一种提高超高压输电线自动重合闸成功率的方法

在超高压（EHV）输电线运行中采用单相重合闸以提高系统的可靠性和稳定性。为利于故障点灭弧,提高单相重合闸的成功率,一般采用并联电抗器加中性点电抗器的接线方式。计算和分析表明：中性点电抗器使断开相处于低电压状态,有利于灭弧,但不利于判断线路的绝缘水平,造成重合于故障线路。在中性点电抗器与地之间装设接地开关,在重合闸之前合上此开关,根据断开相电压值可有效判别线路故障的性质和绝缘水平,可防止重合于故障线路,提高重合闸的成功率。     

带并联电抗器的线路单相自适应重合闸故障判别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,研究了故障后线路断开相并联电抗器与中性点小电抗上的电压特性,发现在永久性故障时,无论是金属性接地还是经过渡电阻接地,断开相并联电抗器上电压与中性点小电抗上电压的比值总是大于瞬时性故障时两者的电压比值。基于上述结论,提出了超高压带并联电抗器输电线路单相自适应重合闸故障的电压判别方法。理论分析和EMTP仿真表明,该判别方法简单、有效,能可靠实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。     

750 kV输电线路保护与单相重合闸动作的研究

阐述了750 kV输电线路的电容效应、互感效应以及合闸过电压的问题,指出单相接地故障时若采用三相重合闸将不可避免地产生较高过电压.指出了750 kV输电线单相重合闸的应用前提是避免并联电抗器补偿给单相重合闸可能带来的谐振过电压问题,分析并提出了并联电抗器中性点小电抗的正确取值范围.针对并联电抗与线路电容之间的电磁振荡对故障断开相恢复电压的影响,研究了单相瞬时性故障恢复电压的拍频振荡特点,并提出了750 kV输电线路的单相重合闸方案与重合过电压的抑制方法.     

750 kV输电线路保护与单相重合闸动作的研究

阐述了750kV输电线路的电容效应、互感效应以及合闸过电压的问题，指出单相接地故障时若采用三相重合闸将不可避免地产生较高过电压。指出了750kV输电线单相重合闸的应用前提是避免并联电抗器补偿给单相重合闸可能带来的谐振过电压问题，分析并提出了并联电抗器中性点小电抗的正确取值范围。针对并联电抗与线路电容之间的电磁振荡对故障断开相恢复电压的影响，研究了单相瞬时性故障恢复电压的拍频振荡特点，并提出了750kV输电线路的单相重合闸方案与重合过电压的抑制方法。     

带并联电抗器的交流特高压输电线路单相自适应重合闸故障识别方法

为使单相自适应重合闸避免重合于永久性故障,需对线路故障类型进行准确的识别。笔者针对带并联电抗器的交流特高压输电线路,计算瞬时性故障与永久性故障时中性点小电抗电压与故障线路端电压幅值比,分析发现,两种故障情况下其比值明显不同,因此利用中性点小电抗与故障线路端电压幅值比为判据,可准确判别瞬时性与永久性故障。大量ATP/EMTP仿真结果表明,该方法可以有效识别不同故障类型,且判别方法简单可靠性高。     

750kV及特高压输电线路抑制潜供电弧的方法

为使单相自动重合闸在750kV及特高压输电线路瞬时性故障后可靠重合，必须限制潜供电流和恢复电压。基于一个750kV双端电源供电系统模型，对2种熄灭潜供电弧的方法——使用快速接地开关和并联电抗器中性点接小电抗，采用ATP仿真软件进行了潜供电流及恢复电压的计算，分析比较了2种方法的优缺点。依据仿真数据得出，并联电抗器中性点接小电抗的方法降低潜供电流及恢复电压的效果优于前者。同时针对特高压线路采用单相自动重合闸的优势，提出了并联电抗器中性点小电抗的正确取值范围，从而达到抑制谐振过电压、加速潜供电流熄灭，成功实现单相重合闸的目的。     

