计及相间电容影响的单相弧光接地过电压抑制策略研究

本文提出相间电容降低单相弧光接地过电压幅值及抑制电弧重燃的理论依据及相关措施。首先推导得出单相弧光接地非故障相过电压幅值、故障相恢复电压幅值以及故障相恢复电压平均速率与系统参数的理论联系。结合本文提出的理论探究相间电容对降低弧光接地过电压幅值以及抑制电弧重燃的重要作用。利用Matlab软件建立改进Mayr动态电弧仿真模型对结论进行仿真,验证文中结论的正确性与可靠性。最后,通过实例分析配电网加装并联电容器能够在不增加额外电容器配置的前提下同时解决无功补偿和弧光接地过电压问题,对配电网安全及经济运行具有指导性的意义。     

一起10kV系统弧光交替接地事故的分析

一般认为,在6－10kV电力系统中内部过电压的幅值不高,危及电气设备绝缘的主要因素不是内部过电压而是大气过电压,因而长期以来采取的过电压保护措施仅仅针对大气过电压．其技术措施也仅限于装设各类避雷器。随着电网的发展,架空线路逐渐被固体绝缘的电缆线路所取代,由于固体绝缘击穿的累积效应．其内部过电压特别是电网发生单相间歇性弧光接地故障时产生的弧光接地过电压。已成为电网安全运行的一大威胁。其中,单相间歇性弧光接地过电压造成的相间短路后果最为严重。     

10kV配电网系统弧光接地过电压研究

比较了中性点直接接地、不接地、经消弧线圈接地等接地方式的安全性和供电特点,从理论上利用EMTP/ATP电磁暂态程序建立仿真模型,以吉林省66 kV某变电站发生的10 kV单相接地故障为例,计算了弧光接地过电压并分析了降低弧光接地过电压的措施,得出中性点经消弧线圈接地,能够降低弧光接地过电压的幅值;接地残流小于10 A时接地电弧易于自熄弧;弧光接地过电压标幺值由中性点不接地时的2.01降至0.97;在脱谐度绝对值相等条件下,消弧线圈工作在过补偿和欠补偿状态下的弧光接地过电压幅值相差不大。     

一种基于LCD-Hilbert变换和奇异谱熵的配电网暂时过电压类型识别方法

针对当前电力系统配网领域的过电压识别问题,提出一种基于时频分布特征的配电网暂时过电压分类识别方法。在暂时过电压中,单相金属性接地过电压的三相电压能量分布均匀度最低,间歇性弧光接地零序电压的直流分量最高,铁磁谐振零序电压信号在幅值和频率集中频带上存在很大差异。计算零序电压能量贡献率、零序电压平均值和三相电压奇异谱熵,提取过电压信号的时域能量分布特征;采用局部特征尺度分解(LCD)和Hilbert变换结合带通滤波算法计算零序电压重心频带,提取过电压信号的频域能量分布特征;结合阈值判别法实现暂时过电压类型识别。该方法不需要分类器,算法简单,计算时间少。仿真和实验表明该识别方法在不同故障条件下均有更高的识别率。     

水轮发电机中性点经消弧线圈接地暂态过电压的研究

文章研究了发电机中性点经消弧线圈接地系统考虑燃熄弧条件、发电机不对称度、调谐度、品质因数Ｑ值的影响等因素时的单相间歇电弧接地过电压,研究结果表明,前两者对暂这电压的影响较大。对发电机组甩负荷和频率变化时发生单相间歇电弧接地的暂态过电压进行了计算,计算表明动态电势是主要的影响因素,并提出了限制措施。     

定子铁心磁化试验引起的10kV系统三相不平衡度的实例分析探究

分析了发电机定子铁心磁化试验单相负荷下对10kV三相系统的影响。提出了通过引入三相不对称负荷序容量的概念,简化单相负荷引起的三相电压不平衡度与单相负荷容量的关系。得到了单相负荷下三相10kV系统的实际三相电压不平衡度与理论计算值之间的关系,对不对称负荷在实际电力生产中对三相系统的影响有着重要的借鉴意义。     

桂东电网合八变电站35kV出线电缆头爆炸事故起因探讨

本文结合桂东电网110kV合八变电站35kV出线电缆头爆炸事故,指出在35kV经消弧线圈接地系统中,在系统单相间歇性接地时,会在接地点燃起电弧,引起弧光过电压,从而使非故障相对地电压进一步升高,造成绝缘损坏,形成两点甚至多点接地短路,造成电网停电事故。文章结合实际,对当时合八变35kV系统情况进行研究,并提出了应对弧光过电压的一些措施。     

