干式空心电抗器匝间绝缘考核方法研究

研究了电力系统中应用普遍的干式空心电抗器的匝间绝缘特性。首先,建立典型干式空心电抗器的仿真模型,分析计算了额定工作条件下电抗器内部匝间电场分布;其次,提出了干式电抗器线圈的波过程等效电路,仿真分析了雷电冲击试验下,干式空心电抗器匝间电场分布;针对目前常用的匝间过电压考核匝间绝缘的方法,仿真计算了干式空心电抗器的波过程和匝间电位分布。结果表明现有两种试验方法存在考核效果不全面的问题,最终认为感应耐压试验是最有意义的考核干抗匝间绝缘的试验方法。     

柔性直流输电工程金属回流电缆桥臂电抗器阀侧接地故障的研究

国内关于柔性直流工程的过压保护以及绝缘配合研究较少。依托厦门双极柔性直流输电工程,重点研究了金属回流电缆桥臂电抗器阀侧接地故障的暂态特性。通过PSCAD软件,搭建了中性母线设备的过电压仿真模型,计算了其快波前过电压。采用IGBT晶闸管过电流保护和CBN避雷器过电压保护策略,提出了有效的优化布置方案。结果表明:中性母线设备内绝缘过电压安全裕度配合系数宜取值1.15;中性母线设备雷电冲击耐受电压宜参照交流66 kV或者35 kV的设备。绝缘配合方案可为中性母线关键设备的选型、试验提供重要依据。     

柔性直流输电系统接地故障下过电压特性研究

柔性直流输电技术是一种新型的直流输电技术,它以采用全控型电力电子器件的电压源型换流器为核心构建直流输电工程,具有很好的应用前景。利用PSCAD/EMTDC仿真软件建立两端柔性直流输电的仿真模型,针对其5种接地故障与雷电过电压下柔性直流输电系统中的过电压及过电流特性进行研究,研究结果表明雷电过电压与交流系统单相接地后断路器自动重合闸操作造成交流母线上的过电压比其它接地形式造成的过电压严重。基于上述分析,最后给出了避雷器的配置方案。     

糯扎渡±800kV特高压直流输电线路绝缘配置研究

糯扎渡至广东±800kV直流输电线路是西电东送的重要通道。特高压直流工程运行经验较少。本文综合考虑已有类似线路的设计经验、爬电比距、污秽耐受电压等方法进行绝缘配置研究,并对内外过电压进行校核,分析了高海拔对绝缘片数的影响。     

基于避雷器在煤矿变压器中性点事故运用分析

煤矿配电网变压器中性点一般对地绝缘,一旦发生雷击事故,将在中性点产很高的过电压而损坏变压器。因此对雷击下变压器中性点过电压表现特性及引入过电压保护设备后的限压效果研究具有非常大的实际意义。笔者针对山西煤矿集团万家庄煤业35 kV变电站主变中性点对地放电和母线短路故障,调研煤矿配电网防雷现状,结合雷电波过电压传播理论及35kV变压器中性点绝缘性能,分析中性点对地放电事故的原因。并提出线路绝缘子与可调保护间隙的绝缘匹配和、变压器中性点经氧化锌避雷器接地等改造措施。并利用电磁暂态分析程序ATP-EMTP对雷电波过电压侵入变电站情况下变压器中性点经过避雷器接地进行仿真,验证在变压器中性点增设避雷器来限制中性点雷电波过电压的措施是可行的。     

35 kV干式空心并联电抗器切断过电压抑制装置设计及仿真研究

断路器分闸产生的过电压是引起干式空心并联电抗器匝间绝缘老化、击穿的重要因素之一。为抑制过电压对35 kV并联电抗器造成的损害,设计了一种阻容式过电压抑制装置,通过理论计算选择出抑制装置的电容和电阻值。采用MATLAB软件对不同截流电流值下过电压抑制装置的保护效果进行了仿真验证,仿真结果表明可有效抑制过电压;通过可靠性试验验证了装置样机运行的安全稳定性。     

±1100 kV特高压直流线路无间隙线路避雷器雷电防护适用性研究

为抑制操作过电压，昌吉-古泉±1 100 kV特高压直流输电线路在线路中部安装多对无间隙避雷器，但针对无间隙避雷器兼顾雷电防护适用性的研究较少。本研究基于EMTP-ATP建立了雷电过电压瞬态传播模型，计算了特高压直流线路的雷击闪络率，分析了避雷器对雷电过电压的抑制效果和保护范围。结果显示无间隙避雷器对雷电过电压幅值、波形存在抑制作用，安装避雷器后，线路绕、反击耐雷水平增加。未加装避雷器的邻近杆塔依旧可发生雷击闪络，避雷器只可保护加装级杆塔。本研究基于计算结果提出了无间隙线路避雷器的优化配置原则，建议在满足操作过电压抑制要求的前提下，适当调整避雷器至地面倾角大于15°的中、高雷区、接地电阻较大的杆塔上。     

