变电站铁磁谐振仿真分析及抑制措施研究

以某110kV变电站为原型,在考虑了母线零、正序参数和进出线路几何参数情况下,利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件,对该变电站35kV侧由于出线单相接地引起的母线电压互感器的谐振情况及电压互感器一次侧中性点经非线性电阻接地,电压互感器开口三角短时投入阻尼电阻等措施的消谐情况进行了仿真计算。对母线上装设中性点接地的三相电容器组,采用电容式电压互感器等消谐方式的有效性进行了探讨。对谐振产生的原因和各种消谐措施的原理和消谐效果进行了分析比较。结合仿真结果和系统参数分析得出:单相接地故障消失时刻对于能否激发系统谐振起着关键性作用;电压互感器开口三角短时接入阻尼电阻和电压互感器一次侧中性点经非线性电阻接地2种措施消谐效果较为理想;H.A.Peterson的试验结论不能作为判断系统是否产生谐振的确切参数标准。     

消谐器在6kV厂用电系统中的应用

淮海发电厂 6kV厂用电系统为不接地系统 ,最常见的内部过电压为电压互感器铁磁谐振过电压 ,为防止此类过电压选用了消谐器。它结构简单、紧凑 ,自动化程度高 ,消谐管具有非线性电阻特性 ,适用范围广 ,寿命长 ,可靠性高。消谐器较好地解决了 6kV厂用电系统的电压互感器产生的铁磁谐振过电压的问题 ,提高了系统运行的可靠性。     

电磁式电压互感器铁磁谐振案例与消谐改进措施

电磁式电压互感器铁磁谐振引起的过电压是中性点不接地电网中最常见的一种内部过电压故障。对某电厂一起铁磁谐振停机事故进行分析,依据电磁式电压互感器铁磁谐振的发生原因,提出微机消谐装置在消除间歇性接地故障造成的铁磁谐振时存在的局限性,并从一次设备选型、微机消谐装置的完善、继电保护配置角度提出防止铁磁谐振的技术措施。     

10kV电网铁磁谐振消谐仿真的研究

中性点不接地系统中铁磁谐振是一种常见故障,其持续时间较长,从而影响到系统的安全运行,须采取措施加以限制。针对10kV中性点不接地系统中采取电压互感器中性点经非线性电阻和经单相电压互感器接地的措施,以及基于这两种措施组合的复合式消谐措施进行了仿真分析。通过仿真,发现复合式消谐措施不但很好地抑制了暂态电流和过电压,而且解决了长期以来困扰运行人员的零序电压升高明显的问题。     

10kV配电网铁磁谐振消谐措施的仿真研究

在中性点不接地配电系统中,由于电磁式电压互感器(PT)励磁电感的非线性特性,在一定条件下容易产生铁磁谐振过电压,严重影响系统的安全运行。文章以嘉兴电力局斜桥变电所10kV配电网为模型,利用EMTP程序对PT高压侧中性点接非线性电阻、串单相PT、经消弧线圈接地、PT开口三角绕组接阻尼电阻或者分频消谐装置等多种消谐措施进行了详细的仿真分析和综合比较,发现中性点串单相PT的方式在消谐能力和全局性方面不如中性点串非线性电阻方式;在非线性电阻消谐方式下,正温度系数(PTC)热敏电阻和三次谐波滤波器可以较好地解决零序电压偏高的问题。此外,文章还定量研究了采用消弧线圈消谐的有效数值范围,分析了分频消谐装置在实际运行中不能很好消谐的原因,并对其他一些消谐方式的有效性进行了探讨。作者的工作可以为电力部门进行铁磁谐振过电压的防治提供较好的参考依据,对提高配电网的供电安全可靠性也有很高的实用价值。     

变电站微机消谐装置存在的问题及改进

变电站发生铁磁谐振时,微机消谐装置通过瞬时投入大功率消谐元件来消除谐振。通过对鄂尔多斯电业局2座变电站接连发生的2起10kV电压互感器同时烧损事故调查发现,所有电压互感器开口三角回路均烧损严重。分析原因为消谐装置在频繁投入大功率消谐元件时,会引起剩余电压绕组长时间短路过热,进而烧损电压互感器。针对这一问题,提出了在开口三角回路加装保护电阻的解决方案,该电阻在长时间流过大电流时会发热熔断,从而保护电压互感器不被烧损,同时通过系统运行分析,提出了更改电阻加装位置的改进建议,方案实施后再未发生类似故障。     

