750 kV滤波器场断路器合闸电阻预投入异常仿真北大核心CSCD

文中针对3例特高压换流变电站750 kV滤波器场断路器合闸电阻预投入异常问题,采用PSCAD建立对应滤波器场小组仿真模型,分析合闸电阻阻值变化下对应涌流特征,与现场预投入波形比对,确定波形异常为合闸电阻预投入过程阻值变化导致。结合断路器合闸电阻内部结构,构建合闸电阻对应分布电容参数,分析在不均匀杂散电容作用下合闸电阻片与绝缘穿杆之间电压分布特征,明确了在间隙距离较小时合闸电阻片与绝缘穿杆发生放电,与异常解体情况一致。利用Comsol建立合闸电阻多物理场仿真模型,在实际合闸电阻端电压激励下,电场仿真分析合闸电阻片与绝缘穿杆之间电势差与PSCAD仿真结果一致,进一步确定合闸电阻预投入异常原因,提出合闸电阻改进工艺,并通过对应绝缘试验及机械试验检验,验证了分析的准确性及改型后结构的成效。     

断路器合闸电阻运行可靠性分析及故障诊断技术研究

合闸电阻作为断路器合闸过程中合闸涌流、操作过电压抑制的重要部件,主要应用在800 kV及以上电压等级输电线路与换流变电站交流滤波器场,其特殊的应用环境导致其故障率较均压电容、支撑绝缘件等其他电气部件高。然而,在合闸电阻日常运维与故障诊断过程中,无相应的标准与系统的方法对其是否存在缺陷以及故障后的故障原因进行分析。本文首先对合闸电阻特性参数与工作原理进行介绍,之后对串联结构断路器与并联结构断路器分别进行运行可靠性与故障诊断技术研究。提出了动态电阻拟合、声振信号检测、绝缘性能测试、热容量测试等断路器运行过程中合闸电阻状态监测方法,以及基于ICP的合闸电阻堆拼接、应力特性分析、电场仿真等合闸电阻故障诊断方法,最后通过设备解体验证了所提方法在合闸电阻运行状态检测过程中的可行性。     

基于合闸电阻的变压器励磁涌流相控技术研究

分析了励磁涌流产生机理,借助数学手段推导出励磁涌流与磁链、合闸相角和合闸电阻的关系,得到了最佳合闸相位的计算公式,阐述了合闸电阻抑制励磁涌流的原理。提出合闸电阻与相控技术相结合的方法,使励磁涌流抑制效果达到最佳。采用ATP暂态仿真软件,搭建了三相变压器系统仿真模型,对合闸电阻接入阻值、接入时间、相控合闸进行了仿真与分析,得出了抑制励磁涌流的最佳方案。最后,通过三相变压器空载合闸实验来验证最佳合闸相位的合理性,对减小空载变压器合闸励磁涌流有指导意义。     

750 kV交流滤波器用断路器合闸电阻故障分析

交流滤波器用断路器合闸电阻承担着限制合闸涌流的作用,运行过程中易发生故障。为了对750 kV交流滤波器用断路器合闸电阻投切过程中存在的间歇性缺陷进行分析,保证合闸电阻对合闸过程中涌流的限制作用。本文对某750 kV交流滤波器用断路器投切过程中的录波图、声振信号、气体成分进行分析,并基于PSCAD进行了合闸电流仿真与热容量试验,提出了合闸电阻间歇性放电缺陷的有效判别方法,以及针对该断路器合闸电阻存在的缺陷改善措施。通过返厂解体,验证了交流滤波器用断路器合闸电阻缺陷判断方法的有效性以及所提改善措施可行性,避免合闸过程中因合闸电阻缺陷导致闪络事故发生。     

断路器合闸电阻的数字检测装置

通过对断路器主触头与辅助触头的动作情况进行分析,提出了一种不用拆开合闸电阻与主触头的连接线就可以测量合闸电阻的方法,而且可以同时测出合闸电阻的提前合闸时间。     

高压断路器合闸电阻测试仪的研制

为了使断路器年度预防性试验中合闸电阻的测量工作变得安全、简便、准确、高效,文章提出一种采用高频电流注入法测量断路器合闸电阻的新方法,利用断路器合闸动作的瞬间过程测量其合闸电阻,根据这种测量原理开发了一套“GN-HZ15型断路器合闸电阻测试仪”。现场测量表明,该合闸电阻测试仪可以准确测量合闸电阻,测量工作安全、简便。     

