饱和铁心型超导可控电抗器对线路工频过电压的影响分析

运用超导电力技术研发的超导可控电抗器与电力系统传统的高压电抗器相比具有容量大、体积小、响应速度快等显著优势,其中饱和铁心型超导可控电抗器(saturated core superconducting controllable reactor,SCSCR)结构简单,且在超高压与特高压输电系统中起着限制过电压的重要作用。通过分析饱和铁心型超导可控电抗器的工作原理,在PSCAD/EMTDC中建立其电磁暂态模型,接入到500 kV超高压输电系统中进行时域仿真,观察其对不同类型线路工频过电压的影响,分析饱和铁心型超导可控电抗器的投入对高压输电系统抑制线路工频过电压的效果,为饱和铁心型超导可控电抗器在电网里的应用提供理论参考。     

限流电抗器对输电线路工频过电压的影响

接入限流电抗器,可有效解决电力系统短路电流过大的问题,但同时也会影响断路器暂态恢复电压、输电线路工频过电压以及操作过电压的大小。利用电磁暂态计算软件PSCAD/EMTDC,研究了限流电抗器对输电线路工频过电压的影响。仿真结果表明:限流电抗器的引入,使得由空载输电长线路的电容效应、不对称短路以及甩负荷引起的工频过电压增大至1.29pu,略低于行业标准限值1.3pu。建议在安装限流电抗器之前,对线路工频过电压进行校核,以保证运行安全。     

并联电抗器在超(特)高压电网中应用及发展

研究了超（特）高压输电线路在长线电容效应、不对称接地和突然甩负荷等各种工况下工频过电压的产生．提出了采用并联电抗器进行无功补偿限制工频电压升高的措施。分析了并联电抗器在超（特）高压输电线路单端供电与双端电源供电情况下抑制过电压的作用。分析比较了裂心式、磁饱和式及变压器式3种超（特）高压可控并联电抗器的基本工作原理、主要功能和特性．指出裂心式可控电抗器具有非线性伏安特性,兼具大幅度限制操作过电压功能：磁饱和式电抗器的伏安特性与普通电抗器相近,结构简单、控制方便,具有优良的技术经济综合指标：变压器式可控电抗器与磁饱和式可控电抗器相比。谐波电流更小、响应速度更快、功率损耗更小。同时指出了特高压并联电抗器与超高压并联电抗器相比的特殊性。     

磁控电抗器对特高压输电线路工频过电压的抑制作用

基于对磁控电抗器抑制长距离输电线路工频过电压的理论分析,仿真分析了不同装设方式下磁控电抗器抑制工频电压的效果。仿真结果表明：并联磁控电抗器及其装设方式对线路工频电压升高有一定的抑制作用;在长线空载电容效应、不对称接地和突然甩负荷这3 种工况下,磁控电抗器对工频过电压都有显著的抑制作用,但装设在线路末端时抑制工频过电压的效果比装设在首段或装设在两端的效果好。     

特高压电网中可控电抗器的应用研究

针对我国特高压输电线路中普遍安装的固定高压并联电抗器显著制约线路传输功率的缺点,提出采用可控电抗器来代替的方案。根据晋东南-荆门1 000 kV输电线路建立了特高压线路模型,仿真研究了可控电抗器应用于该线路后对工频过电压、操作过电压以及潜供电流的抑制效果。仿真结果表明,可控电抗器能随着系统传输功率的变化来平滑调节无功容量,从而验证了可控电抗器应用于特高压输电线路的可行性和有效性。     

海上风电场送出混合线路工频过电压和无功补偿研究

介绍了采用长距离高压海底电缆的海上风电场输电系统电磁暂态模型,利用EMTP/EMTPE仿真软件分析了高压海底电缆+架空混合线路工频过电压,在此基础上研究高压并联电抗器和低压无功补偿装置容量,得到了海上风电场无功补偿配置方案。以某海上风电场为例,对其工频过电压及无功补偿进行了综合计算分析,验证了所提方案的可行性。     

特高压输电线路并联电抗器最佳补偿度的计算研究

探讨了特高压输电线路空载时的电容效应,并研究了并联电抗器对空载输电线路工频电压升高的抑制机理及其特性。利用仿真软件ATP-EMTP,找出了并联电抗器抑制空载长线路工频过电压的最佳补偿度。研究结果表明,特高压输电线路空载或轻载时会出现工频电压升高;采用并联电抗器的补偿措施可以有效的抑制工频过电压;并联电抗器的最佳补偿度应控制在75%~90%。     

可控高压电抗器应用于西北750 kV电网的仿真分析

提出在连接西北主网与新疆电网的哈密-永登750 kV输电通道上配置可控高压电抗器,提高潮流调控能力,更好地限制工频过电压和潜供电流.基于2010年和2020年的西北电网750 kV输电系统运行方式,分析了可控高压电抗器对系统长期运行经济性和动态品质的影响,评估了可控高压电抗器所能带来的经济效益.结果表明,可控高压电抗器能改善系统的稳态、机电和电磁暂态特性.指出:综合系统运行经济性、安全性和控制灵活性等方面因素,可以将可控高压电抗器配置在750 kV张掖站.     

