基于PSCAD的特高压自耦变直流偏磁及无功损耗特性分析

由于特高压自耦变易受直流偏磁电流的影响,随着中国1 000 kV特高压电网逐步投入运行,研究1 000 kV特高压自耦变直流偏磁影响下的无功损耗特性具有重要意义。文中针对我国自主研发的1 000 kV特高压自耦变,首先依据自耦变直流偏磁下励磁电流与磁链的非线性曲线,建立偏磁电流与无功损耗间的数学模型;然后利用厂家所提供的1 000 kV特高压U-I曲线与铭牌参数,在PSCAD平台中建立仿真模型,进行特高压自耦变直流偏磁仿真研究,仿真结果表明,特高压自耦变单相无功损耗与单相直流偏磁电流近似呈线性关系,与理论分析的结论一致;最后根据仿真计算结果获得了自耦变单相无功损耗与单相直流偏磁电流间的比例关系,其中,空载时其比例系数为0.77;额定负载时其比例系数为0.76。     

有载调压自耦变压器线圈制造容量与运行损耗

在电力系统中,需要对某些电压等级调整以保证电压质量,为此有载调压得到了广泛的使用。而自耦变压器比双绕组变压器具有如下优点:在相同额定容量和电压绕组比情况下,自耦变压器(两线圈)比双绕组变压器二次绕组节省铜百分比为1/k_A×100％,故变比k_A越接近1,节省铜越多;对于三绕组线圈自耦变压器,高压侧调压方式自耦变压器应适用于中压侧电压保持不变、而高压侧电压改变时的要求。这种调整方式有如图1、2两种情况。     

单相自耦中性点调压变压器结构分析

本文中作者根据单相自耦中性点调压变压器的不同结构特点,结合实例比较,总结出更经济、更适用、更简单易造的结构。     

高空电磁脉冲晚期成分作用下500kV变压器无功损耗仿真研究

高空电磁脉冲晚期成分(HEMP E3)效应会在变压器中性点与大地构成的回路中产生地磁感应电流(GIC),严重时会使变压器铁心半波饱和,进而导致励磁电流严重畸变、无功损耗急剧增加、局部过热和振动加剧等后果.为准确地分析电力变压器在 HEMP E3 作用下的无功损耗特性,该文搭建了HEMP E3 对 500 kV电力变压器作用的电磁暂态仿真模型,基于IEC 61000-2-9 给出的标准HEMP E3 波形,定量分析了感应电场幅值、上升时间、下降时间以及变压器带负载情况等对电力变压器的影响规律.分析结果表明,HEMP E3 作用下 500 kV变压器无功损耗与GIC呈正相关性,且无功损耗波形滞后于感应电场的变化;HEMP E3 感应电场的下降时间对 500 kV变压器无功损耗的影响远超上升时间;负载阻抗的阻值相同时,容性负载下的励磁电流和无功损耗幅值最大,感性负载下幅值最小.研究结果可为进一步评估 HEMP E3 对电力系统稳定性的影响提供重要依据.     

750kV单相自耦变压器零序差动保护分析

针对国内首台容量最大的单相自耦变压器保护配置,分析了自耦变压器单相接地时零序电流的分布及750kV自耦变压器零序差动保护的不平衡电流来源,介绍了具有比率制动特性零序差动保护及零序差动保护的优点。     

自耦变压器在湖南电网的应用前景分析

本文分析了与自耦变压器应用相关的技术问题,如单相短路电流增大、接地网改造、对继电保护及通信线路的影响等,通过自耦变压器与三绕组变的经济性对比,提出了在湖南电网开展自耦变压器试点应用的建议。     

自耦变压器运行分析

分析了几种典型运行方式下的功率传输,并举例分析了几种运行方式下的损耗情况。     

一例1000kV单相自耦变压器局部放电故障的诊断与分析

分析了一台1000kV单相自耦变压器局放试验图谱与数据,通过吊罩解体检查发现了故障部位,并对后续此类产品试验过程中的注意事项提出建议.     

基于自耦变压器的新型动态无功补偿装置

在分析传统的晶闸管投切电容器(TSC)、相控电抗器(TCR)工作原理的基础上,提出了一种新型的动态无功补偿装置-自耦变压器型TSC和TCR的复合装置(TSCCRAT)。TSC、TCR及TSCCRAT的工作性能仿真结果比较表明,TSCCRAT与TSC相比无功功率连续可调和制造成本低,与TCR相比具有较小的谐波电流和功率损耗。特别是TSCCRAT将高电压领域常见的晶闸管对串联结构改成单或少量晶闸管对串联工作,提高了装置的可靠性,降低了控制难度。     

地磁感应电流在三相电力变压器绕组中的流通路径分析

通过构建计及地磁感应电流(GIC)影响的交流系统仿真模型,研究了在不同运行条件下,GIC在Yg-Y接线与Yg-△接线变压器中GIC流通路径的特征。研究结果表明,在变压器三相绕组不对称饱和情况下,GIC在变压器三相绕组中非均匀分布,同时由于GIC的低频变化特征,GIC可能传变至变压器Y(△)侧,对继电保护系统的可靠运行产生影响。     

一种检测单相电路无功与谐波电流的跟踪算法

有源滤波器是改善电能质量的一种有效手段,它要求快速准确地检测出负载电流中的谐波和无功分量.针对单相系统瞬时谐波与无功检测方法算法复杂的问题,根据有功和无功功率定义,提出一种检测单相瞬时无功与谐波电流的快速跟踪算法.该方法通过在一个计算周期内,用低通滤波器和锁相环电路得到与电源电压基波同相频的标准正弦波与负载电流乘积后,采样存入采样数据存储队列,然后比较队列中基波周期前后一段数据来快速跟踪有功电流,从而得到实际补偿的谐波和无功电流.仿真表明该方法正确可行,在一个周期内可以实现对补偿电流的准确提取,而且对电流变化跟踪效果好,防干扰能力强.算法简单快速,只需两个乘法器,易于实现.     

