基于零序电压和PT电流复合检测的铁磁谐振二次消谐仿真研究

中性点不接地系统中,电磁式电压互感器(PT)极易与线路对地电容发生铁磁谐振,产生持续时间较长的暂时过电压或过电流,甚至造成PT高压熔断器异常熔断和PT损毁事故。铁磁谐振二次消谐措施的重点在于提高铁磁谐振检测的精确性和消谐开关动作的快速性,尤其是对工频谐振的识别。笔者基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立了铁磁谐振仿真电路,通过仿真分析发现PT电流波形在工频谐振条件下有明显区别于正常工作状态的特征,并以此为工频谐振主要判据,进而建立了基于零序电压和PT电流复合检测的二次消谐控制模型,以零序电压和PT电流为判据控制开关闭合,以PT开口三角电流和阻尼电阻发热为判据控制开关断开。通过模拟试验系统和变电站铁磁谐振仿真,验证了该二次消谐模型可以有效识别并消除多种频率的铁磁谐振,且仿真结果表明10 kV和35 kV系统的PT二次侧开口三角绕组的电流断开阈值宜分别取30～80 m A和50～100 m A,二次消谐器中阻尼电阻宜分别取2～10Ω和5～20Ω。     

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。     

变压器低压侧电压互感器铁磁谐振现象分析

阐述了电压互感器产生铁磁谐振的现象、原理及条件、对天生桥二级电站500kV变压器低压侧电压互感器产生铁磁谐振现象进行了详细分析,并提出了在电压互感器中性点接电阻的方法来抑制铁磁谐振。     

基于风险策略的配电网铁磁谐振故障分析与抑制措施研究

一般认为母线容性电流在0 A～20 A范围内都有铁磁谐振风险,应采取预防措施,但是当处于临界区域时,往往难于“抉择”。为规避谐振危害,合理科学地选择治理措施,本研究讨论了铁磁谐振受电压互感器伏安特征影响的规律,并提出了消谐措施的应用方法。首先,根据谐振机理与不同类型配电网谐振特点对铁磁谐振的风险因素进行总结归纳;然后,使用PSCAD搭建仿真模型,对某型号为JDZJ的电压互感器进行伏安特性实测,拟合了电压互感器伏安特性曲线,精准建模;接着,通过概率手段研究了电压互感器伏安特性改善、电容值变化对铁磁谐振风险概率的影响,得到伏安特性饱和拐点提高到一定水平后谐振风险降低,电容值在电压互感器伏安特性提高后对谐振风险影响变小的结论,验证了《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中电压互感器伏安特性饱和点应大于■的合理性;最后仿真研究了采用一二次消谐措施后的消谐效果及系统谐振风险变化情况,从概率角度验证了消谐措施的有效性,为配电网的规划、电压互感器伏安特性选取和消谐措施选择提供了参考。     

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。     

电压互感器铁磁谐振的危害及消除方法

6—10KV配电系统产生铁磁谐振是造成电压互感器易烧毁及熔丝易熔断的主要原因,通过时铁磁谐振产生的原理和理论分析,找出消除铁磁谐振的具体对策和技术措施。     

雷电过电压引发电容式电压互感器铁磁 谐振特性分析与防护研究

近年来,电容电压互感器(CVT)在我国电力系统中得到越来越广泛的应用,需要详细研究雷电过电压引发CVT铁磁谐振特性及相应防护措施。通过在EMTP软件中建立35 kV变电站系统模型,分析线路遭受雷电直击或雷电感应时CVT铁磁谐振过电压特性,讨论过电压保护器件和阻尼装置等不同消谐措施的效果,最后分析线路安装避雷器或避雷线对铁磁谐振的抑制效果。研究结果表明:雷电过电压引发的CVT一次侧过电压波形振荡明显,雷电感应情况下过电压频谱范围更宽; CVT一次侧过电压幅值随着雷电流幅值的增加而增大,但雷电流幅值对过电压谐振周期影响不明显;高压侧分压电容或补偿电抗器两端并联放电间隙能够有效抑制CVT二次侧过电压幅值,但对过电压振荡抑制效果较差;速饱和阻尼、谐振型阻尼、电阻型阻尼装置均能够抑制CVT二次侧过电压幅值,速饱和阻尼和谐振型阻尼对过电压波形振荡抑制效果更为明显。高压侧线路安装避雷器或避雷线能够抑制雷电直击或雷电感应引发的CVT一次侧过电压,但避雷器安装较密或避雷线接地间隔较短才能取得较好防护效果。     

