核电厂备用变压器分闸异响问题研究

近些年核电领域变压器发生多起事件，引起了电厂管理层对变压器设计、制造、运维等领域的关注。备用变压器作为电厂的备用电源，其质量对电厂的安全可靠运行有重要意义。本文中作者针对某核电厂220kV备用变压器在分闸瞬间发生声响问题，介绍了其电气系统主接线，分析分闸时电压、电流、声波的特点，研究了发生原因并组织验证，给出增加永久10kV并联电抗器的处理方案及影响分析，给同行处理类似问题提供借鉴。     

一种带有逆变器控制的新型可调电抗器

针对可调电抗器中普遍存在的电抗值无法连续可调、谐波污染大、响应慢、稳定性差等问题,提出一种基于电压型逆变器及带气隙变压器控制的新型可调电抗器方案——将新型可调电抗器串联连接于电力系统,通过控制变压器二次绕组电压的幅值及相位,实现变压器原边等效阻抗的连续无级可调。以串联型可调电抗器带阻感负载为例,根据劳斯判据进行推导计算,得出系统稳定运行条件。基于电力仿真(power simulation,PSIM)软件对系统进行仿真,在满足稳定运行条件时,该可调电抗器阻抗连续无级可调,没有饱和现象,且不产生任何噪声或谐波。理论分析及仿真结果验证新型可调电抗器及稳定性条件的有效性。     

一起110kV电容式电压互感器异响原因分析

本文作者主要介绍了某供电局一台运行中的110kV电容式电压互感器出现异响，经检查发现该CVT电压监测数据偏高，通过对其进行诊断试验及解体检查，分析了故障产生原因。根据试验结果分析，判断造成该CVT异响的原因可能为中间变压器一次绕组存在接地短路的情况，使得补偿电抗器调谐作用失效，一定工况下激发CVT铁磁谐振，由于阻尼器对抑制谐振过电压的范围以及性能存在问题，从而导致产生持续的异响，并通过解体检查对故障原因进行了验证，为后续同类型设备的运行维护提供参考和指导。     

基于改进配电变压器截波过电压暂态模型的仿真

为了加强配电变压器运行的安全性,避免避雷器动作后造成的截波过电压对配电变压器造成损害,建立了描述配电变压器绕组暂态过程的时域等值电路,并根据所给的技术参数,计算出了配电变压器时域等值电路中参数值。建立了基于MATLAB语言下的改进配电变压器截波过电压暂态仿真模块,对加入防雷电抗器前后配电变压器绕组的暂态过程进行了仿真,绘制出了一次、二次绕组的电流、电压波形。仿真结果表明,配电变压器加入防雷电抗器后,变压器绕组上的电压、电流幅值和陡度均有明显下降,验证了新型防雷电抗器的理论可行性,能够有效降低配电变压器截波过电压[1-3]。     

40.5kV真空断路器分闸并联电抗器重燃过电压及抑制方法

40.5 kV真空断路器分闸并联电抗器时,极易出现截流和电弧复燃,由此产生的重燃过电压会危害系统设备绝缘,危及电网安全稳定运行。为分析重燃过电压的特性及危害,文中考虑分闸过程中真空断路器触头之间的燃弧特性,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC构建了准确的真空断路器的三相分闸重燃模型及开断并联电抗器的220 kV变电站系统仿真模型,分析了真空断路器分闸初相角和介质绝缘恢复速度对重燃过电压的影响。文中提出了避雷器和阻容吸收器、以及避雷器和铁氧体磁环两种过电压协同防护方案,与避雷器、阻容吸收器和铁氧体磁环单独使用时对重燃过电压的抑制效果进行了对比,并分析了不同安装位置下的抑制效果,验证了文中所提出的避雷器和阻容吸收器以及避雷器和铁氧体磁环两种协同防护重燃过电压方案的有效性。文中的研究成果为并联电抗器的投切和抑制方面的实际应用提供了理论支撑。     

电容式电压互感器传变特性研究

电容式电压互感器存在电磁单元,当过电压达一定值时,中间变压器及速饱和电抗器可能饱和,在低频振荡下CVT的分压比降低,二次绕组测量到的电压值将高于实际值,导致过压保护误动。文中以500 k V多乐永丰I回线在带高抗切除空线时过压保护动作为切入点,通过过电压电磁暂态仿真及CVT在系统电压偏离工频时的传变特性计算,分析CVT在低频饱和状态下二次侧测量电压被放大的原因,研究CVT饱和后的电压测量偏差。该线路空载分闸过电压现场测试数据,充分验证了CVT低频下传变特性改变引起测量值大于实际值是500 k V多永I回线在空载分闸时过压保护动作的真正原因。     

磁饱和式和变压器式可控电抗器应用比较分析

概述了磁饱和式可控电抗器(MCSR)和变压器式可控电抗器(TCSR)的基本结构和工作原理,详细分析了它们的控制特性,以超高压输电线路为例,应用动态无功补偿原理,采用工程设计方法,设计了MCSR和TCSR的电压控制系统,对电抗器的仿真模型及仿真参数进行了详细说明,重点介绍了两类电抗器触发脉冲的产生过程.仿真结果表明:磁饱和式和变压器式可控电抗器的功率都能够连续平滑调节,使线路末端电压在稳态时总保持为额定电压不变,而变压器式可控电抗器的响应速度更快.     