基于分层大地电导率模型的电网GIC算法研究

磁暴在电网感应的地磁感应电流(Geomagnetically Induced Current,简称GIC )与磁暴强度、大地构造和电网结构等因素有关,不同深度大地电导率的差异对GIC影响很大。根据电网GIC产生过程,建立了基于分层大地波阻抗的构造模型,推导了地面波阻抗的迭代公式和地电场与地磁场的关系式,得到了基于平面波理论的大地感应电场算法,给出了该算法的实现过程和电网GIC的计算流程。根据2006年12月磁暴数据,计算了阳-淮输电系统的GIC水平。计算结果与实测数据对比表明,模型和算法是有效的,并且有精度高、计算简单等优点。     

采用电网直流等效模型评估地磁感应电流水平的影响因素分析

由地磁暴引起的电网地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)的频率很低,但并不为0,所以采用电网直流等效模型进行GIC水平评估时必然会产生误差。文章分析了线路等效电感、变压器等效电感和高压并联电抗器等效电感对采用电网直流等效模型评估GIC水平所产生误差的影响程度,通过仿真计算分析了变压器绕组联结组别和变压器铁心结构对变压器等效电感的影响,最后针对我国电网的特点,提出了用于评估超、特高压电网电磁感应电流水平的电网等效模型。     

基于平均有功功率的单相电路谐波和无功电流检测方法

为解决电网电压畸变时单相电路谐波和无功电流检测问题,本文提出了基于平均有功功率的单相电路谐波和无功电流检测方法.理论分析和仿真验证表明,该方法能够实时检测出单相电路瞬时无功电流、基波无功电流及谐波电流,并且在只检测瞬时无功电流时无需锁相环电路.与基于瞬时无功功率理论的检测方法及有功电流分离法相比,该检测方法概念更清晰、...     

大规模电网应对空间灾害天气的问题

空间天气的源头来自太阳,为太阳的剧烈活动所驱动。空间灾害天气对人类技术系统的影响很大,其中影响、危害最大的是电力系统,并且电网的规模越大越容易受到攻击。论述了空间天气的基本概念、主要影响和国内外的研究现状,并通过对国内外空间天气影响事件的分析,提出了我国超大规模电网应对空间灾害天气需要研究、解决的科学问题。研究这些问题,有利于提高我国在空间天气及影响研究领域的国际学术地位,为我国电网的安全运行提供理论和技术保证。     

一种改进的单相电路谐波与无功电流检测方法

针对低通滤波器对谐波检测延时影响较大的问题,提出了一种改进的单相电路谐波与无功电流检测方法,用1个基波周期内的数字积分代替低通滤波器,每个采样点处只需进行数次简单运算即可准确检测出谐波与无功电流,检测延时固定为1个基波周期。针对电力系统谐波大多数为奇次谐波的特点,对算法进一步改进,将积分时间减少一半,运算量不变而检测延时变为半个基波周期。该方法计算量小、延时短、易于实现。仿真结果验证了方法的有效性。     

磁暴对我国特高压电网的影响研究

随着我国长距离输电的发展,江苏、广东等地曾多次发现磁暴在电网中产生了较大幅度的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC),有可能对电网造成危害。文章通过对电网GIC监测数据和地磁数据进行分析,指出除磁暴强度外,大地电性结构、电网结构与参数也是影响GIC水平的重要因素;借助磁暴产生GIC的物理模型并根据特高压电网线路电阻小、输电距离长、采用单相变压器等特点预测未来特高压系统中的GIC干扰问题将更加严重;根据2010年我国特高压规划建立了电网的等效模型,利用典型磁暴感应出地面电场的数值初步估算了各变电站的GIC水平;最后对目前研究中有待解决的关键问题进行了总结,并结合我国国情提出了解决方案。     

基于混沌多项式展开的地磁感应电流不确定性研究

地磁感应电流(GIC)会引起变压器直流偏磁,其次生衍生效应可能威胁电力设备和电网的安全。研究磁暴期间大地电导率参数变化引起的GIC不确定性对GIC的评估和防御具有重要意义。基于混沌多项式展开(PCE)方法,以一维水平分层大地电导率为输入变量,在原有电场及GIC计算的基础上构造了二者的混沌多项式展开式。针对三层大地电导率模型和Benchmark算例,利用所构造的混沌多项式对磁暴期间感应地电场和电网中各支路GIC进行了不确定度量化分析,得到了GIC最大值的95%置信区间、均值和方差等统计量。通过与蒙特卡洛法(MC)的计算结果对比,验证了PCE方法的有效性,且PCE方法计算效率远高于MC方法。     

畸变电压下单相电路谐波和无功电流综合检测方法

在现有单相电路基波电流分离法基础上,分析了锁相环相位检测误差和畸变电压对谐波和无功电流检测的影响,得出由锁相环及畸变电压引起的相位检测误差不影响谐波电流的检测,但对谐波和无功电流的综合检测以及直流侧电压调整有影响的结论.提出了一种谐波和无功电流综合检测新方法,采用无锁相环、提取功率角的方式,实现了畸变电压下单相电路谐波和无功电流的综合检测.仿真结果验证了该检测方法应用于有源电力滤波器中的有效性.