特高压交流系统的操作过电压及其控制研究

根据国内外已有的研究成果,并结合PSCAD程序仿真分析,对特高压系统操作过电压及其限制措施进行系统的研究与讨论。 研究表明,特高压操作过电压应主要考虑接地故障、合闸与分闸过电压,其中接地故障过电压相对较低,通常使用线路两端避雷器即可将其限制在允许范围内;合闸过电压可采用合闸电阻或配置多组避雷器两种措施来加以限制,但前者存在故障、损坏等问题,而后者已在超高压系统实际运行中得到了验证;分闸过电压可使用分闸电阻或配置多组避雷器来限制,但考虑到前者不足之处较为突出,我国特高压线路倾向于不使用分闸电阻。     

长距离特高压交流输电线路单相接地故障过电压研究

分析单相接地故障过电压的影响因素,得出使单相接地过电压最大的条件,基于此在不同的线路高抗补偿度以及沿线避雷器的布置方式下,探讨了不同线路分段方式下单相接地故障过电压不超过限制水平时线路能够达到的最大长度,并对避雷器和高抗限制过电压的效果进行了对比。研究结果表明,避雷器限制长线路单相接地故障过电压的效果不及高抗;对于分3段的线路,整条线路总长度最大不超过1 300 km时,单相接地故障过电压不会超过限制水平,单段线路的最大长度可达500 km;对于分4段和5段的线路,总长度分别不超过1 400 km、1 600 km时,过电压不会超过限制水平,单段线路的最大长度均为400 km。     

特高压输电系统操作过电压柔性限制方法

根据特高压输电系统对深度降低操作过电压水平的迫切需求及操作过电压常规限制方法在经济性和运行可靠性方面存在的不足,提出了操作过电压柔性限制方法的概念,阐述了可控金属氧化物避雷器(简可控避雷器)的原理。以我国目前正在建设的晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程为例,仿真计算了采用可控避雷器降低操作过电压的效果,结果表明,断路器无合闸电阻时,仅用可控避雷器可将系统相对地最大操作过电压倍数限制至1.6p.u.。对特高压输电系统操作过电压柔性限制方法的研究具有理论和工程应用价值,需要开展深入细致的研究。     

特高压交流系统合闸过电压特点研究

由于特高压交流系统采用高阻抗电源,长距离线路和大功率输电的方式,其合闸过电压出现了一些与其他电压等级合闸过电压不同的特性,在系统研究特高压合闸过电压的基础上,对这些新特点进行了深入研究,研究表明,单回线路的合空线过电压一般高于单相重合闸过电压,但在长距离、大功率输电时,后者可能更为严重,应引起重视;在电源容量较小时,双回线路-回运行情况下另一回线路进行合空线操作时,其过电压往往较高,应重点限制;双回线路的单相重合闸过电压与小电抗的取值密切相关,故小电抗取值应在各种运行方式下进行综合选择.此外,特高压交流系统通常应采用合闸电阻限制合闸过电压,且较长线路宜采用较低阻值,较短线路宜采用较高阻值.     

特高压交流系统合闸过电压特点研究

由于特高压交流系统采用高阻抗电源、长距离线路和大功率输电的方式,其合闸过电压出现了一些与其他电压等级合闸过电压不同的特性,在系统研究特高压合闸过电压的基础上,对这些新特点进行了深入研究。研究表明,单回线路的合空线过电压一般高于单相重合闸过电压,但在长距离、大功率输电时,后者可能更为严重,应引起重视;在电源容量较小时,双回线路一回运行情况下另一回线路进行合空线操作时,其过电压往往较高,应重点限制;双回线路的单相重合闸过电压与小电抗的取值密切相关,故小电抗取值应在各种运行方式下进行综合选择。此外,特高压交流系统通常应采用合闸电阻限制合闸过电压,且较长线路宜采用较低阻值,较短线路宜采用较高阻值。     

国外交流特高压输电系统的过电压与电气设备绝缘水平的研究

本文综述了国外对特高压系统过电压和电气设备绝缘水平进行的研究。讨论与分析了特高压输电的过电压保护措施和保护装置的特点,参数以及应考虑的主要问题等。     

MOA对限制特高压输电线路过电压影响的研究

介绍特高压输电线路产生过电压的机理,并结合国内外对高性能金属氧化物避雷器( MOA)的研究成果,利用电磁暂态计算程序ATP-EMTP分析MOA和断路器合闸电阻对特高压线路的工频过电压及合闸空载线路过电压的影响.     