同杆双回线非全相运行的精确计算与单相重合闸研究

本文采用精确分布参数数学模型计算和分析了无并联电抗器的500KV同杆双回线和一侧带并联电抗器的500KV同杆双回线在永久性故障和瞬时性故障时故障线路电压与非故障线路电压之间的相位关系.提出采用故障相电压幅值大小,故障相电压与非故障线路电压之间的相位比较,以及故障相电压谐波大小的综合判据,以区分永久性故障与瞬时性故障,实现有选择的单相自动重合闸.防止重合于故障线路造成对系统和设备的冲击.     

基于参数识别的单相自适应重合闸研究

在分析带并联电抗器输电线路单相故障特点的基础之上,提出一种利用参数识别原理的单相自适应重合闸永久性故障识别方法。该方法以恢复电压阶段的瞬时性故障p型等效模型为参数辨识模型,将并联电抗器电感和中性点小电抗电感参数作为辨识参数,利用电感参数求解值与真实值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障情况下,故障模型与求解模型一致,电感求解值与实际值差异很小;永久性故障情况下,故障模型与求解模型不一致,电感求解值与实际值差异明显。该方法判别原理简单可靠,仅利用单端电气量,且不需要长数据窗滤波,理论上不受低频振荡分量的影响。大量ATP仿真表明,该文判别方法能够快速识别永久性故障,能够用于带并联电抗器输电线路的快速单相自适应重合闸。     

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。     

并联电抗器中性点小电抗的选择及其对单相自适应重合闸的影响

根据单端带并补的输电线路模型,推导了最佳中性点电抗器的取值,以达到对相间电容进行完全补偿并在瞬时性故障时快速熄弧的目的。同时,建立了线路瞬时性故障时的一、二次电弧模型,并在ATP/EMTP中进行了500 kV输电线路瞬时性故障的仿真,仿真包括了输电线路进行导线换位和不换位2种情况,明确了不同中性点电抗器的选择对熄弧时间、潜供电流、恢复电压的影响。由仿真分析发现了传统基于电压幅值、电压畸变的单相自适应重合闸判据的不足。指出自适应重合闸判据应适应线路导线有无换位、有无并补、有无中性点电抗器及中性点电抗器取值大小等情况,从而达到在瞬时性故障时断路器在最佳时间快速重合、永久性故障时不重合的目的。     

单相重合时序对系统暂态稳定的影响

以单机无穷大系统为例,分析了系统下列故障暂态过程:单相接地短路;单相断路器动作,切除故障相;故障相投入单相重合闸;三相断路器动作,切除故障线路。以等面积法则为理论依据,从机理上分析了线路两端单相重合闸投入的顺序对系统暂态稳定性的影响,得出了由非故障侧首先投入单相重合闸可增加发电机转子在暂态运动过程中的减速面积、提高系统暂态稳定性的结论。对某电网500 kV线路发生单相故障进行了仿真:故障侧先重合,暂态功角稳定裕度在90.71%～100%间变化;非故障侧先重合,暂态功角稳定裕度于0.9、1.0、1.1 s重合时均保持在98.43%;在重合时间为1.1s时,故障侧先重合,暂态电压稳定裕度为11.52%,非故障侧先重合,暂态电压稳定裕度为98.73%,电压稳定裕度提高了7.57倍;在重合时间为1.2 s时,故障侧先重合,系统的暂态频率稳定裕度为30.20%,非故障侧先重合,系统的暂态频率稳定裕度为49.12%,频率稳定裕度提高了62.65%。     

超高压同杆双回线中性点小电抗的精确计算方法

为解决带并联电抗器和中性点电抗器的同杆双回长线路单相接地故障后的非全相运行潜供电流和恢复电压精确计算问题,采用特征模量分解法对同杆多回线间的零序参数解耦,提出基于同杆双回线实测参数（正/负序阻抗和电纳及零序的自阻抗、互阻抗、自电纳和互电纳）的同杆双回长线路非全相运行公式。结果显示,利用该公式计算的故障点潜供电流和恢复电压,为同杆双回线中性点电抗器的参数确定提供了可靠依据,具有一定的工程应用价值。     

