MOA对限制特高压输电线路过电压影响的研究

介绍特高压输电线路产生过电压的机理,并结合国内外对高性能金属氧化物避雷器( MOA)的研究成果,利用电磁暂态计算程序ATP-EMTP分析MOA和断路器合闸电阻对特高压线路的工频过电压及合闸空载线路过电压的影响.     

1 000 kV输电线路同期合闸过电压的研究

随着电网电压等级的提高,对输电线路操作过电压允许值提出了更加苛刻的要求。国内外超高压系统中用得最多的利用避雷器与合闸电阻限制操作过电压的方法,在特高压系统中还能不能得到满足呢?文中利用ATP-EMTP软件分别对国内第1条特高压交流输电试验示范工程———晋东—南阳—荆门特高压交流输电工程中的1 000 kV输电线路使用避雷器和合闸电阻限制同期合闸过电压进行了分析研究,仿真结果表明利用多级合闸电阻与在线路两端和中部同时安装避雷器的方法效果最好。     

特高压交流系统的操作过电压及其控制研究

根据国内外已有的研究成果,并结合PSCAD程序仿真分析,对特高压系统操作过电压及其限制措施进行系统的研究与讨论。 研究表明,特高压操作过电压应主要考虑接地故障、合闸与分闸过电压,其中接地故障过电压相对较低,通常使用线路两端避雷器即可将其限制在允许范围内;合闸过电压可采用合闸电阻或配置多组避雷器两种措施来加以限制,但前者存在故障、损坏等问题,而后者已在超高压系统实际运行中得到了验证;分闸过电压可使用分闸电阻或配置多组避雷器来限制,但考虑到前者不足之处较为突出,我国特高压线路倾向于不使用分闸电阻。     

特高压输电系统操作过电压柔性限制方法

根据特高压输电系统对深度降低操作过电压水平的迫切需求及操作过电压常规限制方法在经济性和运行可靠性方面存在的不足,提出了操作过电压柔性限制方法的概念,阐述了可控金属氧化物避雷器(简可控避雷器)的原理。以我国目前正在建设的晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程为例,仿真计算了采用可控避雷器降低操作过电压的效果,结果表明,断路器无合闸电阻时,仅用可控避雷器可将系统相对地最大操作过电压倍数限制至1.6p.u.。对特高压输电系统操作过电压柔性限制方法的研究具有理论和工程应用价值,需要开展深入细致的研究。     

沿线多组避雷器深度限制特高压操作过电压

为解决深度限制特高压操作过电压水平,以我国即将建设的晋城—南阳—荆州1000kV线路工程为背景,结合国外对操作过电压水平的研究,利用电磁暂态计算程序PSCAD/EMTDC分别计算了沿线装设多组避雷器对三相合空线、单相自动重合闸以及故障激发等操作过电压的限制效果;研究了沿线装设多组避雷器深度限制操作过电压。计算表明,如果不装沿线避雷器,三相合空线、单相自动重合闸以及故障激发操作过电压最大值分别为1.83、1.83和1.53p.u.,而采用沿线装多组避雷器的方法可将上述3种特高压系统操作过电压抑制到<1.5p.u.。另外,随着避雷器组数的增加,通过避雷器的总能量增加,但单个避雷器的通流容量下降。     

500kV限流器接入对南网系统过电压的影响分析

串联限流电抗器能有效限制500 kV电压等级的短路电流,但其接入系统后会影响系统的过电压水平,需要进一步进行安全校验。以广南站500 kV/90 kA 限流器示范工程为背景,利用电磁暂态仿真软件EMTP 研究500kV限流电抗器自身的过电压以及限流电抗器接入后对系统的工频过电压、操作过电压、线路断路器的暂态恢复电压,以保证系统与设备的安全运行。结果表明,无论是否采用限流电抗器,顺德-广南500kV线路无故障甩负荷和单相故障切负荷时的工频过电压均在允许的范围内;500 kV限流电抗器接入后的顺德-广南500kV线路合闸操作过电压未超过标准允许范围,变电站及限抗站金属氧化物避雷器MOA能耗及电流与其设计参数相比有很大的裕度。     