在污秽条件下直流输电线路用绝缘子的性能

<正>一、引言众所周知,由于直流系统的过电压相当小,外绝缘主要由承受运行电压的表面绝缘来决定。虽然绝缘子的污秽是高压直流输电最严重的问题之一,但目前关于这一课题的报告数目是有限的。事实上,尽管现在还没有很多的高压直流输电线路,但由污秽造成直流输电系统的事故已屡有报导。     

±500 kV混合直流受端VSC换流站的雷电侵入波过电压研究

LCC-VSC混合直流系统结合了LCC输送大容量电能,VSC适用于向弱交流电网系统输电且不发生换相失败的优点,使输电形式更加灵活.由于常规直流的VSC改造工程一般沿用已有的架空输电线路,因此可能对受端的VSC换流站造成雷电侵入过电压的危害.笔者首先对改造后的受端VSC换流站参数进行介绍,并结合换流站设备布置建立了不同雷...     

220kV高海拔变电站出线段采用500kV线路降压运行时的雷电侵入波过电压

笔者依托于某实际工程,计算了220 kV高海拔变电站出线段采用500 kV线路降压运行时站内设备上的雷电反击侵入波过电压,与采用常规220 kV出线的变电站相比,出线段采用500 kV线路降压运行时各设备上的雷电侵入波过电压更高,其中线路高抗上的过电压超过了其内绝缘保证强度;计算了采用不同避雷器配置方案进行保护时高抗上的雷电侵入波过电压,在距离高抗间隔16 m的位置装设避雷器时高抗上的雷电反击侵入波过电压较低,能够满足绝缘要求,但高抗处避雷器的放电电流超过了其标称值,对高抗处避雷器的放电能量进行校验发现其放电能量并不高;高抗处避雷器配置采用并联装设方案能够有效降低高抗上的雷电反击侵入波过电压且单只避雷器上的放电电流不会超过其标称值.     

基于风电场输电线路模型的雷电共、差模过电压研究

风电场及附近地区发生雷电时,输电线路上产生的直击和感应过电压、过电流在传输过程中会对临近风机及设备产生影响。本文基于传输线理论,对风力发电场输电线路上雷电过电压及过电流的传输衰减过程进行计算分析。建立风机至升压站间输电线路的物理模型,并以Heidler函数表示线路起始端的雷电激励源。采用均匀传输线理论的频域解,分别对线与地间共模过电压和线间差模过电压进行计算,分析线路上距激励源不同距离处雷电过电压及过电流幅值的变化。分析结果表明:初始幅值相同的过电波传输5 km后,差模过电压峰值降为初始值的77.9%,共模过电压峰值降为初始值的57.1%。衰减速度随传输距离逐渐减小,波形逐渐平缓。     

气体绝缘金属封闭输电线路雷电侵入过电压研究

气体绝缘金属封闭输电线(GIL)因其具有容量大、传输损耗少等优点逐步得到推广,需要分析GIL雷电过电压威胁及其相应防护措施。利用EMTP软件搭建500 k V输电线路和GIL模型,计算线路发生反击和绕击情况下GIL雷电过电压,比较过电压暂态特性差异,分析过电压对绝缘威胁及安装额外金属氧化物避雷器对过电压的抑制效果,讨论GIL上避雷器安装位置对防护效果的影响。分析结果表明:线路发生反击时,GIL过电压波形振荡比绕击时剧烈,但过电压幅值要低于绕击情况。距离雷击点越远,GIL过电压幅值越高。GIL过电压随着雷击电流幅值的增加而增大,在GIL上安装额外避雷器基本能够实现有效雷电过电压防护,但防护效果受避雷器安装位置影响。     

10kV配电线路雷电感应过电压分布特性计算研究

配电线路的绝缘水平较低,线路易受雷击影响产生雷电过电压进而导致闪络等故障,由雷电感应过电压导致的故障占线路故障总数的90%以上。本文研究了一种仿真计算配电线路雷电感应过电压的方法并分析了6种不同因素对配电线路雷电感应过电压的影响。为计算雷电感应过电压,本文选择TL模型作为雷电通道模型,选择Agrawal模型作为场线耦合模型,根据所选数学模型在ATP-EMTP中搭建出仿真模型对雷电感应过电压进行仿真计算,结果表明:雷击点距线路中点最近时线路中点雷电感应过电压是线路最大雷电感应过电压。通过仿真时改变影响因素的数值得到,雷电感应过电压幅值随雷电流幅值的增大而增大,随雷电回击速度的增大而增大,随雷击点到线路距离的增大而减小,随雷电流波头时间的增大而减小,随线路高度的增大而增大,随土壤电导率的增大而减小。研究结果对配网雷电防护具有实际工程意义。     