超高压系统中可控电抗器抑制工频过电压研究

提出了一种适用于超高压系统的可控电抗器,其容量可根据系统状态动态调节,且可以有效抑制各类过电压。分析了超高压系统中工频过电压产生的原因,阐述了研究工频过电压的条件。介绍了超高压可控电抗器的结构,分析了其工作原理。选择一条实际线路为例建立了EMTP仿真模型,对500 kV架空线路加装可控电抗器后两侧的断路器分别出现三相跳闸情况下母线侧和线路侧不同状态下的工频过电压进行了仿真计算,并与传统固定容量并联电抗器进行了比较,结果显示不同工况下可控电抗器对工频过电压的抑制效果明显,能起到传统固定容量的并联电抗器的作用。可控电抗器能够有效抑制超高压系统中的工频过电压并可动态调节自身容量,在超、特高压系统中具有广阔的应用前景。     

饱和电抗器的原理及特性试验

饱和电抗器是非线性元件,它利用铁磁质的磁导率可变进行工作,通过改变铁芯磁通从而改变磁导率,以调节电抗器的电感量,起到直流控制交流的作用。饱和电抗器在电力系统中有广泛的应用前景,例如,在超高压电网中作调相调压设备,在输电系统中可以抑制系统过电压,提高系统稳定性,抑制功率振荡,平衡负载,无功补偿,提高功率因数及抑制谐波。     

超高压可控并联电抗器的研发及制造

在超高压厦特高压电网中使用可控井联电抗器进行无功补偿，不仅可以对系统的无功功率补偿实行连续调节．实现真正的柔性输电，还可以抑制工频和操作过电压，降低线路损耗，从而可大大提高系统的稳定性和安全性。文章从可控电抗器的系统原理及构成入手，对由特变电工沈阳变压器集团有限公司制造的500kV可控电抗器样机的主要技术参数、结构特点进行了介绍，给出了其解决谐波问题、噪声问题的措施与办法。同时对国外的运行经验进行了简单介绍。     

基于ANSYS有限元的磁阀式可控电抗器的磁路模型研究

针对磁阀式可控电抗器的铁心结构,推导了电磁数学模型,并在ANSYS有限元软件中对不同铁心结构的磁阀式可控电抗器在饱和工作状态下的磁场进行了系统地仿真、比较、分析。在此基础上,提出了一种能明显消除边缘效应且漏磁与总损耗也明显下降的磁阀串联分布方式。研究结果表明:磁阀式可控电抗器铁心饱和度只与磁阀截面积有关,与磁阀长度无关。仿真结果与理论分析相一致,说明了仿真方法的正确性。仿真结果说明了这种分布串联磁阀结构电抗器具有巨大的实际应用价值。     

超/特高压高漏抗变压器式分级可控并联电抗器的动态模拟

为提升对新型电力设备的仿真能力,国家电网仿真中心动态模拟仿真试验室开展了超/特高压高漏抗变压器式分级可控并联电抗器模拟技术的研究工作。分析了应用于超高压输电线路中的高漏抗变压器式分级可控并联电抗器的原理和技术特点;结合试验室电力系统动态模拟仿真系统的特点,提出了超/特高压变压器式分级可控并联电抗器模拟装置的参数选取和结构设计方法;介绍了该模拟装置的控制功能,并将模拟装置接入动态模拟仿真系统,对其控制功能进行仿真试验。试验结果表明所研制的超/特高压变压器式分级可控并联电抗器模拟装置的性能满足设计要求,可用于动态模拟仿真试验及研究工作。     

高压并联电抗器非线性模型的分析

建立精确的高压并联电抗器非线性模型是对超(特)交流输电系统进行各种仿真分析的基础.基于单相并联电抗器的电磁关系,充分考虑铁心非线性的影响,提出了一种适用于谐波分析、易于仿真实现的单相并联电抗器的非线性模型,它由反映其磁化特性的非线性电感与反映其铁心损耗的非线性电阻并联再与漏阻抗串联组成,并且分别引入i<,r>-u和i<...     

SVC对限制超高压输电系统工频过电压的影响

常规并联电抗器固定接入超高压输电系统,不能保证各种运行方式下系统输送能力和母线的稳态电压。笔者分析计算了SVC对提高系统输送能力和限制工频过电压的影响,讨论了超高压输电系统中部分应用SVC可以保证各种运行方式下的运行可靠性和经济性。     

可控并联电抗器的功能和调节

根据超、特高压长线路无功平衡的条件,列出了并联电抗器的可控调节方式,可使全线始终处在最佳运行工作状态。并联电抗器抑制工频过电压的机理,在于缩短空线的等效长度,从而削弱电容效应,基于这一特点,可控电抗器应有高速响应能力,使在形成空线的瞬间立即恢复到全补偿工作状态。在切空线过程中,线路残余电荷通过并联电抗器的低频泄放显著延缓开关恢复电压的上升速度而致避免重燃。在叙述中性点小电抗对抑制谐振和潜供电弧的重要作用的同时,指出它不应做成可控形式,其大小应根据主电抗的最大容量选定,以免显著限制后者的功率调节范围和造成对自身与主电抗中性点的过高的绝缘要求。     

磁饱和可控电抗器等效模型在设计中的应用

介绍了磁饱和式可控电抗器基本结构与工作原理,引入开关函数的概念,对可控电抗器工作状态进行分析.根据电路和磁路基尔霍夫定律,提出了一种基于磁饱和可控电抗器等效物理模型的设计方法,给出了单相磁饱和式可控电抗器具体设计步骤.结合铁磁材料的磁化曲线,反复迭代验证,实际设计了一台小容量的实验样机.实验结果表明:所提出的基于等效模...     

高温超导可控电抗器研究进展

电抗器是重要的无功补偿装置,在电力系统中得到了广泛的应用。可控电抗器可根据运行工况调节输出容量,以稳定系统电压,控制补偿无功功率,提高系统稳定性。将超导技术应用于可控电抗器,利用其零电阻、高通流密度特性,可减小电抗器体积,降低损耗,提高可控电抗器利用效率。目前,高漏抗式高温超导可控电抗器和正交耦合型高温超导可控电抗器已先后研发成功,本文对两类高温超导可控电抗器的样机研制、电抗特性、关键技术问题进行了归纳与总结,对其性能特点进行了分析。