500kV空气断路器开断电抗器时A相爆炸的原因分析及其并联电阻在限制截流过电压中的作用探讨

本文分析了500kV空气断路器开断电抗器时的爆炸过程,计算了在不同分闸电阻下开断后的恢复电压。认为这次事故的根本原因在于选用断路器失误,相对于被切电抗器的感抗来说,断路器的分闸电阻太低,因而在辅助断口截流开断的情况下,必然产生很高的过电压,引起灭弧室内绝缘薄弱环节击穿,并形成“烧闷罐”而爆炸。本文认为把分闸电阻增大至8000Ω,有可能把截流过电压限制在2.3倍以下。     

同发风电场并网对白洮电网电压的影响

针对吉林省同发风力发电场并网运行所引发的白洮电网电压过高问题进行了仿真研究,根据电网实际运行参数,在典型运行方式下,对风电场不同出力接入电网情况进行了潮流计算及无功电压分析,提出了在同发风电场变压器低压侧加装20 M var电抗器的解决措施。     

电抗器开断过电压影响因素关键性辨识北大核心CSCD

针对真空断路器投切电抗器造成的过电压问题,提出了影响过电压幅值和持续时间关键因素的辨识方法:首先构建了真空断路器投切过电压事故树模型,分析了影响因素的作用过程;其次,搭建了基于神经网络的预测模型,对电抗器投切过电压影响因素灵敏度进行分析,量化各影响因素对过电压幅值与持续时间的作用程度;最后,以某一实际配电网为例构建电抗器投切仿真模型,遍历各影响因素可能取值,模拟电抗器投切过电压过程,对比与分析杂散电容、电缆长度、介电强度上升率、真空断路器分闸时刻和线路电感等8个主要影响因素的作用,结果表明,杂散电容、线路参数和真空断路器绝缘强度上升率、分闸时刻是其中的关键影响因素。研究结果可为抑制电抗器投切过电压提供有用参考。     

基于双饱和变压器模型的磁控电抗器仿真新方法

磁控电抗器以其控制灵活、稳定、可靠、可连续调节工作电流等优势在电力系统中得到了广泛应用,但目前对其工作原理的仿真方法存在过于复杂和繁琐的问题。为此,提出了一种基于双饱和变压器模型的磁控电抗器仿真新方法,即采用2个独立的多绕组变压器模拟磁控电抗器的工作原理,通过MATLAB软件对此方法进行了仿真验证。研究结果表明:该方法直观简单,不用考虑电抗器结构尺寸等参数,并能仿真各绕组、晶闸管和二极管等元器件的电压、电流及各绕组的磁链;基波电流(标幺值)仿真值与理论计算值的相对误差小于±1%,证明了该方法的有效性。     

110～500 kV变电站变压器/高压并联电抗器典型规范应用说明

文章对变压器/高压并联电抗器的主要厂商制造情况、各电压等级的变压器/高压并联电抗器的设备特点及运行情况做了介绍,结合通用设备典型规范对变压器/高压并联电抗器的设备选型以及设备厂家应如何应对该典型规范作了阐述。     

220 kV变压器中性点接地方式改造后相关设备的安全校核分析

为限制方山电厂近区发生非对称故障时500 kV泸州变电站220 kV系统短路电流,需对电厂主变压器中性点接地方式进行改造,将电厂2台主变压器中性点分别通过接地小电抗器和1套隔直装置接地。文中通过仿真模拟电厂近区不同接地故障,电厂2台主变压器采用不同接地方式,分别得出主变压器中性点、接地小电抗器、隔直装置等设备的暂态电压和短路电流,验证电厂2台主变压器接地中性点分别通过接地小电抗器和1套隔直装置接地时,相关设备不会出现电压、电流超限而威胁设备的安全。同时,对线路、发电机、主变压器相关保护的影响进行了分析,对是否引发谐振进行了评估。     

油浸式电抗器(变压器)振动测量方法研究

分析了电抗器(变压器)的振动产生机理,对110 kV及以上电压等级油浸式电抗器(变压器)的油箱壁表面结构特点进行了分类,提出了能够对不同电抗器(变压器)表面结构形式进行振动测点布置的规范性方法,同时对振动测量和评价的振动量、测振仪器的性能指标和设备运行负荷等提出了相应的要求,为电抗器(变压器)振动的规范性测量和评价提供了更为科学的测量方法依据。     

