同步调相机接入对电网特性影响分析

随着内蒙古电网高比例新能源的不断接入,系统动态无功相对不足问题日渐凸显,以新增的白音华负荷项目及配套电厂为算例,在白音华电厂配置一台同步调相机,仿真分析系统暂态电压稳定水平、白音华变电站带负荷能力和短路电流影响。结果表明,增设白音华调相机对暂态电压稳定问题能够起到积极作用,故障时可及时提供无功电压支撑和一定的短路容量,提升白音华变电站带负荷能力。     

应对调相机励端击穿的转子电流保护

同步调相机励磁系统需要具备能够提供2.5倍励磁电流及3.5倍励磁电压的强励能力,过高的励磁电压存在击穿调相机励端正负极,导致励磁电流快速增大数倍的风险.本文结合某调相机强励试验中励端正负极击穿时的录波波形,分析了调相机励端正负极击穿时励磁系统的动作情况;通过分析发现此种情况下现有的励磁限制、转子保护存在局限性,由此提出了一种借助顶值励磁电流和最大可能励磁电流理论值及时发现励端击穿的转子电流保护,通过计算验证了提出的转子电流保护能够在励端正负极击穿情况下及时准确动作.     

适用于分布式风电接入的110 kV线路距离保护Ⅱ段整定方法

在分布式风电接入的110 k V线路上,按照常规保护配置要求,分布式风电侧通常不配置保护。但分布式风电接入后改变了系统电流、功率流向,在故障后可能导致故障点无法隔离。目前尚没有针对分布式风电侧距离保护整定方法进行的分析研究。在考虑分布式风电的故障特性下,通过序网分析,得到系统各种运行方式下的最小复合分支系数,并提出了在风电侧配置基于最小复合分支系数的距离保护Ⅱ段整定方案。在PSCAD/EMTDC建模进行了仿真验证,仿真结果表明改进的整定方法具有可行性。     

调相机故障诊断及研究进展

同步调相机因其优秀的无功响应能力逐渐成为直流特高压（UHVDC）输电系统无功补偿设备的最优选择。新型同步调相机在使用过程中,不可避免地会出现各种故障,如绕组匝间短路故障、转子偏心故障和轴承故障等。但目前对同步调相机的故障诊断研究仍然较少。因此,本文对同步调相机的定子绕组匝间短路故障、转子绕组匝间短路故障、转子偏心故障、水路堵塞故障和轴承故障等的产生原因、故障特征和诊断方法进行了总结,并分析了各种故障诊断方法的特点,指出了同步调相机故障诊断领域存在的挑战和发展趋势。     

调相机接入江苏电网后的适应性研究

随着大容量、远距离特高压交直流输电技术的深入应用,江苏电网资源优化配置能力显著提高,江苏电网受电比例逐步提高,成为典型的受端电网,系统动态无功补偿不足和电压稳定问题凸显。针对江苏电网存在的问题,在受端电网配置调相机的技术原则,开展了调相机在江苏电网安装后的适应性研究,提出了应对调相机在江苏电网配置后对短路电流提升的解决措施。仿真计算分析表明,调相机在江苏电网合理配置后,在故障期间充分发挥了无功支撑的作用,减少了直流换相失败导致闭锁的概率可以解决苏南地区在春节等低负荷时期出现的高电压问题。对于调相机接入后出现的短路电流升高问题,在不降低电网供电安全性的前提下,可以通过调整网架结构等手段予以解决。     

基于深度傅里叶变换的调相机启停过程振动问题分析治理

振动问题是同步调相机组常见的问题之一.在某换流站2号调相机冷拖及惰转振动监测过程中,励端支撑系统水平方向的振动速度最高达到12.53 mm/s,超过跳机值11.8 mm/s.为确保后续整套启动及涉网试验安全,提出一种傅里叶变换和频响函数测试相结合的故障诊断方法.首先对旋转机械振动信号进行短时傅里叶变换,得到时频图,接着根据时频图结果开展频响函数测试分析.结果表明,在转子转速大于2700 r/min时,振动二倍频分量具有明显的信号特征,该分量是由励端支撑系统受迫振动频率与固有频率接近引起的.最终,通过将应急油箱支撑与轴承座进行改造分离,改变原有励磁支撑系统固有频率,能够在一定程度上降低冷拖及惰转过程中励端轴承座水平方向振动值.     