特高压输电系统的过电压问题

介绍了国外特高压输电的发展现状,并着重阐述了目前国外特高压系统过电压存在的问题。针对内部过电压,分析了工频电压升高、潜供电流以及操作过电压所引起的问题,同时列出了各自可以采用的限制措施;针对防雷保护问题,分析了特高压输电线路的反击耐雷性能、绕击耐雷性能及绕击防护措施,并归纳比较了反击耐雷水平和绕击耐雷水平的计算方法。     

交流特高压输电线路的工频过电压及其抑制

随着传输距离的进一步增加和传输容量的增大,特高压工频过电压问题更加严重,抑制措施较难实施。对特高压工频过电压进行简要分析并介绍其影响因素。提出采用快速励磁式磁控电抗器抑制特高压工频过电压的方法,并对快速励磁式磁控电抗器的结构进行介绍。指出采用固定电抗和快速磁控电抗器串联的方式来对特高压系统进行补偿,并对补偿效果进行了全面数值仿真计算,结果表明特高压系统的工频过电压能够限制在一个较稳定水平。此外,通过动态调节其无功容量还可以非常有效地稳定线路电压,在特高压系统中的应用前景广阔。     

特高压交流输电系统工频过电压差异性研究

根据特高压电网特点,综合考虑系统结构、电源容量、输电潮流、线路参数、高抗补偿、串联补偿及线路开关站等诸多因素,研究了特高压交流输电系统工频过电压差异性。研究结果表明:单回、同塔双回及单/双回混合3种架设方式的线路,单相接地甩负荷时变电站线路侧工频过电压存在差异,同塔双回架设时过电压水平最低,单/双回混合架设时过电压水平与混合比例有关。厂对网特高压同塔双回输电系统送电距离在300 km以内,变电站母线侧和线路侧工频过电压水平一般不超1.2 pu和1.3 pu;300?600 km内,过电压水平一般不超1.3 pu和1.5 pu。网对网特高压同塔双回输电系统过电压水平一般比厂对网结构要低,送电距离在400 km以内,母线侧和线路侧工频过电压水平一般不超1.2 pu和1.3 pu;400?600 km内,过电压水平一般不超1.2 pu和1.4 pu。线路加装串补后的工频过电压水平与无串补时基本相当。线路中间设立开关站的特高压同塔双回线路,前、后两段线路不对称的运行方式下,单相接地甩负荷工频过电压问题突出。建议采取全线单回的运行方式,以避免此类方式的出现。     

几个典型倒闸操作中对内部过电压的限制措施

内部过电压又称操作过电压或谐振过电压,对电气设备的安全运行和操作人员的人身安全构成严重威胁。通过对几个典型倒闸操作中(中性点直接接地系统中停送主变,带专用旁路母线的变电站进行代路操作,中性点非直接接地系统中,投运电磁式电压互感器,中性点直接接地系统中母线转热备用)内部过电压产生的机理,以及防止过电压产生的防范措施的作用机理进行一般性分析,说明在进行倒闸操作的过程中,有可能产生内部过电压,而针对不同的系统,不同的设备,采取不同的防范措施,则完全可以防止过电压的产生,从而有效地保护电气设备和操作人员的人身安全。     

特高压交流线路工频过电压研究

特高压线路由于输电距离长、输送容量大、充电功率大,其工频过电压比超高压系统更为严重,但具体计算条件有些仍不够明确。在计算分析单、双回特高压线路工频过电压的基础上,从不同角度对各种工频过电压进行了对比研究,确定了单、双回特高压线路过电压研究中应重点考虑的工频过电压种类,并从原理上给出了解释。研究表明,单回线路应重点考虑单相接地甩负荷过电压,同塔双回线路应重点考虑单回运行方式下单相接地甩负荷过电压和双回无故障甩负荷过电压。     

沿线多组避雷器深度限制特高压操作过电压

为解决深度限制特高压操作过电压水平,以我国即将建设的晋城—南阳—荆州1000kV线路工程为背景,结合国外对操作过电压水平的研究,利用电磁暂态计算程序PSCAD/EMTDC分别计算了沿线装设多组避雷器对三相合空线、单相自动重合闸以及故障激发等操作过电压的限制效果;研究了沿线装设多组避雷器深度限制操作过电压。计算表明,如果不装沿线避雷器,三相合空线、单相自动重合闸以及故障激发操作过电压最大值分别为1.83、1.83和1.53p.u.,而采用沿线装多组避雷器的方法可将上述3种特高压系统操作过电压抑制到<1.5p.u.。另外,随着避雷器组数的增加,通过避雷器的总能量增加,但单个避雷器的通流容量下降。     