一起谐振引起的配网电压互感器故障分析及抑制措施

通过一起由铁磁谐振引起的电压互感器爆炸事故,分析了电压互感器铁磁谐振的过电压原理,总结了电压互感器回路发生铁磁谐振的特点,列举了部分铁磁谐振治理措施,提出了一种基于流敏型电磁式电压互感器消谐装置的抑制措施。该装置在正常运行时保持低阻状态,不对系统或电压互感器产生影响,在铁磁谐振时能够自动调整到合适的阻值范围以破坏谐振条件。现场应用表明,流敏消谐装置可以在较短的消谐时间内抑制励磁涌流,为电压互感器铁磁谐振治理提供了新的思路。     

35kV配电网电压互感器铁磁谐振影响因素及消谐措施仿真分析

根据铁磁谐振的产生机理,以某35 kV降压变电站为研究对象,利用PSCAD软件建立仿真模型,分析故障消除时刻、对地电容、电压互感器(TV)一次侧对地电阻对铁磁谐振的影响,证明3种因素均会对谐振过电压产生影响。对比分析了TV高压侧中性点接非线性电阻消谐器、增大系统对地电容、开口三角绕组两端接阻尼电阻、系统中性点经消弧线圈接地4种措施的消谐效果,认为系统中性点经消弧线圈接地的消谐效果最好,为实际工程中消谐措施的选择提供了参考依据。     

消除铁磁谐振的消谐灯试制成功

在中性点不接地电力系统中,当电网遭受瞬时冲击时,如空投母线、弧光接地和消弧线圈脱落等,会引起电磁式电压互感器铁芯饱和而产生谐振过电压或过电流,特别在雷雨季节,谐振现象频繁发生,将使电压互感器高压保险熔断,保护装置动作,设备解列,有时会引起互感器烧毁,造成大面积停电事故。为了保证电力系统安全运行,《电力系统设备过电压保护设计技术规程》第8条规定,在电磁式电压互感器的开口三角绕组中,要装设有特殊要求的阻尼电阻。到目前为止,国内还未产生这种电阻材料。1980年,呼     

对35 kV及以下电网中的铁磁谐振及消谐措施的分析

在35 kV及以下的不接地电网中,经常会出现电磁式电压互感器(其中性点接地)的高压熔丝熔断,或者接地指示的误动作,甚至电压互感器本身被烧毁等现象.这些都是由于电压互感器饱和引起的铁磁谐振过电压现象,本文针对这种过电压产生的原因进行了详细的分析,提出了实际可行的消谐措施,并对各种措施进行了比较,同时通过实际电网中的运行实例进行了论证.     

考虑线路压降的快速接地开关消弧性能及应用

快速接地开关兼具电压、电流双重消弧效果,但传统分析未考虑线路压降对故障点电流的影响,需进一步分析其消弧性能。考虑故障线路动态参数,建立应用快速接地开关的配电网单相接地故障模型,采用对称分量法推导出故障点电流计算公式。计算结果显示故障点电流受故障线路负载电流、序阻抗、相间电容、故障距离以及过渡电阻等多重因素影响。分析快速接地开关等效熄弧电路模型,表明快速接地开关可有效抑制间歇性弧光接地过电压,但在故障线路动态参数造成故障线路压降较大的稳定低阻燃弧过程中,快速接地开关可能增大故障点电流,不利于电弧熄灭。结合快速接地开关的优缺点分别对单独应用快速接地开关消弧及其与消弧线圈配合消弧提出建议。最后通过MATLAB仿真验证了文中的分析结果。     

66 kV配电网中性点经电阻接地的研究

66 kV配电系统采用传统中性点接地方式时存在不足,文章提出了在某市中心66 kV配电系统采用中性点经电阻接地的方式,并综合考虑过电压、继电保护、通信干扰等因素,利用Matlab仿真工具箱对采用该接线方式的配电系统进行了仿真分析,确定了中性点的接地电阻值,重点分析了中性点接地电阻值对弧光接地过电压的影响。结果表明,采用上述接地方式能有效抑制弧光接地过电压、保证继电保护装置的选择性、提高保护装置动作的灵敏性,具有一定的理论意义和工程实用价值。     

