三绕组换流变压器阀侧单相接地保护动作分析

基于EMTDC建立了三绕组换流变的CIGRE模型,对单相接地故障进行了仿真。     

一种防止换流变压器阀侧单相接地时差动保护误闭锁的方案

换流变压器是连接交流系统和直流系统的枢纽,对系统安全运行有着重要影响.由于其直接和换流器相连,阀的单向导通性对换流变压器差动保护的选择性造成了严重影响,可能导致换流变压器在区内故障时二次谐波占比超过15％,使差动保护误闭锁.该文基于故障后阀的通断情况研究了逆变侧换流变压器发生阀侧绕组末端单相接地故障后的等值电路,分析了...     

换流变压器阀侧套管故障分析

换流变压器阀侧套管是换流变压器在质量上的一个薄弱环节。根据换流变压器阀侧套管的结构,对若干阀侧套管故障实例进行了分析,发现主要的原因是套管制造工艺的缺陷所致。建议对目前的交接规程和运行维护规程进行必要的修订,如增加SF6气体泄漏成像仪检测、进行SF6密度继电器校验以及SF6气体微水和纯度的在线监测等。     

计及故障持续时间的换流变压器阀侧单相接地故障分析

换流变压器阀侧单相接地故障发生时刻具有随机性,其相对于换流阀通断时刻的位置不同,会导致不同的暂态过程。首先提出了类换相失败的概念,以换相失败和类换相失败为切入点,在将故障发生时刻分段的基础上,考虑了瞬时性故障时,故障持续时间对于换流器暂态过程的影响。理论分析和仿真验证表明,换流变压器阀侧高压桥发生故障时,会立即造成类换相失败的发生,而低压桥瞬时性故障时,可能不对外体现故障特征。     

特高压换流变压器阀侧套管TA故障分析及检修

为提高特高压换流变压器阀侧套管TA故障分析及检修水平,讨论两起换流变压器阀侧套管TA故障诊断、检查、检修案例,并分别对两起故障诱因进行细致分析,对阀侧套管TA故障采取的检修措施和步骤进行细致论述。经相关电气试验验证,两台换流变压器阀侧套管TA故障均得到有效解决,实践证明本文所论述的换流变压器阀侧套管TA故障检修策略和措施切实有效,为换流变压器阀侧套管TA故障预防提供运维检修经验和借鉴,为变电站实施反事故技术措施提供相关依据。     

直流输电换流变压器阀侧交流单相接地故障

直流换流变阀侧交流接地故障具有时空离散性,故障发生在高、低压桥会造成阀桥工况的巨大差异,而故障点与电流互感器的相对位置也会带来故障相测量电流的不同,故障发生时刻的变化更是会引起故障特征的变化。本文突破了对单一事故分析的局限性,根据故障后的阀换相电压变化及故障通路变化,提出了换流变阀侧交流单相接地故障解析分析的原则与方法,给出了故障发生时刻的特征时段划分的依据及划分情况。并结合阀换相规律,从阀工况层面分析了换流器故障后的暂态过程。最后,结合天广直流工程的保护配置,进行了全面的保护校核,并给出了投旁通对的桥臂选择策略。     

换流变压器阀侧绕组端部三维电场分析

本文中通过建模及网格划分,对一台±500kV换流变压器阀侧绕组端部进行了三维直流电场、交流电场及极性反转电场的分析与计算,并与传统的二维计算方法进行了对比.     

换流变压器阀侧接地故障分析及保护优化

换流变是高压直流输电系统的重要组成部分。换流变阀侧自身无接地点,但直流侧有接地点,当换流变阀侧区内发生单点接地故障时,随着换流阀的导通和关断,故障电流呈现不规则的变化,换流变自身现有保护可能灵敏度偏低。极端情况下,当Y/Y接线变压器阀侧中性点发生接地故障时,换流变自身主保护无法快速动作。文中从换流变的结构及运行工况出发,定性概括了阀侧接地故障后的电流特征;分析了现有保护系统的特性;提出了基于零序差动和快速零序过流原理的换流变阀侧保护优化方案;并结合现场故障录波及实时数字仿真系统仿真波形对其进行了验证。验证结果表明,优化后判据可以有效提高换流变保护在阀侧区内单点接地故障下的灵敏度、动作速度及故障定位准确度。     

