基于消谐器抑制铁磁谐振过电压研究分析

针对湖南电网近年来由于铁磁谐振过电压导致电压互感器损坏的事故进行了统计计算,对铁磁谐振过电压和电压互感器过电压的产生原理进行了理论分析。通过ATP建立了10kV配电线路仿真模型,对系统单相接地和两相不同期合闸情况下引起的铁磁谐振过电压进行了仿真和分析。针对铁磁谐振过电压的产生原理,提出了电压互感器铁磁谐振消谐的措施,并通过仿真模型分析对防护效果进行了分析验证。研究证明:中性点经消弧线圈接地的方法对消除铁磁谐振最为有效;对于二次侧加装消谐电阻的方式,电阻越小,消谐效果越明显,但电阻值太小会造成PT过载,需要注意与PT的容量相配合。     

10kV线路单相接地故障的处理方法

10kV线路在实际运行中,经常发生单相接地故障,单相接地故障发生后,可能发生间歇性弧光接地,造成谐振过电压,产生几倍于正常电压的过电压,将进一步使线路上的绝缘子击穿,造成严重的短路事故,严重的单相接地故障,可能破坏区域电网的稳定,造成更大事故。本文分析了10kV 线路发生单相接地故障的原因,并提出了一些改进措施,从而提高了线路供电的可靠性。     

不同波形雷电过电压对油纸绝缘击穿特性的研究

雷电过电压的冲击会对电力变压器的内绝缘产生累积效应,并最终导致其绝缘的击穿。本文基于变电站侵入的实际雷电过电压波形,采用代表性的双极性振荡衰减波与标准雷电波进行对比研究,从波形、振荡频率、半峰值时间等角度研究了不同波形雷电过电压对油纸绝缘的击穿特性的影响。研究发现,双极性振荡衰减波作用下油纸绝缘的50%击穿电压均比标准雷电波作用下高10%到40%;对于双极振荡衰减波,当振荡频率相同时,半峰值时间越短,其击穿电压越高;对于频率较低的双极振荡衰减波,当半峰值时间相同时,振荡频率越高,击穿电压越低;对于频率高的双极振荡衰减波,当半峰值时间相同时,振荡频率越高,击穿电压越高,且其趋势均呈现直线变化规律。以上分析均为变压器的绝缘配合设计提供可靠依据,对降低绝缘成本、提高供电的安全可靠性具有指导意义。     

基于流敏电阻非有效接地系统PT谐振过电压抑制

非有效接地系统中,电磁式电压互感器(PT)故障频发,对电力系统运行安全造成极大威胁,已有的铁磁谐振过电压抑制措施在技术性或经济性方面均存在一定的缺点,且针对接入电缆后电容电流过大的风电场等系统也没有针对性的消谐措施。通过对某地区10 kV与35 kV配电系统的铁磁谐振现象进行分析,提出应用于非有效接地系统的基于流敏电阻的电磁式电压互感器一次侧消谐方法：通过试验,得到流敏电阻值随吸收能量达到一定阈值后迅速增大;利用电磁暂态仿真计算软件(ATP-EMTP)进行仿真,将该流敏电阻应用于10 kV与35 kV非有效接地系统中,得到PT一次侧中性点经流敏电阻接地和PT高压侧串接流敏电阻均可以有效抑制铁磁谐振;并对比流敏电阻在不同电压等级下消谐过程中的电阻特性变化,获得其发挥最优电阻特性的条件,对流敏电阻抑制铁磁谐振的工程应用提供参考。     

6～10kV电压互感器消谐器

本文叙述了RXQ型电压互感器消谐器的保护原理。此消谐器既能消除中性点不接地系统中由电压互感器(PT)的非线性励磁特性所引起的过电压,又能抑制由弧光接地所引起的流过PT的过电流,进而防止了PT的烧毁。文中提出了与经典理论不同的谐振范围曲线,论证了消谐器的参数与技术要求,介绍了运行情况,并与国内数种消谐器作了有关比较。     

一起线路断线引发的避雷器击穿事故分析

断线过电压是电力系统常见的一种铁磁谐振过电压,严重的可引发避雷器击穿,电气设备外绝缘闪络等事故。以一起35 kV线路断线后避雷器击穿事故为例,分析线路断线后过电压的产生机理。首先介绍了故障避雷器的解剖过程,排除避雷器因质量、选型、受潮等原因引起的击穿。其次采用ATP-EMTP电磁暂态法详细分析故障线路的发生断线后的过电压产生机理。最终得出,由于跳线断线并接地,引起变压器和线路电容产生谐振过电压是引起避雷器本体击穿的主要原因。     