35kV中性点经消弧线圈接地系统几种铁磁谐振消谐措施有效性分析

由于电磁式电压互感器(PT)饱和引起的铁磁谐振严重影响整个系统的安全运行。以某35 kV中性点经消弧线圈接地系统为例建立仿真模型,对PT高压侧中性点经PT接地(4PT)、非线性电阻消谐器接地,PT开口三角绕组接入阻尼电阻,系统母线加装星形避雷器四种目前常用消谐措施进行了仿真计算和分析比较,计算结果表明:对于中性点经消弧线圈接地系统中常见的由于单相接地故障消失引发的分频铁磁谐振,4PT法和PT高压侧中性点经非线性电阻消谐器接地抑制谐振效果不明显,由于系统发生谐振时避雷器没有动作,母线加装星形避雷器对谐振的影响很小,而PT开口三角接入阻尼电阻对谐振具有较好的抑制作用,并且电阻越小抑制效果越明显,但是小电阻的热容量太大,容易引起电阻烧坏,且电阻热容量越大成本越高,应尽量使阻尼电阻短时间接入。     

35 kV中性点经消弧线圈接地对铁磁谐振过电压影响的研究

为解决电力系统变电站中存在的铁磁谐振过电压问题,讨论了目前消除铁磁谐振的不同方法,比较了他们的优缺点,笔者通过中性点经消弧线圈接地方法,来达到抑制、甚至消除铁磁谐振过电压的目的。通过对铁磁谐振原理分析,使用PSCAD/EMTDC仿真软件对500 kV变压器精准建模,将不同容量的消弧线圈在中性点进行投切,分析仿真结果,选择消弧线圈消谐效果最好的容量值。证明了当系统发生铁磁谐振时,中性点经消弧线圈接地对铁磁谐振过电压有明显的抑制效果,对实际工程有一定的指导意义。     

基于高压陶瓷电容的自取能与暂态电压监测一体化传感器设计与特性研究

设计了一种基于高压陶瓷电容分压原理的暂态电压监测用传感器,该传感器主体包括基于线路绝缘子功能的复合绝缘外套和多级高压陶瓷电容器元件的芯体结构,外置取能模块和暂态电压采集模块,可实现暂态电压测量、自取能和线路绝缘子功能的一体化.结合PSCAD软件仿真分析和实验室模拟试验,分析验证了该传感器的高频暂态电压采集特性和自取能功...     

一种三相不平衡配网系统中配置调压器和电容补偿器的概率方法

配电系统中广泛使用电容器和串联调压器,以提高电力系统的稳定性。这些设备的优化配置,可以用一个综合的非线性约束优化问题来表示。在确定性情况下,该问题经常使用遗传算法来解决。然而,配电系统本质上是不确定的,导致了不准确的,并在某些条件下是保守的确定解。提出了一种新的基于微型遗传算法的概率方法来解决配置问题。对基于概率优化模型的线性约束和点估计法的两种技术进行测试和比较,以减少计算方面的工作,并将推荐的方法在IEEE 34节点不平衡配电系统中进行了测试。     

配电网支线结构对雷击浪涌传播特性的影响分析

配电网线路雷电防护能力较弱且线路结构路径复杂,需要分析支线结构对雷击浪涌传播特性的影响。利用EMTP软件搭建配电网线路模型,分析H型支线结构与π型支线结构下雷击过电压传播特性,通过行波理论对结果予以分析,讨论配网连接点处安装避雷器的防护效果。分析结果表明:线路分支过电压随着距雷击点距离的增加而降低,且线路分支长度越长,分支终端过电压越小;线路结构分支数量越多,行波折射系数越小,各分支线路过电压越低,H型分支结构线路过电压明显小于π型分支结构;在配电网主线与支线连接点处安装线路避雷器能够在一定程度上降低各分支过电压。     

平行于雷电流通道同轴线耦合特性分析

针对舰船桅杆和高塔上的同轴线缆近距离耦合雷电电磁脉冲的问题,通过对同轴耦合理论的分析,建立同轴线缆近距离耦合雷电电磁脉冲的实验模型.采用组合波发生器模拟8/20μs雷电流波形,用长1 m直径16 mm的金属棒模拟雷电通道并作为辐射源,改变同轴线缆的长度以及距辐射源的距离进行试验.得出以下结论:同轴线缆近距离耦合雷电波时...     