中日特高压输电系统过电压和绝缘配合的比较分析

日本的特高压技术对中国特高压输电研究有借鉴意义,但是,中日两国国情不同,电网情况也不同,中国特高压输电工程建设必须走自主创新的近路。为此对中国和日本的特高压输电系统过电压和绝缘配合方面的技术进行分析比较,包括工频暂时过电压,操作过电压以及潜供电流的限制措施和水平,线路和变电站的防雷措施,变电站设备的绝缘水平选择,线路和变电站外绝缘空气间隙距离选择。这种比较有利于拓宽思路,对今后的各国特高压输电工程建设可能有所帮助。     

特高压交流输电线路串联补偿合闸操作过电压研究

采用串联补偿能够有效地提高特高压交流输电线路的输电能力和系统的稳定性,但同时也会影响输电线路的电压特性。以中国特高压交流示范工程为背景,采用电磁暂态计算程序ATP-EMTP,对含有串联补偿装置的特高压交流输电线路的合闸操作过电压进行了计算分析。计算结果表明:加装串联补偿电容器可以降低操作过电压;串联补偿电容器的位置越靠近线路首端限压效果越好,其补偿度越大限压效果越好;采用相应的限压措施,可以将空载线路合闸过电压和单相重合闸过电压分别限制在1.34 p.u.和1.36 p.u.。     

交流特高压电网雷电过电压的特点及保护措施

交流特高压电网的雷电过电压及其防护可以分为线路和变电站两个方面。线路的雷电过电压防护包括绕击和反击防护,变电站的雷电过电压防护包括直击雷和侵入波的防护。     

特高压交流试验示范工程中的稳态过电压控制策略

特高压交流试验示范工程中开关偷跳或特高压解列装置动作引起特高压线路开关三相跳闸时,特高压线路将空载运行,线路两侧系统电压大幅上升,不利于设备安全及系统稳定运行。文章在分析了稳态过电压产生的原因后提出了稳态过电压的控制策略,即由单独装设的稳态过电压装置自动处理,运用在特高压交流试验示范工程中,实现了保护一次设备及保证系统安全稳定运行的目的。     

特高压输电线路过电压的研究和仿真

过电压是超高压电网绝缘水平的决定因素。研究不同故障状态下及断路器操作过程中可能出现的最严重的过电压，对线路上并联电抗器的装设和带有并联电阻的断路器以及磁吹阀型或金属氧化物避雷器(MOA)等措施的采用具有指导意义。本文针对750kV特高压输电系统，根据过电压产生原因的不同，对过电压进行了分类。采用了T或“模型对具有分布参数特性的输电线路进行了简化分析，讨论了过电压产生的原因及影响因素，并进行了大量的仿真。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

日本特高压系统过电压和绝缘配合

日本电力部门对特高压（ＵＨＶ）系统过电压和绝缘配合提出了以下新措施和新观念：最大工频过电压虽为１．５ｐｕ,但采用继电保护缩短了工频过电压的持续时间（＜０．２ｓ）,金属氧化物避雷器（ＭＯＡ）的额定电压可选用１．３ｐｕ;采用高速接地开关消除潜供电流,重合闸无电流间隙时间小于１ｓ;断路器和隔离开关均装有分闸、合闸电阻;采用压比特别低的ＭＯＡ;ＵＨＶ线路为同杆双回,采用平衡高绝缘,逆相序,负保护角;为限制变电站侵入波过电压,使用较多的ＭＯＡ。日本成功地把过电压限至相当低的水平,对１１００ｋＶ设备的冲击试验电压仅仅相当一些国家对７５０ｋＶ设备的要求。     

对我国特高压输电系统过电压和绝缘配合的建议

参考国内外研究成果,分析我国下一世纪初可能要建设的特高压输电系统限制过电压、潜供电流的主要方法和限制后过电压、潜供电流的水平并选择了ＭＯＡ 的参数。在此基础上,对特高压系统的主要变电设备（包括变压器、断路器、隔离开关、电抗器和ＭＯＡ）和输电线路的绝缘水平提出了建议,以供我国特高压设备研制和线路变电所设计参考