800 kV交流滤波器场用断路器合闸电阻故障分析

合闸电阻在断路器合闸过程中用以抑制合闸涌流、操作过电压,主要应用在800 kV及以上电压等级输电线路与换流变电站交流滤波器场,其中交流滤波器场特殊应用环境导致合闸电阻故障率高。通过断路器合闸过程中的暂态波形分析、声振信号检测、物理场仿真等方法对一起合闸电阻缺陷引起的断路器运行异常进行分析,并给出导致合闸电阻异常原因,通过返厂解体验证了所采用分析方法的正确性。最后,对带合闸电阻结构断路器存在的潜在缺陷提出相应改善措施,以避免断路器运行过程中气隙击穿事故发生。     

800 kV SF_6罐式断路器合闸电阻研究

断路器配置合闸电阻是降低线路合闸过电压的有效措施。介绍了800 kV断路器的结构特点,合闸电阻开关与合闸电阻并联后与两个主灭弧单元串联。800 kV断路器合闸电阻开关合闸过程中传动机构采用变长度连杆设计,实现了合闸电阻开关合闸时先慢后快的运动特性,保证了合闸电阻8～12 ms的可靠投入。800 kV断路器合闸电阻开关动触头采用弹簧振子设计,实现了合闸电阻开关分闸时后分的运动特性,保证了灭弧功能由主灭弧单元完成。800 kV断路器合闸电阻额定热容量为39.7 MJ,针对操作顺序C(1.3E)-3 min-C(1.3E)-30 min-C(1.3E)-3 min-C(1.3E),安全系数为1.51倍;针对操作顺序C(2E)-30 min-C(2E),安全系数为1.27倍。对800 kV断路器反相合闸及雷电冲击耐受电压下的电场分布进行了数值仿真,计算结果表明其绝缘性能满足要求。有关断路器合闸电阻的标准应完善。     

超/特高压交流输电线路断路器合闸电阻的适用性研究

断路器合闸电阻能较好地限制超高压与特高压交流系统合闸过电压,但因其结构复杂、成本高等缺点,故是否有必要采取该措施值得研究。作者采用软件仿真技术,探讨了不同情况下超高压与特高压交流系统合闸电阻的适用问题。研究表明,对于500 kV交流系统,当线路长度在100 km以下时,通常可以取消合闸电阻;当长度在100～200 km时,需根据具体情况进行分析确定是否有必要采用合闸电阻;当长度在200～400 km时,一般应采用合闸电阻,但也可采取在沿线布置2～3组避雷器的方法来替代合闸电阻;当长度在400～600 km时,仍应采用合闸电阻限制合空线过电压。对于1 000 kV交流系统,即使是100 km的短线路,若不采用合闸电阻就难以将合闸过电压限制在规程规定的范围内。因此,1 000 kV交流系统通常应采用合闸电阻,且较长线路宜采用较低阻值,较短线路宜采用较高阻值。     

750kV罐式断路器合闸电阻操动冲击下应力分布数值模拟及影响因素分析北大核心CSCD

作为断路器中的关键组件,断路器合闸电阻在长期运行的过程中会承受巨大的机械和电流冲击,可能造成合闸电阻乃至断路器设备发生损坏。基于此,文中以典型LW13-800型罐式断路器为研究对象,建立了断路器合闸电阻数值仿真模型,计算了操动冲击力作用下合闸电阻的应力分布,分析了不同优化设计中的影响因素对合闸电阻应力的影响。研究结果表明:在同一电阻串上,最底端电阻片所受应力最大;合闸电阻串平均应力与操动冲击波形大致吻合;合闸电阻所受应力的平均值与操动冲击载荷呈正比例关系;在加装了纯铝过渡片后,可以对电阻串两端电阻片应力分布起到一定程度的改善。     

高压断路器合闸电阻测量方法

设计一套可快速、准确测量断路器合闸电阻和预接入时间的检测装置.使用该装置进行现场合闸电阻测试,并与合闸电阻出厂值进行比较,以验证该装置的有效性。     

苏州-上海特高压线路断路器不装合闸电阻的可行性研究

为节省工程投资、提高断路器的运行可靠性,分析了交流特高压线路断路器不装合闸电阻的可行性,提出了取消特高压线路断路器合闸电阻的判据。通过分析指出取消特高压线路断路器合闸电阻的难度比500 kV工程大,但仍是有可能的。采用EMTP程序建立仿真计算模型,模拟计算了苏州—上海特高压线路断路器取消合闸电阻后的合闸和单相重合闸过电压、波前时间及线路闪络率。依据计算结果,并基于取消合闸电阻的判据,提出苏州侧线路断路器应装设合闸电阻,而上海侧可以考虑不装合闸电阻。     