换流变压器阀侧绕组故障分析

该文以柔性直流系统的三相两电平电压源换流器伪双极结构为例,分析了换流变压器阀侧绕组故障的特征。根据换流阀具备的8种导通情况,将其工作状态分为环路状态、电网充电状态和充电环路复合状态。在此基础上,依据不同故障发生时刻换流变阀侧的不同工作状态,对阀侧绕组发生不同类型短路的故障特征进行了归类分析,并据故障电流通路所对应的等效电路列写回路电流方程,从而寻找电气量特征。利用PSCAD/EMTDC仿真验证了故障特性,为分析换流变保护动作性能和新原理研究提供了依据。     

高压换流变压器开式及闭式阀侧引线的设计

介绍了开式及闭式阀侧引线的发展情况及国产化设计、制造、电场计算和对比分析等内容。目前,闭式、开式阀侧引线已经在多台换流变压器上成功使用,各项指标的实测值均满足协议要求,这标志着两种类型阀侧引线的设计取得了圆满成功。     

MMC换流站阀侧交流接地故障电流解析

对模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)换流站阀侧交流接地故障特性进行研究发现：阀侧交流系统发生金属性接地故障时,故障点入地电流由下桥臂电容放电电流和上桥臂以及对端桥臂电容放电电流构成,网侧交流系统不会馈入入地电流;带过渡电阻接地故障时,网侧交流系统将通过过渡电阻作用于故障点入地电流。详细推导了三相接地故障和单相接地故障下的入地故障电流和桥臂电流的数学解析式。采用RTDS仿真验证了该表达式的正确性。由于阀侧交流出口处电位被钳制为0,因此上桥臂的子模块电容将产生过电压。下桥臂与故障点构成放电电容回路,下桥臂流过的故障电流迅速增大,且无法通过断路器切断故障电流。因此,建议采取可靠的限流措施避免阀侧故障对换流站等一次设备造成严重伤害。     

励磁变压器低压侧单相接地故障在线识别方法

励磁变压器低压侧单相接地故障时,乒乓式转子接地保护原理也能检测到对地绝缘电阻下降,并且计算的励磁绕组一点接地位置百分比为50%,可能会误导故障排查的方向。因此提出了一种励磁变压器低压侧单相接地故障在线识别方法,当励磁绕组一点接地电阻计算值小于定值,接地故障位置计算值在50%左右,且励磁绕组正、负端对地电压的基波有效值中的较大值与励磁电压的比值超过设定值时,则认为励磁变压器低压侧发生了单相接地故障。理论分析和现场录波数据验证了所提方法的正确性。     

大型换流变压器阀侧套管应急抢修更换

在换流站集中检修过程中,发现330 kV换流变压器阀侧套管顶部有渗油痕迹,套管法兰根部存在不同程度的硅橡胶鼓包变形。针对这一问题,认真分析故障原因,在场地狭小、外部环境复杂的情况下,制定可行的技术措施,拆除降噪墙、一次引线、二次电缆和阀厅封堵,从运行位置牵引出换流变压器,抽出换流变压器绝缘油,采用链条葫芦调整倾斜角方法,实施阀侧套管抢修更换。全部更换完成后,进行换流变压器抽真空和真空注油,达到试验条件后开展常规试验和特殊试验,合格后进行复装就位。实践证明此方法可行。     

换流站阀侧交流接地故障电流快速抑制方案

换流站阀侧交流接地故障下,故障点通过接地极与下桥臂组成故障回路,其故障冲击电流大,不能通过断路器切除。分析表明,接地极在对称运行时基本没有电流流过,并在单极架空线路故障和换流站阀侧交流接地故障中提供了故障回路。因此,接地极引入故障限流装置不仅对系统的正常运行没有影响,且能有效抑制单极故障电流和阀侧交流接地故障电流,降低对直流线路保护及换流站保护的要求。分析了阀侧交流接地故障下的故障电流组成,从供电可靠性、故障限流效果等方面分析了故障限流器引入接地极所具有的优势,提出了故障限流器分散组合式安装方法,利用电容器组与故障限流电感的组合投入,实现对回路中能量的吸收和故障电流上升率及峰值抑制的新型故障限流器拓扑结构。利用PSCAD/EMTDC平台搭建了双端柔性直流输电系统,仿真结果验证了接地极安装位置的优越性,并证明了新型故障限流器的有效性。     

