电、操作及暂时等过电压的波形特点和产生原因,监测结果可为输电线路防雷、变电站过电压防护、电力系统规划和设计提供科学依据。     

大功率IGBT过压与过热的分析计算及其对策

结合150kVA超导线圈和锂电池-电容组合式SVG-APF的研制工作,首先剖析了IGBT的内部结构,详细讨论了杂散电感引起的过电压以及对容性母线的设计,最后分析了IGBT通态损耗和开关损耗引起的过热问题,给出了计算实例和实验结果。     

基于快速开关的串联谐振型故障限流器的仿真

为限制电力系统短路电流,提出了一种开关作为电容器短路元件的串联谐振型故障电流限制器拓扑。以220kV单相线路为例,利用EMTP软件对这种限流器拓扑的动态工作特性进行仿真分析。提出了2种有效措施,以抑制电流转移过程由杂散振荡导致的电容支路高频过电流和过电压现象,仿真结果表明,在电容支路中串入电抗器比在快速开关支路中串入效果更佳。快速开关的合闸时间对限流效果至为关键,对此做了具体分析。结果指出,快速开关的合闸时间须足够短(10ms以内),才能有效实现故障限流。该故障限流器拓扑结构简单、响应速度快,其中的快速开关只进行快速合闸操作,不需要具备电流开断能力,易设计,造价低廉。     

在线监测获取的电力系统过电压波形分析

电力系统中出现的波形、幅值及持续时间各异的多种过电压对电气设备绝缘构成了严重威胁。鉴于电力系统过电压波形包含了丰富的电力系统工作状况和状态信息,笔者重点对电力系统过电压波形进行了分析,将从变电站过电压在线监测系统获取的雷电感应过电压、投电容器组过电压、合空载线路过电压、投切空载变压器过电压、弧光接地过电压、不对称接地短路共7种典型过电压波形作为对象,分析其主要特征,并通过小波变换,使含有高频分量的过电压特征在时频域得到更好的体现,为过电压特征提取及类型识别奠定基础。     

两种经济型故障限流器的工作特性比较

为降低大容量输电系统的短路电流水平,提出一种基于饱和电抗器的串联谐振式故障限流器。通过仿真,分析了暂态限流特性,并与基于ZnO避雷器的串联谐振式限流器进行比较。获取饱和电抗器式限流器的较好工作特性需要铁芯磁滞回线、电容器与串联电抗器参数之间的优化配台,关键是降低电容器的过电压。而ZnO避雷器式限流器易于限制电容器的过电压,但短路电流水平限制较低时,会导致串联电抗器上较高的过电压,因此一般不应选取过大的串联电抗器值。由于技术经济性好、结构简单、可靠性高等优点,这两种故障限流器可望在电网中较早获得应用。     

电力系统过电压行波传播特性分析

电力系统过电压经常会引起输电设备损坏、导致供电中断等事故,过电压在输电线路中以行波的方式传播。详细分析了过电压产生的原因以及过电压行波在输电线路中的传播特性,研究了行波传播的影响因素等,对过电压的测量和判断以及进一步采取应对措施具有重要的现实意义,减少输电设备的损坏,提高供电可靠性。     

Simulation Research of Transient Over-voltage on High-voltage Shunt Capacitor Banks

With the development of power systems,a large number of shunt capacitors are used to improve power quality in the distribution network.The shunt capacitor banks are operated much frequently,as a result,the capacitor banks will bear large numbers of over-voltage inevitably.If the over-voltage exceeds certain amplitude,the capacitor will be damaged.This paper aims at the capacitor banks in the 35 kV side of Shanghai Xu-xing 500 kV substation,and applies ATP-EMTP to simulate the over-voltages generated by operating the switches under different angles of the source.Finally,according to the results of simulation and theoretical analysis,a best choice(i.e.angles of the source) to switch on capacitor banks is proposed.In this case the over-voltage on the capacitor will be limited to lowest.     

使用继电器模型研究串补线路的继电保护特性

串联补偿线路的保护一直都被认为是一个较难的问题。线路保护必须能够适应这些装置带来的变化。在PSCAD/EMTDC仿真平台上,建立了串联电容补偿和正序电压极化的欧姆继电器的详细模型,实现了电力系统与继电保护之间的闭环数字仿真,在此基础上分析了各种情况下串补电容对距离保护的保护范围、保护方向性以及测量电抗值的影响,深入探讨了导致这些影响的关键性因素,例如电容过电压保护、距离保护极化电压的记忆性等;并进一步提出了减小不利影响和提高保护可靠性的对策。     

750kV敞开式变电站侵入波过电压的计算模型研究

为使模拟计算结果更接近实际,需要研究雷电侵入波过电压计算模型的准确性。笔者研究了输电线路模型和绝缘子串闪络时的弧道电阻对站内设备过电压和MOA动作负荷的影响。结果表明,输电线路用LCC(Line/Cable Constants)模型模拟时,站内设备的最大过电压和MOA吸收能量比用单相等值波阻抗模拟时分别减小了22.2%和增多了24.0%;避雷器3种模型计算结果差别不大,但综合考虑计算的方便性和准确性,建议用集中模型模拟避雷器;弧道电阻对站内设备的过电压影响也很显著。     

变压器中性点串接电容抑制偏磁措施及其引起的过电压分析

串接电容已成为治理直流偏磁的一种有效的方法,文章对工作原理及其引起系统过电压情况进行了理论和仿真分析。首先对其抑制直流偏磁原理作了简单的分析;然后以云南电网典型变电站为例建立相应的模型对直流电流分布进行仿真分析,并与实际测量数据对比,验证了模型准确有效;接着通过在中性点串接不同电容来仿真偏磁直流在相关变电站的分布规律,为串接电容的选型提供了理论依据;最后着重对中性点串接电容后的系统过电压,特别是中性点过电压情况作了仿真计算,计算结果表明,串接电容法在一定程度上会影响主变中性点的过电压。因此,选择适当电容,需要综合考虑中性点过电压情况和偏磁直流的抑制效果。