500kV断路器合闸电阻故障分析及运行建议

断路器加装合闸电阻是抑制高电压等级、长距离运输线路空载合闸或单相重合闸等操作过电压的主要措施。合闸电阻的设计、制造对500 kV断路器都会产生重要影响。当断路器的合闸电阻发生故障时,不仅会降低断路器的性能,还会对整个供电系统产生影响。文中对一起500 kV断路器合闸电阻进行了故障分析,为断路器合闸电阻的应用提供一定参考。     

基于ATP-EMTP的330 kV空载线路合闸过电压仿真分析

利用ATP-EMTP软件,建模、计算和分析了不同合闸电阻、合闸电阻接入时间、合闸相位和残余电荷对三相同期合330 kV空载线路过电压的影响,得出合闸电阻、合闸电阻接入时间、合闸相位、残余电荷对三相同期合空载线路的操作过电压都有不同程度的影响。指出在电力系统输配电送电操作中,尽量避免对空载线路进行合闸,有条件的可采用零起升压对空载线路充电;在不清楚线路是否空载合闸时,为降低合空载线路引起的过电压,应将空载线路上的残余电荷释放,合闸开关并联接入适当的合闸电阻,合闸电阻调整到合理的接入时间,合闸相位控制在90°左右。     

多断口断路器合闸电阻通流容量的计算

500千伏电力系统通常采用合闸电阻限制合闸、重合闸过电压。合闸电阻阻尼作用强,限压效果好,但也会在合闸电阻上消耗很大能量,从而要求合闸电阻具有较大的通流容量。因此,有必要明确在何种工况下通流容量最大,且具有较准确的数据,保证合闸电阻在电力系统中可靠地运行,同时给生产厂家提供经济合理的指标。     

断路器合闸电阻投入过程中辅助断口触头的弹跳检测与诊断

合闸电阻为超高压、特高压断路器的重要组成部分,能较好地限制交流系统合闸过电压,但因其结构复杂,也较易引发事故。文中介绍了带合闸电阻的断路器断口结构型式与工作原理,阐述了利用检测合闸电阻投入波形信号来诊断合闸电阻投入时辅助断口触头的弹跳问题,判断设备状态的一种新手段,于现场进行了具体的应用分析并结合解体检查进行了验证。根据合闸电阻投入波形,可发现常规检测手段难以发现的辅助断口触头投入弹跳隐患,保障电网设备的安全稳定运行。     

基于MatLab的抑制变压器励磁涌流仿真研究

以并联合闸电阻法、内插电阻法和选相分合闸技术,三种常用的抑制变压器励磁涌流的方法为例,利用MatLab/Simulink仿真软件搭建变压器模型,详细分析了合闸初相角、接地电阻对空载变压器合闸时的励磁涌流的影响,仿真分析结果表明,采用并联合闸电阻法时涌流衰减速度最快,而采用选相分合闸技术时涌流衰减的效果最好,但需要配合内插电阻法以提高时间准确度并降低操作难度。     

仅用金属氧化物避雷器限制合、重合闸过电压可能性问题

以一次出现概率很小的合闸操作为例,说明了可仅用线路首、末端的MOA,将全线过电压均限制到2.0pu以下。如合闸电阻及MOA均用,则开关与避雷器有“相互辅助”关系,MOA可使短接合闸电阻后的过电压进一步下降,合闸电阻则有助于减轻MOA的动作负载。     

多断口断路器合闸电阻通流容量的计算

本文调用电磁暂态计算程序(UBC版本),在考虑了开关特性和系统不同工况的条件下,计算了多断口断路器合闸电阻的通流容量。计算结果表明,开关特性中同极不同期对合闸电阻的通流容景影响最大;通流容量与系统开机容量、线路长短及合闸电阻两侧系统电源的相位差有关。通过以上工作,可以确定计算合闸电阻通流容量最大值时应取用的系统条件。     

特高压换流变压器励磁涌流选相合闸抑制方法研究

随机合闸空载特高压换流变压器产生的励磁涌流容易造成合闸失败。文中分析了换流变合闸涌流的特殊性，并从理论上分析了剩磁、合闸角及合闸电阻对合闸涌流的影响，提出了合闸电阻结合选相合闸的特高压换流变压器励磁涌流抑制方法。利用PSCAD软件结合某±800 k V特高压直流换流站实际工况开展建模仿真，比较分析了合闸电阻、选相合闸及同时采用这两种措施抑制励磁涌流的效果。结果表明合闸电阻随机关合产生的励磁涌流高达额定电流的5.4倍；合闸电阻结合选相合闸抑制方法在保证选相合闸偏差时间在±2 ms以内时可有效抑制励磁涌流到额定电流的2倍以下。该换流站断路器改造后换流变空载合闸一次成功，验证所提抑制方法的有效性。