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。     

35 kV系统中性点不同接地方式对铁磁谐振的影响研究

35 kV系统中铁磁谐振过电压频繁发生,对系统造成很大的危害。利用理论分析和EMTP-RV仿真相结合的方法,分析了中国35 kV系统3种中性点接地方式(中性点不接地、经消弧线圈或小电阻接地)下由电磁式电压互感器(PT)饱和引起的铁磁谐振过电压,研究结果表明,在中性点经消弧线圈或小电阻接地系统中,只要消弧线圈或小电阻的参数选取合适,能够将中性点位移电压限制在电压三角形内,可有效抑制铁磁谐振的发生。     

一起用户大面积停电典型事故的案例剖析

化工、冶金类企业容易发生间隙性弧光接地过电压、操作过电压、谐振过电压等问题。通过对某大型化工企业一次大面积停电事故的事故现象、现场情况、事故波形的分析和讨论,阐明了其电气接线、运行管理、故障过程均具有典型性,分析了事故原因和中性点接地方式、截流过电压保护、运行环境、低压接线方式等对该事故的影响,并为化工、冶金类企业的供电安全提出了建议。     

计及系统过电压的直流配电网接地方式选择与绝缘配置

过电压特性与系统接地方式密切相关,对关键设备选取、设计具有重要意义,但目前在直流配电网中结合过电压分析进行接地方式选择的研究仍不完善。文中首先基于模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)型±10 kV双端直流配电网分析过电压产生机理,并通过PSCAD/EMTDC平台的故障仿真,对比3种典型接地方式下系统关键位置的过电压峰值。然后,提出综合故障恢复能力、经济性、电压稳定性、过电压峰值作为指标进行接地方式的选择,评估得出交流侧变压器中性点经电阻接地、直流侧不接地为所研究系统的优选接地方式。最后,基于荷电率计算设计方法确定相应的避雷器参数与配置方案,并通过仿真进行了有效性验证。研究结论为直流配电网接地方式选择与绝缘配置提供了参考。     

基于虚拟电阻的高压直流换相失败期间送端电网暂态过电压抑制方法

针对高压直流输电系统换相失败易引发送端电网暂态过电压的问题,提出了一种基于虚拟电阻控制的送端电网暂态过电压抑制方法。分析了高压直流系统发生换相失败期间整流站交流侧的无功动态特性及其引发送端电网暂态过压的机理。根据影响暂态过电压水平的关键直流控制变量分析并结合换相裕度边界条件,设计了基于虚拟电阻的送端暂态过压控制器。控制器可根据送端电网暂态过压水平动态调整整流站触发角,实现送端电网的暂态过电压抑制目标。仿真算例表明,所提控制方法通过虚拟电阻环节与常规定电流控制协调配合,能有效抑制换相失败期间送端电网暂态过电压水平。     

Z型变在中性点经小电阻接地电网中的应用

接地变最大的功能就是创造了一个中性点用来连接接地电阻,使不接地系统能够将中性点集聚的多余电荷快速地释放掉,从而限制了内部过电压倍数。系统经接地变接地后,装设的接地保护对零序电流具有足够的灵敏度,为快速切除接地故障提供了可能性。从Z型变结构特点入手,讨论了中性点不接地系统经Z型变及小电阻接地后限制间歇性弧光过电压的原理,Z型变主要安装形式,Z型变及接地电阻选型。并讨论了经Z型变接地后,反映系统单相接地的保护配置,以及对主变压器差动保护的影响及对策。     

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。     

10 kV系统单相接地过电压的仿真计算

利用ATP电磁暂态仿真计算程序,对影响过电压的各种因素进行了理论分析,并根据变电站的实例和数据参数建立了仿真计算模型,针对影响配电网过电压的几个因素分别进行了仿真.仿真数据表明单相接地过电压受燃弧时刻、电弧电阻、故障距离和系统对地电容的影响各不相同,其中燃弧时刻对过电压的影响最明显,电弧电阻的影响次之,故障距离和系统对地电容对过电压的影响较小.