避免高补偿度线路直流偏置风险的断路器合闸控制方法

断路器在关合带并联电抗器的空载线路时,尤其线路补偿度较高或过补偿时,合闸电流的直流分量较大,常伴有合闸电流长时间不过零的现象。在电流不过零期间若断路器分断,则会产生无法灭弧的风险。针对上述问题,在对直流偏置电流产生的原理及可能引发故障进行分析的基础上,比较和分析了装设合闸电阻、调整补偿度、相位控制等抑制直流偏置的常规措施及其局限性,提出了一种结合选相合闸技术及逐相动态延迟合闸的断路器合闸控制方法,有效避免了断路器触头持续长时间烧蚀或损坏的风险,并通过实时数字仿真系统(RTDS)和工程应用验证了该方法的有效性。     

基于故障相并联补偿电流变化特征的单相自适应重合闸

针对带并联电抗器的超高压输电线路,详细分析了发生单相瞬时及永久性故障时,故障相并联补偿电流自由分量的故障特征,并在此基础上提出一种利用并联补偿电流自由分量的变化特征进行故障识别的单相自适应重合闸新判据.永久性故障时,故障点一直存在,并联电抗器通过线路和故障点对地放电,自由分量呈现衰减趋唠;瞬时性故障时,二次电弧的熄灭和...     

动态延时分相顺序控制的断路器合闸新方法

针对超高压输电线路并联电抗器引起的直流偏置电流制约断路器开断灭弧,设计了断路器顺序合闸控制原理及相应装置,提出动态延时分相顺序合闸的新方法,适用于电力系统中变电站、发电厂的分相控制断路器特殊目的的合闸控制.经过工厂试验和工程验证,该方案能有效解决输电线路偏置电流影响断路器灭弧的难题。     

基于电流差动的双端带并联电抗器输电线路三相重合闸永久性故障判别

提出一种基于分相电流差动原理的双端带并联电抗器输电线路三相重合闸永久性故障判别方法。该方法以并联电抗器电流为已知量,利用时域方法补偿电容电流。输电线路发生故障且两侧断路器跳开后,利用电流差动原理对两端并联并联电抗器各相电流进行比较。瞬时性故障时,两侧各相并联电抗器电流之差为0;永久性故障时,两侧故障相并联电抗器电流之差远大于0。据此实现永久性故障识别。大量EMTP仿真表明,该判别方法能够有效识别永久性故障和瞬时性故障,能够可靠实现两端带并联电抗器输电线路的三相自适应重合闸。     

带并联电抗器的超/特高压输电线路单相故障特性研究

采用单相重合闸技术有利于提高输电系统的可靠性和安全性,避免重合于永久性故障以减小二次短路冲击具有现实意义。文中对带并联补偿电抗器线路在恢复电压阶段的端电压和电抗器电流特性进行了理论分析,端电压和电抗器电流由于存在工频和自由分量而存在明显的拍频特性。仿真结果表明,瞬时性故障时故障相端电压和电抗器电流包含幅值较大的工频和自由分量,而永久性故障时仅有工频分量;且并联电抗器电流在相间电容高补偿时相对于端电压仍具有较高的测量精度。     

基于并联电抗器电流判别的超高压输电线路单相自适应重合闸

针对带并联补偿的超高压输电线路,提出了根据恢复电压阶段并联电抗器中故障相电流的低频分量判别故障性质的方法,并定义了一个能量函数,用于检测低频分量的含量,能在2～4个基波周期内快速识别故障性质.详细分析了并联电抗器中故障相的电流特性,并基于该特性区分永久性和瞬时性故障:永久性故障时,并联电抗器故障相电流只舍有基频分量和衰减较慢的直流分量;瞬时性故障时,故障相电流中除基频外还含有低频分量,其幅值接近基频分量.理论分析和EMTP仿真结果表明,该识别方法可以准确区分线路的故障性质,大幅度提高重合闸成功率.     

500 kV输电线路断路器合闸电阻配置原则

通过对某500 kV输电线路断路器取消合闸电阻的投切试验、断路器事故进行分析,并对此进行电磁暂态仿真计算,讨论了500 kV输电线路断路器取消合闸电阻的原则,与线路操作过电压幅值、线路两端高压并联电抗器配置情况的关系。研究结果表明,500 kV输电线路断路器合闸电阻配置时,需要考虑线路高压并联电抗器的配置情况,这将直接影响断路器断开的成功与否。     

应用相控合闸技术抑制并联补偿线路断路器直流偏置问题的研究

笔者对带有并联电抗器的线路,合空线操作时流过断路器电流的直流偏置问题进行了分析。在对直流偏置产生的原理、影响因素及可能引发故障风险的工况进行分析的基础上,对控制合闸相位、降低补偿度以及加装合闸电阻等抑制直流偏置的措施进行了比较。并进一步对应用合闸相位控制技术抑制直流偏置的相关技术进行了研究,包括控制策略、反馈参数以及对操作过电压的影响等方面。在此基础上针对典型线路对相控合闸技术的应用效果进行了实测,证明了限制效果的有效性,并对其适用范围进行了分析。     

动态延时分相顺序控制的断路器合闸新方法

针对超高压输电线路并联电抗器引起的直流偏置电流制约断路器开断灭弧,设计了断路器顺序合闸控制原理及相应装置,提出动态延时分相顺序合闸的新方法,适用于电力系统中变电站、发电厂的分相控制断路器特殊目的的合闸控制。经过工厂试验和工程验证,该方案能有效解决输电线路偏置电流影响断路器灭弧的难题。     

基于模型识别的三相重合闸永久性故障判别

提出一种基于模型识别的带并联电抗器输电线路三相重合闸永久性故障判别方法.该方法以选相结果为基础,以瞬时性故障π形模型为识别模型,将并联电抗器电流作为已知量,求取本端及对端线模电压和电容电流的线模分量,进而求解两端并联电抗器电流和电容电流线模分量之和.瞬时性故障时,故障模型与识别模型一致,求解值等于0;永久性故障时,故障模型与识别模型不一致,求解值不等于0.据此可以判别是否为永久性故障.电磁暂态分析程序(EMTP)仿真表明,该方法能够有效识别永久性故障,可靠实现带并联电抗器输电线路的三相自适应重合闸.     