避免变压器油温过高导致的故障措施研究

变压器必须在规定的油温下运行。如果变压器油温长时间超过其允许值,很容易发生高电压击穿事故。文章通过分析某炼油厂35 kV变电站两台变压器油温过高故障的事故,确定造成此故障的原因,并通过将继电保护中的返回系数成功地引入到风机的控制系统中等措施,成功的解决了变压器油温过高的故障,保证了变压器的稳定运行,大大提高了全厂的经济效益。     

断路器相控技术抑制操作过电压的有效性

多次在500千瓦的变电站进行开关操作,对汇控柜内电流互感器和开关设备暂态外壳电压进行测量,会发现多次测量的测量值会有很大的差异。在操作过程中,为了保证断路器合闸与操作过电压二者之间的相位电压的关系,需要建立起相位不同条件下的合闸空载长线进一步分析。根据仿真结果可以得出,在最佳的位置将断路器击穿时,0.96p.u是空载线路侧最大操作电压最大的操作电压,低于500千瓦输电线路的额定电压,这一点也恰好验证了断路器相控技术对于电压的控制作用。除此之外,可以根据不同的断路器所造成的的电压的实际情况,提出相对应的措施,针对断路器三相同器合闸造成的某种电压过大的现象,可以对其提出相应的断路器合闸空载线路的策略对其进行控制,这样可以使三相线路在操作的过程中其额度都能够保持在固定的范围之内。在我国的大部分地区,配电厂大多是采用接触器或者断路器来进行无功补偿,来进一步投切电容器组,这一系列的操作会导致电压过大现象,并对电容器和系统造成非常大的电流冲击,这样做不利于设备和系统的稳定安全的运行,对传统开关技术和相控断路器进行比较,采用相控相切技术能够进一步实现电压过零点投入电容器组,在电流零点切除电容器组的情况下,开关拉弧小,无过电压,冲击电流是其能量限制的两倍左右。     

110kV小型化GIS中快速暂态过电压的研究

110 k V气体绝缘变电站(GIS)由于其优异的电气综合性能在国内得到了广泛应用,运行中隔离开关(DS)和断路器(CB)的分合闸操作以及单相接地故障等均可能引起快速暂态过电压(VFTO),对电力设备造成威胁。以110 k V小型化GIS变电站为计算模型,利用电磁暂态程序(EMTP)对多种接线方式下DS、CB分合闸操作和分支母线单相接地故障产生的VFTO进行三相仿真计算,获得了不同工况下VFTO电压幅值、波形、陡度、频率等特性参数。计算分析了分支母线长度、变压器入口电容等因素对VFTO的影响,为GIS结构设计和VFTO分析提供了参考依据。     

海上风电35kV集电系统中性点不同接地方式下过电压分析

随着海上风电场规模的增加，35 kV集电系统的海缆截面和长度也不断增加，由于海上风电35 kV集电系统与陆上35 kV配电网中性点接地方式不同，但其海缆绝缘厚度与陆缆标准一致，导致其绝缘水平有较大裕度，造成一定资源的浪费。以某海上风场35 kV集电系统为例，搭建了3条集电线路仿真模型，计算了35 kV海缆在合闸/切除集电线路、合闸/切除箱式变压器等操作工况下和弧光接地下的过电压水平，比较海上风电集电系统中性点在不同接地方式下，不同工况下35 kV海缆在所承受的过电压水平的差异，结果标明：合闸/切除空载和正常运行集电线路及箱变，中性点接地方式对过电压幅值影响不大；切除短路故障集电线路及箱变、集电线路末端弧光接地时，集电系统中性点在经小电阻接地后，过电压幅值得到明显抑制，过电压幅值降低比最高达到43.1%。对比不同接地方式下海缆的过电压水平后，对海上风电集电系统35 kV海缆放宽绝缘设计提供一定的参考价值。     

10 kV一母多馈电缆线路弧光接地过电压特征分析

10 kV一母多馈线系统采用小电阻接地方式,当发生弧光接地故障时在故障馈线上会产生较高幅值的过电压,并经母线传递到相邻馈线,从而造成相邻馈线发生击穿跳闸事件。通过PSCAD建立一母多馈线模型,分析了弧光接地过电压对相邻馈线的影响,研究了断路器动作时过电压传递问题,分析了接地方式地对过电压传递的影响。得出了过电压从故障点传递到非故障馈线幅值不断衰减,断路器动作时间小于10 ms能够抑制过电压传递,经消弧线圈接地能够很大程度降低非故障馈线过电压的规律。     