新型同杆双回线自适应重合闸方案研究

提出了新的可用于同杆并架双回线的自适应重合闸方案,并在此基础上给出了新的同杆并架双回线保护配置方案。对于带并联补偿电抗器的输电线路发生瞬时性故障后断开相电压存在拍频现象,电压频率基本为低频分量;发生永久性故障后,断开相电压主要为健全相感应电压,为工频分量。对故障相恢复电压进行步长为20ms的差分,瞬时性故障时差分后的电压幅值较大,而永久性故障差分后电压幅值基本为零。通过比较差分电压的幅值,能很好地区分瞬时和永久性故障。另外,从可靠性出发,提出了幅值判据和相位判据相结合的方案,综合利用了幅值判据和相位判据的优势。新的幅值和相位相结合的判据,能够很好地适用于不带并联电抗器的线路,一端或者两端带并联电抗器的线路。大量EMTP和RTDS数字仿真实验表明该方案具有很强的可行性和工程应用价值。     

带并联电抗器同杆双回输电线路故障特性研究

针对一端和两端带并联电抗器的超高压同杆双回输电线路,分析故障相并联电抗器电压的测量值与实际计算值以及中性点小电抗电压特性,提出一种基于故障相并联电抗器电压的计算值与实际测量值之差同中性点小电抗器电压的幅值比来实现区分失压可恢复绝缘故障与失压不可恢复绝缘故障的判别原理。利用该方法可以区分失压可恢复绝缘故障与失压不可恢复绝缘故障,具有较高的灵敏度。利用EMTP对瞬时性故障与永久性故障时故障相并联电抗器的电压特性进行了大量的仿真,结果表明该方法能够有效地判别故障的性质,可靠地实现同杆双回输电线路自适应重合闸。     

脉冲电流选线技术对故障电弧的影响

脉冲电流选线技术需要短时改变中性点接地方式,接地方式的改变会给故障电弧熄灭带来负面的影响。针对故障电弧自行熄灭的条件,研究了电弧熄灭后故障点电压的恢复情况,结果表明,接地方式的改变可能加快故障点电压的恢复速度,增加电弧熄灭后复燃的几率。为了避免脉冲电流选线技术对电弧熄灭的不利影响,提出了改变接地方式的合理时间范围并给出了相应的计算方法;另外,指出了添加限流电阻可以减小对电弧熄灭的不利影响。     

面向超高压电网的故障限流器的应用研究

针对迫切需要解决的大负荷中心短路电流超标的问题,在介绍了短路电流限制器研究现状,阐述了新型串联谐振型限流器(SCCL)工作原理后,用等面积法分析了单机无穷大系统中SCCL提高系统暂态稳定裕度的机理,并比较了串联电抗器与谐振型限流器的优缺点。谐振型参数设计是工程设计的难点,其中抑制因子代表着限流器限流能力,其取值要综合系统需求考虑。保证电容器可靠旁路是谐振型限流器的关键技术,多重化旁路开关技术能有效抵御电容器过压击穿的风险。基于优化参数的大量仿真实验证明:主电路设计合理,旁路开关电气强度降低,电容器在有效保护范围内。     

基于比率制动特性的电压互感器中线断线判别方法

分析了电压互感器(TV)中线断线时的电气特征,即三相电压中将产生3次谐波分量,且大小相等、方向相同.试验结果表明,TV中线断线时,相电压和自产零序电压中的3次谐波幅值随TV原边输入电压增大而增大.在理论分析和模拟试验的基础上,提出了一种基于比率制动特性的TV中线断线判别新方法,在没有保护元件启动的情况下,当TV自产零序...