特高压交流输电系统短路电流零点漂移影响因素分析及防治措施

在特高压输电系统中,当线路发生故障时,断路器动作会产生较高的瞬态过电压,其中直流分量部分可能会使故障电流出现零点漂移现象,使断路器灭弧室内燃弧时间延长,影响断路器的开断能力。为此,首先结合特高压示范工程,对影响零点漂移的因素进行了理论分析,并根据浙江北—上海西特高压输电线路,考虑断路器断开时的电弧模型,利用ATP/EMTP进行了仿真计算,得出:影响特高压零点漂移的因素有故障发生时刻、故障点的接地电阻大小、故障点的位置,以及负载电流的大小,其中负载电流的变化可能会引起长达2个周波以上较严重的零点漂移。最后总结出断路器串联50Ω的合闸电阻可有效减小短路电流首次过零时间。     

550 kV高压断路器分合闸电磁铁的仿真建模和故障诊断研究

分合闸电磁铁是高压断路器机构的关键部位,其正常运行直接影响了断路器机构的可靠性。文中建立了550kV断路器机构的8S004024型分合闸电磁铁的仿真模型,获得正常仿真电流波形,并与正常试验波形对比,验证了仿真模型的有效性,表明仿真模型能反映电磁铁的实际运行状况。在此基础上,仿真了不同故障条件下的线圈电流波形,提取了特征参数,并分析了特征参数的变化规律。然后基于试验和仿真电流波形,采用支持向量机法进行故障诊断,实现对分合闸电磁铁的故障诊断。     

双回线GIL感应电流快速释放装置控制策略研究

双回线气体绝缘输电线路(GIL)管廊段内部接地故障时故障点持续的感应电流可能导致管廊击穿。文中分析了双回线GIL管廊段内部产生感应电流、电压的机理和危害,结合双回线GIL管廊安装大差和小差的保护配置特征,提出通过判别GIL管廊段小差的动作行为、线路两侧运行状态和释放装置位置,实现GIL管廊段内部故障断路器切除后经延时感应电流快速释放装置自动合闸的控制策略,避免人工操作合闸。针对释放装置合闸不成功情况,采集故障线路大差保护的选相动作结果判别出故障相合闸失灵情况,提出合闸失灵告警策略和故障相合闸失灵联跳正常运行线的合闸失灵动作策略。根据所提合闸控制策略和合闸失灵策略开发自动控制装置并进行实时数字仿真(RTDS)试验,试验结果表明在不同工况下该控制系统均能可靠动作,从而尽可能地降低感应电流导致GIL管廊击穿的风险。     

单相顺序延时选相合闸方式抑制500 kV过补偿线路直流偏置的仿真研究

随着电力系统容量的增加,线路的缩短,基于无功补偿而保留并联电抗器的现象越来越多,如何避免高补偿带来的直流偏置可能造成的系统故障成为一个需要研究的问题。首先基于补偿线路发生直流偏置的机理进行分析,得到了影响线路直流偏置的影响因素。然后基于ATP/EMTP电磁暂态仿真软件建立了仿真模型,并通过仿真计算与500 kV线路试验结果的对比校验了仿真模型的有效性。通过各影响因素的仿真研究,得到不同影响因素的交叉影响特性。通过对采用相控合闸方式的可行性研究,提出了采用单相顺序延时选相合闸方式抑制线路直流偏置的优势。     

具备潮流控制功能的组合式高压直流断路器

针对直流电网目前面临的2个关键性问题:直流潮流控制自由度不够和直流线路故障,文中提出了一种适用于直流电网的具备潮流控制功能的组合式高压直流断路器。首先,介绍了模块化多电平潮流控制器和混合式高压直流断路器的基本结构和工作原理。然后,提出了一种组合式高压直流断路器,介绍了它的基本结构、配置原则、控制方式和工作原理;基于单换流器直流侧故障分析模型,分析了组合式高压直流断路器处理直流线路故障的可行性。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了四端柔性直流输电系统,分别对组合式高压直流断路器的直流潮流控制能力和直流故障处理能力进行了仿真。仿真结果表明:组合式高压直流断路器能够很好地控制直流潮流,并具有处理直流线路故障的能力。     

500kV断路器合闸回路故障引起的保护误动事故分析

针对一起3/2接线的500 kV输电线路继电保护误动作事故,初步判断为变电站侧先合断路器重合闸不成功所致,进一步检查发现为该先合断路器合闸联锁回路设计理念不合理所致。指出断路器控制回路应执行成熟的电气五防设计原则,即断路器操作不应受任何隔离刀闸位置联锁。探讨了目前该合闸控制回路、IWJ继电器监视回路和合闸联锁回路设计原理及其优缺点,最后针对该问题提出相应的改进方案。     

断路器合闸线圈烧毁原因分析与改进

断路器跳合闸线圈烧毁是变电站综合自动化系统在运行中经常出现的问题,结合一起220 kV断路器合闸线圈烧毁事故,对其可能存在的原因进行探讨并初步分析。发现断路器跳合闸线圈烧毁可能由于合闸滚子和合闸掣子长期的摩擦,导致合闸滚子和合闸掣子脱离时的摩擦力增大引起。根据这一原因提出延时跳开合闸回路改进措施,同时对跳闸回路提出改进意见。