±500 kV换流站交流人工短路试验中电流分布测试

单相对地短路是电力系统中常见的故障,而短路电流的分布对接地网安全性评估非常重要,由于短路试验非常复杂,现场实测数据非常少,相关测试数据非常宝贵,目前换流站发生短路时故障电流的分布尚未有详细的研究结果。为此首次开展了针对±500 k V换流站的短路电流分流测试,基于±500 k V富宁换流站交流人工短路试验,通过理论和仿真分析短路电流的流向和分流大小,制订了短路电流分布测试方案,给出了短路杆塔接地引下线、短路线路架空地线,和换流站非短路交、直流线路地线以及变压器中性点电流实测结果,并对测量结果进行了PSCAD仿真对比与分析总结。结果表明:短路电流约有40%直接通过杆塔入地,60%进入杆塔地线,其中约20%的短路电流通过短路线路地线流向远方电源侧,约30%的短路电流通过换流站地网入地,而通过非故障线路地线及变压器中性点的电流均≤7%,比例较小,交流侧短路时,直流侧线路地线分流可忽略。     

发电厂接地计算中关于入地短路电流的探讨

为了在接地故障情况下充分利用接地网进行散流,选择出经济合理的设计方案,设计接地网之前,需要准确计算电厂发生接地短路时的入地电流。本文指明了目前接地网设计计算中的常见误区;详细阐述了接地故障时,最大短路电流和入地短路电流的概念;分析了不同中性点接地方式下发电厂厂内、厂外发生接地故障时入地短路电流的计算方法。以山东某火力发电厂主厂房接地系统为例进行了入地短路电流计算。     

变电站接地网入地电流计算的探讨

在大接地短路电流系统中,当站所内发生不对称短路接地故障时,需通过接地网进行散流,从而保障运维人员人身安全。故接地网设计是一个比较重要的环节,而在接地网设计之前,需要准确计算发生不对称短路时的入地电流。本文指出了目前接地网设计计算中常见的误区,并以某城区变电站为例进行了入地电流计算。     

±1100kV特高压直流送受端接入系统方案研究

针对我国首个±1100 k V特高压直流工程(准东—皖南),研究了直流送受端接入系统方案。首先,对于直流送端系统,考虑直流再启动、闭锁等故障对电网的影响,采用直流安全稳定计算标准,从频率和电压稳定性角度研究送端换流站孤岛接入和联网接入2种方式的可行性。然后,对于直流受端系统,从提高多馈入短路比、抑制短路电流、平衡潮流分布3个层次,研究受端换流站单层接入500 k V、单层接入1000k V、分层接入1000 k V/500 k V这3种方式的可行性。最后,从受端换流站近区网架结构、接入通道选择等多角度研究并提出了换流站的系统接入网架方案。     

极址中心区域二次设备的抗干扰分析

针对接地极二次设备抗干扰问题,通过对接地极入地电流及雷电流两个干扰源进行仿真计算,对锡林郭勒盟换流站接地极二次电气设备安全运行进行了分析与评估,得出该极址内的二次设备入地电流引起的地电位升基本不会对二次设备造成干扰;雷击构架时,不会影响中心配电区内二次设备正常运行。     

高压电缆网络短路分流系数的研究

在进行变电站的地网设计、确定变电站的安全指标(跨步电压和接触电压等)、以及研究电力电缆线路短路对邻近通讯系统的影响时,短路电流的分布和入地短路电流的计算至关重要。为此,建立了电缆金属护套两端直接接地和交叉互联两端接地的电缆线路的简化等效模型,在此基础上提出了一种用于计算广州高压电缆网络单相接地短路时短路电流分布和电缆分流系数的方法,并在实际运行的电缆线路上进行了试验验证。结果表明,只有很少一部分的短路电流是经变电站的接地网入地并通过大地回流的,绝大部分的短路电流是经过电缆护套回流的,且主要经过所谓的"主路径"的金属护套回流的。最后在分析计算的基础上对地网的设计、通讯干扰、单相短路时电缆金属护套上的工频过电压等问题进行了讨论。     

变电站入地短路电流的简化算法

电力系统接地故障时,变电站接地网的设计、接触电位差及跨步电位差的控制均与变电站经接地装置的入地短路电流有关,针对变电站入地电流计算过程较为繁琐难理解,有些参数在规程中没有明确计算方法等原因,本文通过某变电站实例介绍一种简单的入地短路电流工程计算方法。     