变阻抗变压器过电压分析

电力系统短路电流严重影响了变压器的安全可靠运行,为限制变压器的短路电流,提出了一种新型的变阻抗变压器,该新型变压器能实现阻抗的自主调节,保障了限流效果的同时还兼顾了经济性。文中介绍了变阻抗变压器的结构及原理,利用PSCAD仿真软件分析了变阻抗变压器过电压的特性及抑制方法。研究结果表明:变阻抗变压器阻抗调节过程中会产生高频高幅值的暂态过电压,在限流电抗器两端并联电容器能有效地抑制暂态过电压的幅值及频率,并能使电抗器绕组电压均匀分布。变阻抗变压器的投入使用有利于提高电力系统运行的安全可靠性。     

特高压换流阀用饱和电抗器的振动研究与优化方案

随着特高压直流输电技术的不断发展,输送容量又达到了新的高度,作为晶闸管换流阀核心部件之一的饱和电抗器,起到了抑制电流变化率、高频电压冲击下分摊硅堆电压以及均衡换流阀电压分布的作用。电抗器在实际运行过程中产生的振动,会引起噪音、同时造成连接水管摩擦漏水等一系列的危害。文中分析了电抗器产生振动的原因;利用Ansys仿真软件对换流阀饱和电抗器进行电磁场及谐响应仿真分析,计算出电磁力和振动位移,提出了减振优化方案,并通过试验和仿真验证其可行性,使电抗器振动有效减小,为后续的优化设计提供了参考。     

TCT式可控并联电抗器晶闸管阀取能方式分析

对晶闸管控制变压器(TCT)式可控并联电抗器结构特点进行分析,并总结其运行特点。根据晶闸管控制变压器式可控并联电抗器在90°180°范围内平滑调节容量的特性,重点分析电压取能和电流取能对其运行特性的影响,并提出晶闸管控制变压器式可控并联电抗器使用电压和电流混合取能的方法。通过建立真实动态模型,证明了该方法的可靠性和可行性,为晶闸管控制变压器式可控并联电抗器的设计提供了依据。     

特高压交流输电线路单相重合闸无故障识别电压电流组合判据

为实现特高压输电线路单相重合前无故障判别,分析了不同情况下带并联电抗器的特高压线路单相故障时断开相的电压和并联电抗器电流的幅值及频率特征,提出了利用Prony算法提取断开相电压和并联电抗器电流的主要低频分量频率及幅值信息作为组合判据。结果表明:故障未消失时,断开相电压和电抗器电流无自振低频分量,仅有工频周期分量;而故障消失后,断开相电压和并联电抗器电流存在工频和自振低频2种周期分量。电抗器补偿度对断开相电压及电抗器电流的幅值影响较大,但自振低频分量频率由线路固有参数决定,因此利用电压量和电流量作为综合判据避免了以单一电气量幅值判别可靠性低的不足。通过大量的ATP仿真验证了该判据能够实现重合前无故障的可靠识别,且判据基本不受系统运行状态及故障条件的影响,有利于提高带并联电抗器线路单相重合闸的重合成功率。     

含小水电接入的35 kV母线电压优化问题分析

针对含小水电电网丰水期相关变电站母线电压偏高严重的问题,本文以甘肃某供电公司所辖线路-相关变电站为例,对母线电压偏高问题的原因进行理论分析,分别通过发电机进相运行方式、母线加装并联电抗器以及发电机进相运行与母线加装并联电抗器结合的方式进行电压控制,在电力系统仿真软件PSASP上搭建模型进行仿真验证;仿真结果表明发电机进相运行与母线加装并联电抗器结合的方式进行控制电压效果最好,对解决电压偏高问题效果显著。研究结果对含小水电接入解决母线电压优化问题具有指导意义。     

一种双功能变压器及其分析

目前,电力变压器与磁控电抗器这两种设备都是分别制造,这两种设备分别有各自的铁芯,占用面积比较大。提出一种双功能变压器,用一台磁控电抗器的铁芯,同时实现变压器与磁控电抗器两种功能。双功能变压器占用面积比较小。用Matlab仿真软件中的Simulink工具箱构建双功能变压器仿真模型,对双功能变压器进行仿真分析。结果表明:不论变压器铁芯饱和度的变化是多少,引起变压器漏抗的变化不大于7%。提出的双功能变压器可同时实现变压器与磁控电抗器两种功能。变压器模块运行对磁控电抗器模块工作影响很小;磁控电抗器模块运行对变压器模块工作影响很小。