750kV交流输电线路的工频及操作过电压

750kV输电线路分布电容大、波阻抗较小,线路的工频过电压及操作过电压比一般超高压线路更为严重,为了合理确定绝缘配合,有必要对其各种过电压进行研究。结合西北地区官亭-西宁750kV输变电工程,分析了电抗器中性点电抗与潜供电流、恢复电压的关系,通过计算确定了中性点电抗的取值,保证了单相重合闸的成功率。研究了各种运行方式下的工频过电压及合闸操作过电压,包括三相合闸、单相自动重合闸过电压,同时分析了金属氧化物避雷器(MOA)、断路器并联电阻等措施对过电压的抑制效果,并与实际测量结果进行了比较。在此基础上,改变线路输送容量、线路长度及保护配置方案,对750kV交流输电线路取消合闸电阻的条件进行了研究。通过电磁暂态程序(EMTP)的仿真计算表明,线路两端装设电抗器后,工频过电压符合我国关于超高压线路工频过电压的要求。同时采用线路两端装设MOA和断路器装设并联电阻的方法,可以有效降低操作过电压,而且对MOA和并联电阻热容量要求不高。当线路输送功率为700MW,线路长度<60km时可以取消断路器合闸电阻,仅靠线路两端的MOA就可将操作过电压限制到线路设计水平以下。若沿线路增加一组MOA,满足同样的过电压要求,线路允许长度可达380km。     

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)。     

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。     

取消750 kV断路器合闸电阻的可行性研究

取消750 kV线路断路器合闸电阻可节省费用,提高断路器运行可靠性。笔者以即将建设的兰州东-银川东750 kV输电线路工程为背景,结合国外对取消合闸电阻的研究,利用电磁暂态计算程序(ATP/EMTP)计算装设1组避雷器和断路器合闸电阻时,线路三相合空线、单相自动重合闸统计操作过电压水平。计算表明,在首末端装设1组避雷器时,三相合空线、单相自动重合闸统计操作过电压最大值分别为2.38 p.u.和2.57 p.u.,在线路线路长度较短时,两端装设避雷器的方法可以将上述两种统计操作过电压抑制到1.80 p.u.以下,可见在线路较短时取消合闸电阻成为可能。     

金属氧化物避雷器在500千伏线路操作过电压下的性能研究

根据在暂态网络分析仪(TNA)上对国内50多条500kV输电线路所做的电磁暂态研究结果,本文分析了断路器装设或不装设合闸并联电阻时,正常及故障操作过电压下,线路两端金属氧化物避雷器保护过电压的性能和避雷器的工况。文中还提出,用金属氧化物避雷器作为500kV线路操作过电压的主保护,本身裕度很大。     

1000kV交流输电线路故障过电压研究

在描述1000kV特高压输电线路接地短路过电压的情况下,以输变电系统在线路上单相接地或两相接地引起的过电压和自动重合闸两种情况下,所产生的操作过电压作为研究对象,利用ZnO避雷器和可控并联电抗器来限制过电压水平。仿真结果表明,单相重合闸导致的过电压幅值显然高于单相接地和两相接地时。     

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。     

特高压输电线路单相自动重合闸过电压的仿真研究

单相自动重合闸与系统过电压之间有着密切的关系。本文首先从理论上推导了在不投入并联电抗器的情况下,特高压线路的工频电压升高;随后用PSCAD仿真软件对单相自动重合闸过电压进行仿真,在双端电源与长线相连情况下,分析并联电抗器运行方式和安装避雷器对工频电压升高的抑制作用。从推导分析中得到了特高压线路的工频过电压特性,提出了避雷器的最佳安装位置及对过电压的影响。     

利用中性点电抗器实现高压输电线单相自适应重合闸

对带并联电抗器和中性点电抗器的超高压输电线,为了避免重合于永久性故障,在单相重合闸之前合上中性点电抗器与地之间装设的接地开关S,根据断开相电压值可以有效地判别线路故障的性质和绝缘水平,防止重合于故障线路.通过设定被短接电抗的百分比或者经过阻尼电阻短接部分电抗可以控制断开相振荡电压水平,防止断开相过电压.ATP-EMTP暂态仿真结果表明:如果是瞬时性故障,只要两侧中性点电抗器开关S的动作时间差小于30 ms,或者后合一侧的中性点电抗器开关S在电压振荡幅值最低时刻附近合上,断开相电压值可以振荡到额定电压的水平,单相重合闸可以成功;反之,若断开相电压值保持在很低的水平,则必然是永久性故障.     

特高压输电线路单相自动重合闸过电压的仿真研究

单相自动重合闸与系统过电压之间有着密切的关系.本文首先从理论上推导了在不投入并联电抗器的情况下,特高压线路的工频电压升高;随后用PSCAD仿真软件对单相自动重合闸过电压进行仿真,在双端电源与长线相连情况下,分析并联电抗器运行方式和安装避雷器对工频电压升高的抑制作用.从推导分析中得到了特高压线路的工频过电压特性,提出了避雷器的最佳安装位置及对过电压的影响.     

对1000kV电网操作过电压及相位控制高压断路器的讨论

根据500kV及750kV电网操作过电压的数据以及1000kV电网应有的过电压水平,指出了对于1000kV电网断路器关合开断可能引起的多种操作过电压(如开断并联电抗器及开断中小短路电流的的重燃过电压等)必须给予重视.近年来国外用以抑制操作过电压的装置除并联电阻的高压断路器及氧化锌避雷器以外,相位控制高压断路器日益得以广泛应用.文章介绍了国外相控高压断路器的应用情况,总结了相控高压断路器的关键技术,并对将其应用于我国1000kV电网提出了几点建议.     