铁磁谐振仿真模型的探讨

利用电磁暂态计算程序(EMTP)仿真计算中性点不接地配电网中电磁式电压互感器(简称PT)励磁饱和引起的铁磁谐振过电压,必须建立准确的PT等值模型。实测10 kVPT的空载伏安曲线,得出其励磁曲线,采用不计磁滞和计及磁滞两种PT仿真模型进行计算,并对计算误差进行对比分析,结果表明:系统发生高频和基频谐振时,磁滞损耗对PT各相过电压都有明显的阻尼作用。采用计及磁滞的PT模型计算,高频谐振时,每相最大过电压比不计磁滞时分别降低约41%、31%和42%;基频谐振时,有一相电压降低约27%;系统发生分频谐振时,磁滞的影响较小。可见采用计及磁滞的PT等值模型的计算结果更符合实际。     

变电站500kV金属氧化物避雷器故障分析

对吉林电网一起变电站500kV金属氧化物避雷器故障进行了分析,结合雷电定位系统落雷信息,通过查看故障录波和解体检查分析了避雷器的故障过程和原因,指出故障原因为多重雷诱发500kV输电线路B相跳闸,且单相重合闸前距离故障点较近一侧断路器断口重击穿,随后输电线路自动单相重合闸,对侧避雷器短时间内多次承受雷电过电压、操作过电压和工频过电压的冲击,最终引起避雷器电阻片热崩溃和沿面闪络,并提出了相应的预防对策。     

一起变电站故障录波装置频繁启动分析

故障录波装置是电力系统中分析事故的重要工具。其对系统中的异常状态也有一定的监测作用,本文从电压互感器高压熔断器熔断引起的电压异常,分析了一起故障录波器频繁启动的原因,并就电压互感器高压熔断器熔断的原因进行了分析,提出了消除高压熔断器熔断的故障隐患措施。     

细水雾应用于变压器的带电绝缘性能研究

为研究细水雾应用于变压器的带电绝缘性能,开展最高电压近1 000 kV 的细水雾间隙击穿试验,对比不同细水雾喷头、不同电极类型下的细水雾击穿电压。试验表明,细水雾的击穿电压与空气相近,绝缘能力良好。开展了覆盖高压套管的220 kV真型变压器带电喷雾试验。结果表明,变压器在喷雾前后,电流基本无变化,验证了细水雾保护变压器的带电绝缘能力。     

配电变压器故障原因及对策探究

针对配电变压器故障频率高发的现象,本文着重分析了配电变压器故障常见的几种主要原因——有变压器绕组故障、分接开关故障、铁芯故障,套管闪络,二次侧短路,过电压引发的故障,严重漏油,瓦斯保护故障等。提出了一些具体的防范措施——在配电变压器投运前必须进行现场检测,若以上检查全部合格,则先将变压器空投,检查电磁有无异常,测量二次侧电压是否平衡,如平衡说明变压器变比正常,无匝间短路,变压器可以带负荷正常运行。为防止和减少配电变压器故障的发生总结了借鉴——配电变压器运行过程中,要定期检查三相电压和负荷是否平衡,如严重失去平衡,应采取措施调整,应加强对变压器的监视和维护管理工作。     

套管和电流互感器绝缘的技术诊断

套管和电流互感器绝缘的技术诊断以油纸绝缘电容电器（套管和电流互感器）的监测为例，详细分析了现代诊断系统的建立过程。上述电器故障损坏诊断的必要性是由于事故发展将造成巨大损失所决定的。充分指出了近年来套管损坏是电力变压器发生故障的一个重要原因。电流互感器...     

330 kV输电线路断路器取消合闸电阻适应性研究

新时期的电网规划造成主干输电线路距离逐渐缩短，因此有必要开展短距离下合闸电阻对线路过电压治理的影响分析以提高供电可靠性。本研究结合西北电网实际数据，基于PSCAD电磁暂态计算对330 kV输电线路在不同距离不同工况下合闸电阻的作用规律和投运策略进行仿真分析。通过对线路、杆塔、避雷器、断路器建模，研究不同距离线路在合闸电阻和避雷器不同配置情况下，合闸电阻的投运状态对操作过电压的影响程度，得出330 kV不同距离输电线路限制操作过电压的策略。为330 kV短距离输电线路取消合闸电阻的适应性提供一定参考建议。     

换流站交流滤波器用避雷器频繁动作原因分析

换流站小组交流滤波器投入时,由于不可能准确在电压过零点时刻合闸,会对系统造成不同程度的暂态冲击,引起避雷器的频繁动作、老化。通过现场监测、录波分析、PSCAD仿真等手段对交流滤波器用避雷器频繁动作原因进行分析。结果表明,实际工程中避雷器频繁动作是由于滤波器合闸时刻与过零点偏差较大所致。某小组交流滤波器的合闸冲击会导致本小组避雷器动作,同时引起同类型其他组避雷器动作,过电压的大小随合闸偏离角度及直流输送功率的变化而变化。     

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。