换流变压器阀侧接地故障特性分析

对贵广二回换流变压器阀侧接地故障情况的仿真试验结果进行分析,针对交流侧断路器延时开断,导致故障扩大的可能原因进行定性的分析.在此分析的基础上,比较试验结果和电磁暂态直流仿真(EMTDC)计算的结果,进而说明现有的直流输电系统故障仿真分析方法的不足.建议展开直流输电系统故障的理论分析,并指出其对实现直流保护模块化、标准化设计的重要性.     

MMC-HVDC系统阀区单相接地故障定位研究

模块化多电平的直流输电系统(MMC-HVDC)换流变压器阀侧中性点采用大电阻接地。任何一换流站阀侧发生单相接地故障后,导致两个换流站的中性点电流幅值和相位均相等。两个换流站都触发中性点过流保护元件动作,无法准确定位故障位置,对后续的柔直检修工作带来极大困扰。针对此问题,深入分析了阀侧单相故障产生的故障电流通道机理,指出一条放电回路为非全相放电通道,结合柔直的平衡性控制特点,该通道即不可控制通道;另一条零序放电回路为故障放电通道。提出了在一侧换流站增加零序补偿策略,该策略在原调制电压上叠加零序电压,导致两换流站中性点电流出现差值而实现故障准确定位。新策略不增加任何测量装置,简单可靠,易于实现。最后通过RTDS试验平台验证所提策略的正确性。     

逆变侧换流变压器网侧接地故障对差动保护影响分析

特高压直流输电系统逆变侧换流变网侧单相接地故障后,网侧电压跌落可能会引发直流系统换相失败,有直流分量流入换流变压器绕组,使变压器铁芯磁通发生偏移,引起换流变饱和,产生故障性涌流,进而影响其安全稳定运行。针对逆变侧换流变网侧单相接地故障产生的故障性涌流问题,通过开关函数理论讨论了换流阀正常换相以及换相失败两种情况下网侧故障电流特征,分析了逆变侧网侧单相接地故障后换流变磁通的变化情况。在此基础上,研究了电流互感器饱和对换流变差动保护的影响。结果表明,换流变网侧区内故障情况下,网侧电流互感器饱和,使得换流变差动电流二次谐波含量超过门槛值,导致差动保护误闭锁。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了分析的正确性。     

柔性直流配电系统换流器交流侧接地故障的分析

柔性直流配电网中的换流器若经联结变压器接入交流电网,联结变与换流阀之间发生绝缘损坏会产生换流器交流侧接地故障。接地故障对系统运行的影响及其保护方案值得研究。首先分析了柔性直流配电网中各部分的共模等效模型。考虑联结变不同的接地方式,建立了一个典型的五端柔性直流配电系统共模等效电路。推导了各端基频共模电流、电压的计算公式。其次考虑系统可能存在的各种谐振,提出了一种基于换流器直流侧基频共模电流、电压以及功率方向的多端柔性直流配电系统交流侧接地故障的保护方案。最后在PSCAD仿真平台上进行了验证。     

光伏电站主变压器比率差动保护对单相接地短路故障的适应性分析

结合逆变器控制策略及我国对光伏并网逆变器低电压穿越的最新要求,分析了光伏电站主变压器发生单相接地短路故障时短路点故障电流的变化规律。在此基础上,计及主变压器绕组接线方式的影响,根据具有比率制动特性的差动保护原理,研究了差动电流与制动电流的变化规律。进一步通过计算差动电流与制动电流之比,分别从过渡电阻大小、光伏电站并网容量等方面定量分析了主变压器比率差动保护在该故障情况下的适应性。理论分析和仿真验证结果均表明,受控制策略的影响,当光伏电站主变压器两侧出口处分别发生单相接地短路故障时,主变压器比率差动保护灵敏度显著降低,并存在拒动风险。