1000kV同塔双回输电线路的故障清除转移过电压

淮南-皖南-浙北-沪西是我国即将建设的1000 kV特高压交流同塔双回输电线路,由于电压等级的提高,对线路的操作过电压绝缘水平就提出了更高的要求。针对此问题,使用电磁暂态程序PSCAD-EMTDC计算了全线的故障清除转移过电压,并分析了不同故障点不同运行方式及不同故障类型对转移过电压的影响。仿真结果表明,在单相、两相和三相接地等较严重的故障类型下,输电线路上的转移过电压会超过限制值。最后提出了在转移过电压最为严重的淮南-皖南线路上安装避雷器来将转移过电压限制在容许值以下的保护建议。     

1000kV交流输电线路的工频暂态过电压研究

以国家电网公司已进行了前期论证工作的晋东南-南阳-荆门单回百万伏级输变电示范工程为背景,研究了其在各种工况下的工频电压升高,包括空载线路电容效应、不对称故障及甩负荷三种工况,提出了包括采用高压电抗器进行无功补偿等限制工频电压升高的措施.仿真计算表明,空载线路电容效应引起的工频电压升高最大值为1.04pu,单相接地故障引起的工频电压升高最大值为1.31pu,甩负荷引起的工频电压升高最大值为1.20pu.对于甩负荷和不对称接地故障这两种工况,并联高压电抗器装设在线路末端时抑制工频过电压的效果比装设在首端或装设在两端时要好.     

Switching surge overvoltages on the feeding system of a MAGLEV train

This paper investigates switching surge overvoltages due to a section switchgear between coils and a feeding cable, and surge overvoltages due to a ground fault in the feeding cable. The maximum overvoltage due to switchgear closing is about 25 kV on the coil and 15 kV on the cable sheath. The coil overvoltage becomes greater as a source voltage reaches its peak. The overvoltages due to switchgear breaking is dependent on the breaking current and they reach 115 kV on the coil and 15 kV on the cable sheath when the current is 50 A. The fault surge overvoltage is about 24 kV on the coil which is smaller than the switching overvoltage. On the other hand, the cable sheath overvoltage reaches 32 kV, which is the largest among various overvoltages investigated in this paper, and could result in sheath insulation breakdown. The coil overvoltage due to current breaking by a section switchgear may cause coil insulation breakdown when the breaking current is large. Both the coil and sheath overvoltages can be controlled to less than the insulation level by arresters. © 1998 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, (4): 58–66, 1998     

用EMTP程序计算500kV串补输电线路的操作过电压

本文用EMTP程序计算了500kV串补输电线路的操作过电压,分析计算了故障地点不同、串补度不同、加装500kV氧化锌避雷器和有、无合闸电阻的情况下串补电容对操作过电压的影响,还校验了避雷器的通流容量;构成了氧化锌非线性电阻的伏安特性曲线,本文提出了限制输电线路操作过电压的措施.     

500kV输电线路高抗和串补对过电压影响分析

在超高压输电线路中,通常会配置高抗和串补来提高输电线路的输电能力和系统的稳定性,同时也会对输电线路的电压特性造成影响。本文以500 kV A-B线路为例,分析了500 kV输电线路中高抗和串补的投退对于工频过电压、操作过电压以及潜供电流的影响,针对高抗和串补的投退方式、线路不同类型故障以及单双回线运行等方面的因素,进行了多角度的仿真分析和研究。研究结果对电网的运行具有一定的实际指导意义。     

500kV砚都站断路器均压电容爆炸事故仿真分析及反措建议

针对一起500 kV变电站隔离开关操作过程中发生的触头关合不到位引起的断路器均压电容爆炸事故,运用电磁暂态软件ATP/EMTP编程建立了电弧重燃模型,从过电压以及能量积累两方面对事故原因进行了分析。结论认为事故是由系统通过电弧向均压电容与线路对地电容构成的串联电容多次充电引起的,均压电容两端电压波形包含基频、高频两个分量,长时间工频电压和操作电压的叠加作用效应最终导致均压电容发生绝缘击穿。根据仿真计算对事故反措提出了建议。     

电抗器过电压吸收装置应用分析

针对变电站电抗器投切过程中易产生过电压,导致真空断路器爆炸、烧毁等问题,分析了投切电抗器时过电压产生的机理及常规治理措施的不足。提出通过在电抗器加装过电压吸收装置,达到限制过电压水平、减少过电压对真空断路器冲击的目的。在锡林郭勒电业局220 kV高力罕变电站串联电抗器及220 kV玉龙变电站并联电抗器加装过电压吸收装置后,有效降低了电抗器投切时的过电压水平。     

分布式光伏接入对110 kV主变中性点电压的影响分析

110 kV主变在非直接接地运行方式下,当变压器低压侧存在分布式光伏接入时,发生单相接地短路故障等情况可能会引起变压器中性点过电压问题,对中性点的绝缘造成威胁。分析了发生故障后网络的故障特性、线路保护的动作情况以及中性点电压偏移问题;在此基础上,分析了线路保护动作后分布式光伏接入对中性点电压偏移问题可能造成的恶化,并讨论了光伏容量和本地负荷的影响;给出了含分布式光伏配电网110 kV主变加装间隙保护的相关建议。