浅谈海上电网短路电流计算及限制措施

海上油气田电网规模的不断增大带来系统短路电流水平的增加.针对海上油气田电力系统的特点,分析了短路电流计算方法,阐述了多种限制短路电流的措施及其优缺点,并探讨这些限流措施在海上平台的适用性.通过采用合适的限流措施,可有效限制短路电流,对保证海上电力系统安全稳定运行具有重要的意义.     

一种双绕组电磁脱扣器的理论研究及控制策略

为满足智能电网对多层级配电网络的选择性保护要求,断路器中的脱扣器必须实现短路短延时保护功能.为此,本文提出一种双绕组电磁脱扣器,从理论分析和有限元仿真两个方向介绍其工作原理.设计了基于磁簧开关和时间继电器的控制模块,并给出时间继电器的控制策略.理论分析和有限元仿真表明,二次绕组具有去磁作用,可以实现短路短延时的目的.时间继电器的控制模块可对动作时间做出调整,从而可根据实际需要灵活改变短路短延时时长,具有很高的实用性.     

含逆变型分布式电源的不平衡配电网短路电流计算方法研究

逆变型分布式电源（IBDG）的输出由其控制策略决定而具有很强的非线性,使传统配电网的短路电流计算方法不再适用,而配电网的不对称更是进一步增加了其短路计算的难度。根据对称分量法推导出不平衡配电网的故障点各序电流,提出一种基于序网络迭代修正的不平衡配电网短路电流计算方法,在每一次迭代中,根据当前节点各序电压分别修正IBDG的输出电流和各不对称元件补偿电流源的输出电流,利用节点电压方程得到新的节点各序电压和故障点各序电流,直到满足收敛条件。最后,基于PSCAD/EMTDC对含IBDG不平衡配电网的进行了仿真计算,验证了所提方法的准确性和有效性。     

基于高频暂态稀疏测量的复杂直流配电网故障定位

为了解决直流配电网中高速通信测量点不足、故障特征复杂等导致的故障定位精度差的问题,提出了一种适用于复杂直流配电网的新型直流极间短路故障定位算法。首先,根据高频瞬态电流环路,构建含有电平转换器和DC/DC转换器的高频阻抗等效模型为故障过程提供稳定的阻抗值。其次,利用BCS理论推导与稀疏测量点相对应的节点高频暂态电压方程。最后,结合节点高频瞬态电压方程和贝叶斯压缩感知理论,求解节点高频瞬态电流稀疏矢量实现故障定位。实验结果表明:所提算法对测量点的数量要求较低,不需要严格同步地测量数据,且不受转换器的控制策略和过渡电阻影响,具有较高的故障定位准确性。     

提高500kV变电站220kV母线短路水平问题的研究

针对当前城市电网中500 kV变电站的220 kV母线短路水平超标问题,通过辨识分区内的最大短路电流点,开展将500 kV变电站的220 kV母线设备短路水平提升至63 kA后,分析其对500 kV母线、相邻220 kV变电站、110 kV和35 kV母线、分区规模、设备的影响,并利用天津电网进行实证,给针对电网短路水平整体偏高的问题的研究提供参考.     

超导故障限流器抑制短路电流直流分量的仿真分析

短路电流中的周期分量和直流分量对系统短路容量都有贡献,而后者在工程应用中没有引起足够的重视.目前我国宁夏、上海、广州等电网普遍面临短路电流直流分量超标,系统保护装置难以可靠清除故障的状况,严重威胁电力系统的安全可靠性.基于此,本文提出使用超导故障限流器在限制短路电流幅值的同时,抑制短路电流直流分量的方法,缓解断路器的开断负担.目前超导限流器对短路电流直流分量的抑制效果及在高直流分量系统超导限流器的设计方法尚不清楚.因此,搭建了超导故障限流器模型,以330 kV系统为例,研究了不同直流分量时间常数下超导限流器阻值与直流分量的关系,提出了超导故障限流器失超阻值的优化设计方法.结果表明在不同的短路故障条件下,超导限流器对直流分量的抑制效果均非常明显,能有效提高系统的可靠性.     

双极短路故障下海上风电MMC-HVDC并网系统的暂态运行特性

双极短路故障作为最严重的直流系统故障,研究该场景下海上风电模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)并网系统的暂态运行特性对于系统的断路器配置与控制方案设计有着重要意义.首先分析了直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB)未动作时换流站短路电流的产生机理,并提出了风电场侧与电网侧交、直流短路电流的计算方法.其次,研究了计及DCCB控制作用下换流站交、直流侧暂态电压、电流特性,并考虑了风电场运行工况和限流电抗参数对其暂态特性的影响.最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了全系统的电磁暂态模型,通过仿真分析了双极短路故障下有无DCCB控制时换流站的暂态电压、电流特性.研究表明:所提短路电流计算方法具有良好的精度,且DCCB动作后风电场侧交、直流电压恢复速率与其输出有功功率呈正相关关系.该研究工作可为系统的电气设计、断路器选型提供理论依据,也可为系统故障恢复阶段控制方案的制定奠定基础.     

基于旋转电机统一模型实现考虑动态负荷的多机系统短路电流衰减计算

为解决随着电源容量增加和电网网架的增强,使运行中的断路器开断能力裕度越来越低的问题,提出考虑动态负荷计算衰减的短路电流以校核断路器的开断能力的方法.本文首先采用旋转电机统一模型将单机系统短路电流周期分量衰减代数式转化为发电机、感应电动机(由动态负荷等效)电势衰减的代数式.其次,借鉴机电暂态计算中的坐标变换使单机下代数表达的衰减的旋转电机电势经坐标变换后与电网方程联立.最后,线性代数求解联立方程得到多机系统中衰减的短路电流周期分量,避免了像机电暂态仿真那样求解微分方程.结果与机电暂态仿真所得短路电流周期分量相比,误差很小.     

一起110 kV变压器故障原因分析

针对一起110 kV主变调压线圈匝间短路引起的跳闸故障进行原因分析,通过电气试验及解体检查,确认故障原因为调压前故障部位匝间绝缘已有破损,7挡调到6挡后匝间电压差增大,在140 h内加速了匝间绝缘的电气性损伤,最终导致B相调压线圈故障,最后提出了相关解决措施.     

220 kV倒置式电流互感器故障分析

某变电站一台220 kV倒置式电流互感器故障引起线路跳闸,通过分析发现是由于长期负压使电流互感器外部潮气从密封不严处进入本体,引起器身绝缘性能下降,最终造成短路放电故障.