励磁变压器励磁涌流引起的调相机跳闸分析

同步调相机对特高压直流电网的安全稳定运行起着不可或缺的作用.结合调相机调试过程中励磁变压器保护误动情况,详细分析了调相机在启动过程中励磁系统产生谐波机理、励磁变压器产生励磁涌流的过程和原因,同时还分析了某厂家针对调相机启机过程研发的励磁变压器启动差动保护和常见差动保护的区别,从而得出励磁变压器差动保护能够保证调相机正常...     

基于相位差的同步调相机定子绕组匝间短路故障定位方法EI北大核心CSCD

为了改善同步调相机机组的运维效率,提出一种基于相位差的同步调相机定子绕组匝间短路故障定位方法。首先,在线获取三相电流的相位、零序电压基波分量的幅值及相位。如果零序电压基波分量的幅值超过阈值,则认为定子绕组发生匝间短路。为了进一步实现故障相的定位,将零序电压基波分量相位分别与三相电流相位进行比较,获得3组相位差,则匝间短路故障发生在3组相位差中最小值所属相的定子绕组中,从而实现故障定位。为了验证所提方法的准确性和有效性,分别基于TTS-300-2型同步调相机和小型电励磁同步电机搭建相应的仿真模型和实验平台,进行仿真与实验验证。实验结果表明:利用零序电压基波幅值可以诊断同步调相机是否发生匝间短路故障,利用零序电压基波与各相定子电流基波间的相位差可以实现故障定位。     

距离保护第Ⅱ段整定新原则研究

介绍了一种新的距离Ⅱ段的整定方法,该方法比传统的距离Ⅱ段保护的范围要大。为了进一步扩大距离Ⅱ段在相邻线路的保护范围,在此方法的基础上,增加在线识别系统运行方式的功能,构成了根据实时数据在线整定距离Ⅱ段的自适应原则,该方法在保证选择性的前提下,比前者有更大的保护范围。     

同步调相机对受端省级电网运行影响及控制策略研究

同步调相机作为特高压直流配套工程投产后,开展其对受端电网运行影响以及协调控制策略研究具有重要现实意义。首先分析了大型同步调相机的无功运行特性,建立了不同时间尺度下的调相机无功电压模型。其次通过华东实际电网算例,仿真分析了对电压特性、短路电流以及换相失败等的影响。仿真结果表明,调相机接入后可以有效提升电压支撑能力,显著增强电网强度,降低换相失败风险,验证了理论分析的正确性。最后提出将调相机接入AVC统一调配,并采用较小静态调差系数和稳态迟相运行的控制策略,可充分发挥调相机的动态无功支撑作用。     

线路距离保护作为变压器后备的定值整定

分析了一次由于定值整定的不恰当造成距离保护误动的事故,分析了零序补偿系数的整定计算方法。在此分析的基础上,提出了220kV馈供线路接地距离保护的零序补偿系数整定计算时应考虑变压器阻抗影响的观点。     

同步调相机定子绕组匝间短路故障诊断

为了研究同步调相机定子绕组匝间短路故障,提出一种基于瞬时功率偶数次谐波的故障诊断方法.该方法以瞬时功率为研究对象,首先理论推导出该量在定子绕组匝间短路故障后的故障特征频率,并以一台TTS-300-2型同步调相机为例,利用有限元分析平台建立定子绕组匝间短路仿真模型.其次,利用实验室小型同步电机模拟调相机运行,比较不同故障...     

基于对称分量法的调相机定子故障特征分析

传统同步调相机定子绕组匝间短路故障机理分析方法通常认为电机定子电流接近三相对称,并以此为基础建立同步调相机故障电流的数学表征。但是,一旦发生定子绕组匝间短路故障,同步调相机三相定子电流的对称性将遭到破坏,使得传统故障机理分析方法所建立的数学表征无法准确反映电机内部电气量的变化。该文通过引入对称分量法,建立了故障后同步调相机瞬时有功功率与无功功率的数学模型,提出利用瞬时有功/无功功率中的二次谐波进行定子绕组匝间短路故障诊断。仿真和实验的结果表明：相较于利用定子电流三次谐波与基波幅值之比诊断故障的传统方法,所提方法在轻微故障状态下能提高至少7倍的诊断灵敏度,更易完成早期故障诊断。同时,所提方法中的故障特征量不受同步调相机工况和故障位置的影响,具有强鲁棒性。     