35 kV变压器雷电侵入波过电压及治理措施研究

35 kV变压器由于绝缘水平低及防雷设计考虑不全面等原因,经常发生因雷电侵入波导致的中性点或匝间绕组绝缘损坏的问题。为对35 kV变压器雷电侵入波响应特性进行分析,基于电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立了变压器绕组梯形等值电路,根据典型的35 kV变电站接线情况,对35 kV近区线路各种情况下遭受雷电绕击和反击导致的侵入波过电压进行了仿真计算,指出大幅值雷电流反击近区线路是导致35 kV变压器绕组绝缘损坏的原因。使用避雷器作为治理手段,对比了3种安装方式的有效性,给出了最优的35 kV变压器雷电侵入波治理方案。     

基于EMTP模拟雷电流入侵低压配电线路仿真与防护研究

架空线路未设置线路及绝缘子闪络防护、变压器二次侧未设置合理电涌防护等措施易导致线路及绝缘子闪络导致线路跳闸、雷电电磁脉冲造成二次侧设备损坏等故障频繁发生。基于EMTP搭建典型低压配电入户线路变压器一、二次侧模型,计算不同电涌保护器安装方式下瞬态过电压变化特性及不同节点幅值分布特征,验证了高低压侧及二次侧设置三级SPD的优化防护效果,对负载及接地电阻与各级瞬态过电压分布相关性影响进行横向分析,总结出降低直击线路概率、实现高低压侧间隙性避雷器放电特性与二次侧三级SPD伏安特性合理绝缘配合方案。     

基于电晕效应的同塔双回架空线不同相位雷电过电压屏蔽效能研究

电晕的形成会改变架空线路通道周围电场分布,从而会对线路耦合过电压构成较大的影响.利用ATP-EMTP仿真软件,结合动态电容电晕理论,建立了包括电晕放电、雷电流、杆塔接地阻抗、绝缘子闪络等电路模型,以500 kV同塔双回架空线路为例,主要研究了杆塔接地电阻、避雷线、电晕放电效应对架空线不同相位雷电过电压屏蔽效能评估.研究表明:杆塔接地电阻增大10倍时,雷电过电压峰值增加35％;避雷线对三个相位屏蔽雷电过电压的能力为13％-14.8％;电晕放电效应使三个相位耐雷水平抬升4％-9％.     

线路调爬对变电站雷电侵入过电压影响的研究

以江苏220 kV线路发生的雷电侵入波事故为例,利用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP,建立相应的输电线路-变电站模型,并结合线路过电压传输过程,分析线路绝缘子爬调前后以及避雷器的布置情况对雷电反击和绕击侵入过电压波形的影响。仿真结果表明,随着线路绝缘子绝缘水平的提高,雷电侵入波的振幅和陡度增加,从而导致变电站入口处避雷器中的剩余电压和电流更高。安装变电站入口避雷器,可减小侵入过电压对变电站内主变及其他电气设备造成的影响。在增加绝缘子串的数量时,应考虑变电站设备的绝缘水平可能会导致避雷器故障,从而引发电力事故。     

基于先导发展模型的±800kV直流输电 线路的雷电屏蔽性能评估

基于先导发展模型,分析了±800 kV输电线路直线塔的雷电屏蔽性能,并研究了工作电压、杆塔高度、地形地貌和线路保护角的影响规律,结果表明,正极性工作电压使得最大绕击电流和绕击率增加,而负极性工作电压使得最大绕击电流和绕击率有所降低,但整体而言,考虑工作电压的线路绕击率高于不考虑工作电压的情况,前者约为后者的两倍;随着线路杆塔高度和保护角的增加,直流线路的雷电绕击跳闸率逐渐增大;大地平面朝着线路侧倾斜,会增强地面的屏蔽效应,使得雷电绕击线路的概率降低。考虑直流输电线路的实际参数,评估了四川省±800 kV锦-苏直流输电线路、±800 kV宾-金直流输电线路和±800 kV复-奉直流输电线路的雷电屏蔽性能,发现了直流输电线路的雷电屏蔽性能的极性效应,并获得了3条直流输电线路的高风险杆塔分布,为线路的防雷改造提供了指导。     

直流母线接地绝缘检测方法研究

直流电源作为二次控制回路和继电保护装置的供电系统,其故障可能引起一次系统的误动作,从而导致重大电力事故的发生。分析了现有的直流母线绝缘监测方法的优点和缺点,基于不平衡电桥原理设计了一种直流母线绝缘综合监测方法,以避免传统方法带来的监测死区,准确检测出了直流母线故障点位置。     

电容器在低压输电线路防雷防护中应用的分析

通过对低压输电线路中并联接入电容器的理论分析,得出了当低压输电线路中有雷电感应过电压时,电容器能够降低雷电过电压的幅值;低压输电线路中有雷电波传输时,根据雷电波传输的折射、反射原理,电容器能够降低雷电波的陡度;电容器与电涌保护器并联组合使用,能够降低SPD的残压。进行的模拟雷电感应过电压以及模拟雷电流冲击试验验证了并联在低压输电线路中的电容器能够降低感应过电压的幅值、雷电波陡度以及降低SPD残压的作用。提出了在低压输电线路的雷电防护中,电容器与SPD并联使用能够更有效地提高电子、电气设备的防雷效果。