公伯峡330kV输电系统的过电压分析

利用EMTP对公伯峡330kV输电系统的工频过电压及操作过电压进行了计算。结果表明,该系统的工频过电压符合有关规定。取消线路开关的合闸电阻,而仅用金属氧化物避雷器,即可有效地限制操作过电压。     

1000kV晋南荆线空载合闸过电压及转移过电压的研究

晋东南-南阳-荆州(晋南荆线)是我国1000kV特高压试验示范工程.因为电网电压等级的提高,对输电线路合闸操作过电压允许值提出了更加苛刻的要求.该文利用电磁暂态计算程序ATP-EMTP对高性能MOA、合闸电阻抑制三相合空线操作过电压的效果进行分析比较,提出了在线路两端加装金属氧化物避雷器并同时采用有合闸电阻的断路器抑制合闸过电压的保护策略.在此基础上对故障切除后的转移过电也进行了仿真研究.仿真结果表明,综合采用高性能MOA和合闸电阻可以有效地把合闸过电压降低到1.62pu,把转移过电压降到1.5 pu能够保证特高压试验示范工程的安全运行.     

对中国1100 kV电网过电压及绝缘水平的建议

文章对将要建设的交流特高压电网的过电压及绝缘配合问题进行了研究，提出了限制过电压的主要措施、避雷器参数和绝缘水平的建议。主要内容包括：工频暂时过电压，潜供电流，操作过电压，金属氧化物避雷器主要参数，特高压电气设备的绝缘水平等。     

特高压交流线路工频过电压研究

特高压线路由于输电距离长、输送容量大、充电功率大,其工频过电压比超高压系统更为严重,但具体计算条件有些仍不够明确。在计算分析单、双回特高压线路工频过电压的基础上,从不同角度对各种工频过电压进行了对比研究,确定了单、双回特高压线路过电压研究中应重点考虑的工频过电压种类,并从原理上给出了解释。研究表明,单回线路应重点考虑单相接地甩负荷过电压,同塔双回线路应重点考虑单回运行方式下单相接地甩负荷过电压和双回无故障甩负荷过电压。     

特高压半波长交流输电线路电磁暂态仿真

特高压半波长交流输电线路送端和受端电压相差不大,沿线电压分布比较均匀,理论上是较理想又经济的长距离大容量输电方式。要实现特高压半波长交流输电,需要解决许多关键技术问题,如抑制工频过电压、操作过电压、不对称接地故障过电压以及解决潜供电流大和恢复电压高等问题。为此,建立了特高压半波长输电系统研究模型,进行了基于单一电厂通过特高压半波长输电线路向大系统送电方式下的电磁暂态仿真。仿真结果表明半波长线路沿线每100km需安装3组避雷器、全线分段安装7组高速接地开关(HSGS)或采用三相重合闸能有效抑制工频过电压、操作过电压和潜供电流。     

特高压交流输电线路串联补偿合闸操作过电压研究

采用串联补偿能够有效地提高特高压交流输电线路的输电能力和系统的稳定性,但同时也会影响输电线路的电压特性。以中国特高压交流示范工程为背景,采用电磁暂态计算程序ATP-EMTP,对含有串联补偿装置的特高压交流输电线路的合闸操作过电压进行了计算分析。计算结果表明:加装串联补偿电容器可以降低操作过电压;串联补偿电容器的位置越靠近线路首端限压效果越好,其补偿度越大限压效果越好;采用相应的限压措施,可以将空载线路合闸过电压和单相重合闸过电压分别限制在1.34 p.u.和1.36 p.u.。     