一种新型同步调相机定子绕组匝间短路故障诊断方法

同步调相机在电网中的运行时间较短,有关其故障特性和诊断方法的研究仍十分欠缺,因此文中提出一种基于支路电流相位差的同步调相机定子绕组匝间短路故障诊断方法.该方法充分考虑了定子绕组匝间短路故障后故障绕组与同支路非故障绕组及其他非故障支路绕组间的互感,并在此基础上理论推导出故障相支路电流间的相位差.以一台TTS-300-2型同步调相机为例,利用有限元平台建立定子绕组匝间短路场路耦合仿真模型.结果表明:当调相机发生定子绕组匝间短路故障后,故障相支路电流间的相位差将会明显上升,并随着故障严重程度的加深而增大,且该特征基本不受故障位置和无功功率变化的影响.因此,支路电流相位差可以作为诊断同步调相机定子绕组匝间短路故障的有效依据.     

考虑分布式逆变电源特性的距离II段自适应保护整定方案

随着新能源的发展与应用,适用于光伏发电的逆变电源越来越多地投入电网中使用。由于分布式逆变电源与传统电源的故障特性和输出特性不同,电网原有的距离保护动作特性将会有所改变。详细分析了分布式逆变电源的故障特性及其对电网距离II段保护的影响。结合不同故障类型下传统距离II段保护的分支系数,对含分布式逆变电源线路的距离II段保护整定的分支系数进行修正。提出适用于含分布式逆变电源的输电线路的距离II段保护整定方案,提高了含新能源电网的距离保护动作的准确性和可靠性。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了含分布式逆变电源的电网模型进行仿真分析,验证了所提出的自适应距离II段保护整定方案的有效性,提高了距离II段保护动作的灵敏性和可靠性。     

调相机接入对发电机失磁保护的影响

近年来,随着电网“强直弱交”的问题日渐突出,同步调相机重新受到关注,300 Mvar 大型同步调相机即将投入使用。但调相机引入的同时,也会给系统继电保护的正常运行造成一定影响。针对调相机接入对发电机失磁保护的影响进行了分析研究。运用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建单机无穷大系统仿真模型,分别在发电机带不同负荷水平及不同失磁故障类型的条件下进行仿真。仿真结果表明,调相机的接入,会导致发电机失磁保护延时动作甚至拒动,威胁发电机的安全运行。     

逆变式电源接入下的配电网自适应距离保护方案

以光伏、储能为代表的逆变式电源(inverter interfaced distributed generator, IIDG)大量接入配电网,使得传统距离保护受到巨大干扰,同时存在拒动或误动的风险。针对此问题,分析了含IIDG配电网不同类型故障下的复合序网,利用IIDG侧正序故障分量求取不同故障下的附加阻抗角。结合故障下阻抗的复平面关系,计算线路故障位置对应的短路阻抗,得到了一种真实短路阻抗求解办法。提出了一种适用于逆变式电源接入下的自适应距离保护方案。该方案求解过程利用IIDG侧单端电气量,解决了距离保护受IIDG故障输出受控特性和过渡电阻影响的问题,在有效降低配网通信成本的同时不受故障位置变化的影响。通过实时数字仿真器(real time digital simulator, RTDS)对该保护方案进行了验证,结果表明其在不同类型故障下都有较好的选择性和可靠性。     

面向大型新能源基地小干扰稳定性提升的调相机选址方法

随着电力电子设备的并网规模增加,电力系统电网强度相对降低,小干扰失稳风险增加。调相机可为大规模电力电子设备馈入的电力系统提供电压支撑,降低系统失稳风险,但量化调相机对系统稳定性提升效果的研究尚不成熟,选址规划方法缺乏。为此,文中首先建立了含调相机的多馈入系统动态模型;其次,揭示了调相机提升系统电网强度和提高系统稳定裕度的机理;最后,从提升系统稳定裕度的角度研究了调相机优化选址的方法。通过改进的2区4机系统和39节点系统的仿真算例验证了所提方法的有效性。     

城市配网安装距离保护的构想

通过对比距离保护和电流保护在处理接地故障和相间短路故障时损失的电量和户时,指出距离保护可提高现今城市配网的供电可靠性。     

距离保护第Ⅱ段动作阻抗整定计算的研究

在距离保护第Ⅱ段的整定计算中,当线路末端为三绕组变压器时,怎样进行动作阻抗的整定计算,作者对此不仅推导出其计算公式,同时对求其最小动作阻抗值进行了分析和讨论。在本文中作者提出了“故障阻抗”等新的名词。作者指出:使所有“故障阻抗”的分支系数均有最小值的运行方式是同一种运行方式。