燃弧间隔对10 kV电缆线路的影响

弧光接地过电压严重危害10 kV输电线路,理论上弧光接地过电压幅值是额定值的3～3.5倍,实际中由于燃弧时间间隔和燃弧时间等因素过电压的幅值低于理论值,为了更好地分析电弧重燃与熄灭的过程,建立与实际情况更为吻合的电弧模型,对燃弧时间间隔对过电压和故障点电流的影响进行分析。通过建立准确的电弧模型分析电弧重燃的时机与过电压水平的关系,分析电弧的燃弧特性为预防弧光接地过电压提供理论依据。研究建立了Mary电弧模型,通过分析两次电弧燃弧时间间隔对弧光接地过电压和故障点电流的影响,发现两次燃弧时间间隔越长电弧产生的整体过电压水平越低,电弧重燃后的电流也会随着间隔的增加幅值不断降低。     

薛营变电站消弧线圈抑制弧光接地过电压研究

针对廊坊薛营变电站的具体网络参数,利用ＥＭＴＰ对该站在中性点绝缘和中性点经自动调谐消弧线圈接地方式下的工频过电压、弧光接地过电压、接地点熄弧后的恢复电压分别进行了计算。计算结果表明：和中性点绝缘的接地方式相比,采用自动调谐消弧线圈后,工频过电压略有降低,发生弧光接地的可能极小,即使在极端条件下发生弧光接地,其过电压幅值也有较大幅度的降低。     

不对称电网不完全接地故障零序电压轨迹及应用

小电流接地系统单相接地故障选相的传统判据是建立在电网对地参数严格对称的条件下形成的,由于电网不对称度的普遍存在,当电网发生不完全接地故障时,特别是经高阻接地时,传统判据失效。详细分析并给出电网发生不完全接地故障后的零序电压轨迹,根据零序电压变化的特征将平面坐标系分成若干扇区,每个扇区与电网参数"不平衡矢量和"相对应。研究发现,零序不平衡电压处在的扇区不同,随着过渡电导的增加,零序电压的幅值和相位变化均出现不同的特征,可根据零序电压轨迹变化的规律特征,实现单相不完全接地故障相的判别。理论及仿真分析表明,所提方法可有效解决不对称电网发生不完全接地故障相的识别。     

惠州电网小电流接地系统存在问题及解决对策

在分析各种电网接地方式特点的基础上,指出由于中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时故障电流小,信号微弱,使得采用消弧线圈接地与小电阻接地并存模式的惠州电网单相接地故障选线问题未能得到有效解决。为此,提出将消弧线圈接地方式改为小电阻接地方式和提高配电变压器保护配置的解决方案,并给出按限制接地故障短路电流、限制弧光接地过电压、与继电保护配合3种选择小电阻的方法,以及整改现有配电网保护配置的具体措施。     

基于有源逆变分相注入的电压消弧与位移电压抑制方法

针对配电网发生单相接地故障时极易产生电弧,以及在非故障情况下由于三相对地参数不相同而导致的三相电压不对称问题,提出一种基于有源逆变分相注入的电压消弧与位移电压抑制方法.在三相线路首端分别挂接有源逆变,通过脉宽调制信号控制有源逆变电路的输出电流.当配电网出现单相接地故障时,有源逆变向系统分相注入零序电流,通过零序回路调节...     

10 kV交直流配网弧光过电压特性分析

小电阻接地是提高交直流配电网保护灵敏性、降低过电压水平的有效手段。弧光接地过电压威胁设备绝缘,因而分析该问题对交直流配网安全运行具有重要价值。通过搭建交直流混合配网,在10 kV交流侧模拟发生配电网弧光过电压场景,研究了交直流电网过电压水平和故障穿越特性。首先基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了柔性直流配网仿真模型,构建了弧光接地过电压数学模型;然后,仿真交直流混合配网系统发生故障后非故障相过电压故障响应曲线,分析了交流侧发生单相接地故障时,零序、负序分量造成的弧光过电压穿越特性;最后,通过对比分析不同接地电阻条件下交直流电网过电压数据获得了其变化规律,结果表明接地电阻为6Ω时对过电压的抑制效果最佳。     