避雷器代替750 kV线路合闸电阻

为满足操作过电压设计限值的要求而使用合闸电阻存在诸多缺点,针对西北电网新建750 kV输电线路过电压水平,对沿线增设1组避雷器取代合闸电阻的想法进行了研究。以即将建成的兰州东-银川东750 kV输电线路工程为背景,利用电磁暂态计算程序(PSCAD/EMTDC)分别计算了沿线装设1组避雷器时,线路三相合空线、单相自动重合闸操作过电压水平。研究结果表明,不采取任何限制措施时,线路三相合空线和单相重合闸操作过电压标么值分别为1.94、2.01,超过线路设计要求1.80,而采用一组避雷器代替线路合闸电阻的方案后,则可改善线路过电压分布情况,并将过电压水平降至设计值1.80以下(三相合空线和单相重合闸操作过电压标么值分别为1.79、1.78)。     

发电机自励磁发生根源及其对特高压输电线运行的影响

发电机带长线路运行时,由于线路分布电容电流的助磁作用,常引起发电机的自励磁。特高压输电线分布电容大,引起自励磁的可能性更大。对发电机自励磁的研究,一般从参数谐振和参数周期性变化的角度进行分析,未涉及自励磁产生的根源。文中认为发电机自励磁的根源是电容性电流的助磁作用产生的正反馈使系统发生自激振荡。对励磁回路断开且xd=x...     

多级合闸电阻限制1000 kV输电线路操作过电压的研究

电网电压等级的提高对输电线路操作过电压允许值提出了更加严格的要求。国内外超高压系统中普遍采用的附加单级合闸电阻限制操作过电压的方法,在特高压系统中已经很难满足。作者提出采用多级合闸电阻限制特高压线路的操作过电压,并用ATP-EMTP软件对国内第一条特高压交流输电试验示范工程晋东-南阳-荆门特高压交流输电工程中的1000kV输电线路操作过电压进行了分析研究,仿真结果与理论计算值相当接近。     

特高压半波长输电系统绝缘配合研究

特高压半波长输电技术具有输送距离长而不需要建设中间开关站等优点,但沿线路的运行电压、工频过电压和操作过电压特征以及过电压限制措施与传统的特高压输电技术有明显不同之处,因此需要对半波长输电线路的沿线稳态运行电压、工频过电压、操作过电压、绝缘配合等进行研究.绝缘配合研究主要包括:确定变电站电气设备绝缘水平和空气间隙距离、确...     

特高压交流试验示范工程线路操作冲击试验电压波前时间计算分析

为了利用特高压示范工程猫头和水平塔长波前操作冲击下线路空气间隙放电电压较标准操作冲击波高的特点,减小空气间隙距离,降低杆塔造价,需要确定特高压示范工程猫头和水平塔空气间隙操作冲击放电试验波前时间。根据国外非标准的操作波对空气间隙的放电电压影响的试验研究结果,推导了线路操作过电压的波前时间和等效操作冲击试验电压波前时间之间的换算关系,并计算了中国单回路特高压示范工程线路操作过电压波前时间及与之等效的操作冲击试验电压波前时间,统计分析了转换得到等效试验用操作冲击的波前时间与幅值的关系。采用统计法和简化法计算线路闪络率,指出虽然计算结果满足标准要求,但由于变异系数对线路闪络率影响很大,而变异系数随着波前时间的增大有一定提高,长波前操作冲击放电分散性较短波前大。因此兼顾安全和经济性,1000μs操作冲击用做试验冲击是合适的。     

500kV郓城-泰山紧凑型输电线路操作过电压水平及分布计算研究

针对500kV郓城-泰山紧凑型(部分同塔双回)输电工程设计,对该线路操作过电压水平及绝缘配合进行较详尽的研究,分析了紧凑型线路合闸操作和重合闸操作过电压的概率分布,提出必要的限制措施。通过计算分析认为系统的操作过电压水平要关注其频度分布。     

110 kV长线供电系统的过电压研究

建立了一个110kV长线供电系统模型,用软件EMTP对该系统进行了工频过电压和操作过电压的计算。结果表明:如线路长度在200km左右,系统的工频过电压和操作过电压均在允许范围之内,除在线路上加装一定容量的并联电抗器外,不需要采取特别的措施加以限制。