中压配电网中性点运行方式研究

电力系统中性点采用何种运行方式．与电网电压等级、电网结构、绝缘水平、供电可靠性、继电保护、电磁干扰、人身安全有着密切的关联。针对中压配电网中性点接地运行方式的选择进行研究．提出作者的一些建议。     

谐波电流对配电线路发热影响的分析

不管是相线还是中性线,只要谐波电流的畸变率大,导线截面积大,集肤效应和邻近效应的影响就必须考虑.对于某些截面较大的导线,集肤效应和邻近效应共同作用导致导体电阻增大,对线路发热所带来的影响已经较为明显了.本文从谐波电流的高频特性出发,在考虑集肤效应和邻近效应影响的基础上,定量分析了谐波电流对正常情况下电气线路发热的影响.     

含硫天然气管道泄漏事故数值模拟与分析

高含硫天然气管道在运行过程中由于腐蚀等原因经常会发生孔口泄漏事故,对周围人身安全和环境造成危害。利用CFD软件Fluent对有风状态下高含硫天然气管道发生孔口泄漏后CH4和H2S的扩散情况进行了数值模拟。结果表明,CH4受浮力影响向高空扩散趋势明显,其爆炸范围集中在泄漏口附近;H2S由于初始动量较大,在泄漏孔口附近会向高空扩散,但随着动量的减少和扩散距离的增加,在重力的作用下会逐渐降落到地面附近;对比3m/s和1m/s风速情况下CH4和H2S的扩散情况,在1m/s风速下CH4的爆炸范围会略有增加,高浓度H2S会达到更高的范围,且靠近泄漏口附近的地面浓度会更低。     

收到减少配网线损的对策分析

本文通过分析配网线损的构成,从技术线损、管理线损和考核管理等方面,分析配网线损影响因素及相应对策。在技术线损方面,分析了配网结构及输配电设备、电能计量装置、无功、电压等因素对配网线损的影响及对策。在管理线损方面,分析了抄核收质量、电能计量、反窃电、配网运行管理等因素对配网线损的影响及对策。从考核管理角度,对建立配网线损考核管理体系,实行分压分线分台区别考核,线损指标管理等进行了论述。     

接地模块在冲击电流下的降阻特性及其优化布置试验研究

为掌握接地模块在雷电冲击电流下对接地体的降阻效果,指导防雷接地的优化设计和改造,在不同土壤环境和冲击电流幅值下,对接地模块的非金属包围层,及接地模块安装数量和位置对水平接地体冲击特性的影响进行了对比试验研究。结果表明,接地模块的降阻效果在小幅值冲击电流下更显著,在火花放电效应极其强烈的高土壤电阻率和大幅值电流下,接地模块与其极芯导体的冲击特性曲线几乎一致,围绕在极芯周围的非金属包围层降阻材料作用被淹没。在同样条件下,圆形接地模块的降阻效果优于方形和梅花形。水平射线上的接地模块,宜优先布置在首端注流点,其次为靠近射线末端,布置数量更多时,宜均匀分布在射线上。为提高技术经济性,接地模块的布置间距不宜过小;当达到饱和数量时继续并联加密接地模块对降阻作用不明显,可以通过串联加长模块的方式进一步减小冲击接地阻抗。     

配网线路避雷器雷电放电电流和吸收能量特性分析

配网线路避雷器雷击放电电流特性是其动作负荷、残压、型号选择、试验考核和运行寿命评估的关键依据。在建立配电网输电线路防雷计算模型的基础上,用电磁暂态计算程序ATPEMTP对无避雷线的典型10 kV配电线路在不同雷击途径下流经线路避雷器的雷电放电电流和吸收的雷电放电能量进行了计算分析。研究了不同波形、幅值雷电流侵入时,不同杆塔冲击接地电阻下,线路避雷器的放电电流和吸收能量特性,分析了雷电流幅值、波形、冲击接地电阻对放电电流的幅值、波头时间、波尾时间和避雷器吸收能量的影响。研究结果表明:雷直击线路时,避雷器放电电流幅值和吸收能量均随冲击接地电阻阻值的增大而减小,而雷击塔顶时相反。     

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。