鱼龙岭共用接地极线路检修对换流站内变压器及人身安全的影响

多回直流共用接地极,其中一回接地极线路开展检修工作,另一回直流恰处于单极大地运行时,运行电流经接地极入地,其中部分电流流入检修侧杆塔接地装置,通过杆塔、检修接地线以及接地极线路流入换流站接地网,对换流站内设备及人身安全产生影响。以鱼龙岭极址土壤参数为基础,利用电力系统接地分析软件CDEGS计算分析了鱼龙岭共用接地极一回直流单极大地运行(额定电流),另一回直流接地极线路检修时,经由杆塔接地装置、永久/临时接地线、接地极线路以及换流站接地网共同构成的回路最终流入换流站接地网的电流可能引起的跨步电压、接触电压等人身安全风险,评估了换流站变压器直流偏磁风险。计算结果表明,接地极线路检修时流入接地网的电流不会引起人身安全风险,但会造成穗东站变压器偏磁电流超标。     

郑州换流站接地网优化设计

特高压直流换流站占地面积较大,站内存在较大的地电位差,交直流设备的相互影响使得换流站接地网设计存在许多特殊之处。为此,针对常规的设计方法在高土壤电阻率地区接地电阻很难满足规程要求的问题,根据设备安全与人身安全的要求,分析了接地网设计的约束条件,提高了地电位升上限。并结合哈密-郑州直流特高压输电工程郑州换流站的具体条件,对接地网系统的短路电流分流系数进行了详细分析,提出了基于不等间距设计的复合接地网优化布置方案,并通过地网安全分析评估软件,进行了安全性校验,具有重要的工程参考价值。     

福州特高压变电站短路电流分流系数计算与分析

变电站内发生短路故障时真正引起危害的是入地故障电流,而不是短路故障电流。分流系数表征了接地网或架空地线对故障电流的分流能力,可用于分析短路电流的分布情况。研究了变电站站内故障时短路电流的分流机制,提出了适用于工程实际的分流系数定义,重点介绍了分流系数的数值计算方法。在此基础上计算了福州特高压变电站的分流系数与短路入地电流,并分析了分流系数的各种影响因素。分析结果表明:地线分流系数随着变电站接地电阻的增大而增大,随着杆塔接地电阻的增大而减小;500 kV侧和1 000 kV侧短路时地线分流系数差别较小;随着变电站接地电阻的增大,最大入地电流减小,接地电压增大。     

大型火力发电厂入地短路电流影响因素研究

针对发电厂发生接地故障时入地短路电流数值越来越大,导致采取通用防护措施后跨步电位差、接触电位差不能满足设计规范值的问题,以某6x1 000 Mw 装机容量的大型火力发电厂为研究对象,利用对称分量法计算不同类型接地短路故障时各点短路电流,分析接地电阻和中性点经电抗接地对入地短路电流的影响,为发电厂的接地网设计、断路器选型...     

交流系统改接线对葛洲坝换流站运行的影响

根据三峡送出系统规划葛洲坝换流站交流系统将改行接线,接入三峡系统,其电网结构、换流站正常运行电压、背景谐波、谐波阻抗等条件都发生重大变化,需要校核新条件下的阀短路电流、无功控制、交直流各种运行方式下交流滤波器的性能和稳态额定值。为此结合原葛南直流系统设计参数和新的系统条件,重新计算了换流阀短路电流,采用无功控制计算程序重新校核了滤波器的投切点,对新的网架进行了谐波阻抗等值,对改接线后葛洲坝换流站交流母线背景谐波电压进行了24h连续监测,校核了各种运行方式下的滤波器性能和定值。葛洲坝换流站交流系统改接线校核计算表明,除个别极端运行方式外,葛南直流系统在新的接入系统条件下均能保证安全稳定运行。     

UHVDC分极分层接入方式及其运行特性

在现有分层接入方式的基础上,提出分极分层接入方式。首先对特高压直流输电接入受端电网的两种分层接入方式,从经济性、多馈入短路比指标方面进行对比分析。继而基于PSCAD/EMTDC仿真平台,对分层接入500kV/1 000kV受端电网的±800kV特高压直流输电系统搭建了两种分层接入方式的仿真系统。最后对两种分层接入方式的特高压直流输电系统的稳态、动态及暂态特性进行比较分析。研究结果表明:分极分层接入方式不仅能有效提高受端电网的多馈入短路比,增强受端电网的电压支撑能力,而且具有良好的稳态及动态响应,更重要的是能够实现两个逆变站换相失败的分层隔离,提高特高压直流输电运行的可靠性。文中针对分极分层接入方式中单极停运或双极功率不平衡时接地极电流过大的不足,提出了抑制接地极电流的措施。     