10 kV变/配电所消弧保护方式的改进

雷电或弧光接地过电压往往造成高压配电柜内元器件损坏、甚至爆炸,是变/配电所设备损坏的主要原因,一旦故障发生,会造成大面积和长时间停电。通过故障消弧柜的故障原因查找和消弧保护原理分析,对现有消弧保护方式和避雷措施进行改进。在变/配电所进线电缆处安装零序电流互感器,发生单相弧光接地时,根据零序电流方向判断弧光接地发生在所外还是所内,对所内弧光接地过电压采取消弧控制,所外弧光接地过电压时仅报警,从而减少不必要的消弧控制和因消弧控制而导致系统金属性接地的次数。     

10KV全电缆出线变电站中性点新型接地安置的仿真研究

研究了采用消弧线圈接地的全电缆线路的电网单相接地故障时存在的问题。通过理论分析和仿真计算发现,全电缆线路电网中消弧线圈的补偿更困难,存在严重的弧光过电压,由此提出中性点新型接地装置,可以弥补单纯消弧线圈在全电缆出线变电站中的缺点。     

小电流接地系统间歇性弧光接地过电压影响因素分析

弧光接地过电压作为小电流接地系统中最常见的内部过电压之一,对电力系统的安全稳定运行产生巨大威胁。弧光过电压的产生往往伴随着间歇性,通过分析间歇性弧光过电压的暂态特征以及影响因素能够为防治该现象提供必要的参考。为此,考虑了包括电弧重燃时刻、燃弧时长、熄弧时长、电弧电阻在内的几个不同影响因素,通过搭建中性点不接地系统的仿真平台分析间歇性弧光接地过电压的暂态特征,并对比各影响因素的作用程度。结果表明在中性点不接地系统的间歇性接地能够产生明显的过电压,并且过电压的幅值主要受重燃时刻和电弧电阻影响,而燃弧时长、熄弧时长对过电压幅值影响较小。     

电网谐波对消弧线圈接地系统的影响

为验证某制造厂新型自动调谐消弧线圈装置性能,笔者进行了消弧线圈成套装置金属接地、电阻接地、弧光接地等现场试验,结果发现,当电网具有较高谐波时,单相接地电流含有丰富的谐波成分,消弧线圈并不能补偿谐波接地电流,造成以谐波为主的残流值超标,影响补偿效果,对此问题应引起关注。     

不对称电网单相接地故障中性点位移电压轨迹分析及应用

忽略不对称电压方向的任意性,不能准确表达配电网单相接地时中性点位移电压随过渡电阻变化的轨迹。考虑系统对地泄露电导及不对称电压方向,建立单相接地故障精确模型,准确分析出非全补偿状态下中性点位移电压随过渡电阻变化的轨迹是一段圆弧,全补偿状态下中性点位移电压随过渡电阻变化的轨迹是一条直线段。分析中性点位移电压轨迹,得到以下结论:接地后故障相电压幅值降低,欠补偿状态下接地后故障相电压超前于故障前该相电压,过补偿状态下接地后故障相电压相位滞后于故障前该相电压,全补偿状态下接地前后故障相电压相位保持不变。比较故障前后三相电压幅值与相位的相对变化关系可实现接地故障相辨识。最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了分析结果。     

中性点经高阻接地电网故障电弧建模与弧光接地分析

中压配电网绝大多数故障为电弧接地故障,针对Cassie与Mayr这两个经典电弧模型在单独使用时只能考虑到对流散热或传导散热,具有片面性,而二者结合使用却恰好可互补,故而在ATP-EMTP平台下将这两种模型进行搭配并合理设置。通过仿真,分析研究了中性点经高阻接地配电网单相电弧故障时的特性,并将电弧模型用于间隙性电弧接地故障仿真,符合实际情形,证明了电弧模型可有效地反映弧光接地过电压,及小电流接地系统中中性点电阻对降低电网弧光过电压的作用。     

非有效接地电网单相电弧接地故障的建模及仿真

单相电弧接地故障是中压配电网中的主要故障形式,建立准确的接地电弧模型对于故障分析是十分必要的。文中比较了现有的几种电弧模型的优缺点,在基于弧隙能量平衡理论的动态电弧模型的基础上建立了接地电弧模型,在PSCAD平台上构建了10 kV配电网模型及接地电弧模型。通过与实际实验波形的比较,表明接地电弧模型能有效地反映接地电弧的性质。然后将此模型用于仿真2种不同的间歇性电弧接地故障,其过电压倍数符合实际情况,从而间接证明了接地电弧模型的正确性。