柔性直流输电系统对多直流馈入系统运行性能的改善作用研究

MMC-HVDC能够向受端电网提供无功支撑。在多馈入直流系统中,通过MMC-HVDC系统的接入,可以降低常规直流换流站母线之间的多馈入相互作用因子(MIIF),从而增加换流站母线的多馈入有效短路比(MIESCR),提高多馈入直流系统的稳定性。但是MMC-HVDC对受端电网的改善作用与其运行方式和接入地点密切相关。因此,研究MMC-HVDC的合理运行方式和接入地点有重要意义。基于节点阻抗矩阵,得到了MMC-HVDC降低MIIF的计算公式。根据公式,可以得到MMC换流站的最佳运行方式和接入位置。之后在典型系统中验证了计算公式的正确性。最后,通过对浙江电网进行仿真,结果验证了MMC接入对系统暂态稳定性的改善作用。     

架空线柔性直流电网的直流短路电流限制研究

建立了±500 kV架空线柔性直流电网的电磁暂态仿真模型,较为详细地计算、分析、比较了极间短路等严重故障下的短路电流与换流站闭锁时间。研究结果表明,合理地配置限流电抗器是限制短路电流、防止多个换流站闭锁的有效手段。研究了限流电抗器的配置方案以及改进的限流措施,使得站外直流线路故障不会造成任何换流站闭锁,满足设计与运行的要求。     

高压直流输电系统接地极在线监测

为满足实际电力企业生产需求,提出并实现了基于GSM与太阳能供电技术的高压直流输电换流站接地极在线监测系统。在接地极在线监测系统前台单元中实时检测换流站接地极的入地电流、观测井的水位和温度等数据,利用数字信号处理器预处理,借助GSM网络传输,通过后台系统管理软件监测换流站接地极的运行状态。该系统已投入三峡-常州直流输电500 kV龙泉换流站实际运行,效果良好,能反映该接地极运行状态的变化规律。     

特高压换流站单相短路电流抑制措施及对电网可靠性的影响分析

针对宜宾、复龙换流站单相短路电流超过开关遮断水平的问题,分析其产生的原因,根据近区电网布局和规划,提出了限制近区火电开机、主变压器中性点经小电抗接地、线路加装串联电抗器等抑制单相短路电流的措施。通过分析比较不同措施对换流站单相短路电流的限制效果,以及对电网设备运行和供电可靠性的影响,给出可行的降低换流站500 kV侧单相短路电流的措施建议。     

OPGW架空输电系统任一点接地短路电流分布的研究

架空输电线路发生接地短路时,短路电流在光纤复合架空地线(OPGW)上的分布对电力系统有重要影响。传统计算OPGW线上短路电流的方法大多采用工程简化计算和基于序分量法的计算,并且只考虑接地短路发生在杆塔处的情形,计算结果过于粗糙。为此提出了基于相分量模型对全线任一点接地短路电流计算的方法。分别提出接地短路发生在杆塔处和杆塔间不同的数学模型,进一步求解相导线和OPGW每一级档距上的电流。数值算例验证了在杆塔处接地短路分流模型的正确性,杆塔处接地短路的分流结果进一步验证了杆塔间接地短路分流模型的正确性,并在实际工程中进行了应用。对于复杂的OPGW架空输电系统,基于相分量模型的计算方法能够准确计算全线任一点发生接地短路时,OPGW线上短路电流的分布情况。     

330 kV变电站35 kV侧经小电阻接地改造技术可行性分析

330 kV变电站35 kV高压设备及电缆单相接地故障,因短路电流无法达到保护动作条件而导致事故进一步扩大.为了提高330 kV变电站35 kV系统运行可靠性,提出了35 kV侧经接地变压器和小电阻接地的方式.提出了小电阻接入方案,并通过仿真系统建立了基于实际变电站的建模,分析了小电阻接地前后短路电流变化情况,论证了接...     

南方电网所辖换流变压器直流偏磁数据分析

南方电网所辖直流输电工程能源落点多集中在珠三角地区。随着新建直流输电工程陆续投运,接地极入地电流对换流变直流偏磁影响较为突出。针对珠三角地区各接地极与换流站的地理位置现状,探讨了入地电流导致地电位升高原理,分析了直流偏磁产生机理和导致的危害。为掌握和解决运行中换流变遭受的直流偏磁风险,基于换流变网侧中性点暂态录波原始数据,计算了各换流站直流偏磁电流大小。计算和统计结果表明,随着接地极入地电流增大,换流变网侧中性点直流偏磁电流也呈现增大趋势。其中,从西换流站换流变受直流偏磁影响较为严重,在鱼龙岭接地极入地电流为3 558 A时,从西站单台换流变中性点直流偏磁电流最大可达40 A。最后,根据统计数据结果,提出在从西换流站换流变中性点加装电容隔直装置、其他换流站继续加强数据监测工作的建议,该电容隔直装置已投运并取得了良好的隔直效果。