普通钟罩型绝缘子积污特性模拟研究*

普通钟罩型绝缘子在输电线路仍具有不可替代的重要应用,以XP 70型绝缘子为研究对象,利用仿真软件建立多物理场耦合模型,分析绝缘子附近流场与绝缘子表面所受压力后得到如下结论：空气场在经过固体绝缘子时将在绝缘子下表面凹槽部分产生低速涡流区,该区域有利于固体颗粒的降落沉积;绝缘子迎风侧与背风侧所受绝对压力大小相等,气体在经过绝缘子时将在背风侧发生回流,该区域速度较低,易于污秽颗粒的沉积。     

基于流体-温度场耦合的油浸式变压器温升特性仿真分析

针对变压器铁芯、绕组等因电磁损耗可能产生过高热量导致绝缘老化而影响使用寿命的问题,建立了基于流体-温度场耦合的油浸式变压器二维轴对称模型,对变压器油流速度及油流通道入口宽度对其温升特性的影响进行了仿真分析。结果表明,当油流速度从0.05 m/s增加到0.20 m/s时,铁芯最高温度降低11.62 K,高压绕组则降低9.26 K,低压绕组变化不明显;当入口宽度从30 mm增加到100 mm时,铁芯最高温度降低14.27 K,低压绕组和高压绕组则分别降低6.87 K和16.06 K。进一步分析后发现,增大入口宽度可加快变压器油在循环散热时流经其部件时的速度,从而提高散热效率。     

独立型虚拟同步化微电网分布式无功-电压二级控制策略

针对独立型虚拟同步化微电网无功-电压控制的初级调节特性,在虚拟同步控制技术的基础上,提出了一种计及虚拟同步变流器剩余无功容量的独立微电网分布式无功-电压二级控制策略。该策略以提高系统无功容量利用率及平均电压水平为目标,通过相邻虚拟同步机控制器间的分布式稀疏通信,实现系统平均无功标幺值及端口平均电压值评估。在此基础上,通过所提分布式二级控制器得到虚拟同步变流器无功-电压下垂参数的最优参考值,从而实现无功功率最优分配与电压调节,在提高系统无功容量利用率的同时改善电能质量。基于MATLAB/Simulink搭建独立型虚拟同步化微电网模型,通过仿真验证了所提策略的有效性及其相较于传统无功-电压调节策略的优越性。     

基于LM法的换流站关键设备宽频建模方法研究

直流输电系统换流站存在多种产生或传输谐波的电气设备,建立适用于仿真研究的换流站宽频模型十分重要。传统建模方法较为复杂,且不适用于低阶等效模型。因此,基于元件物理模型和阻抗特性,利用列文伯格-马夸尔特算法求解宽频模型参数、拟合阻抗特性曲线,并简化了宽频模型。然后据此建立了晶闸管、平波电抗器和换流变压器等换流站关键设备的宽频模型,验证了该方法的正确性。最后,将元件宽频模型等效电路应用于仿真模型,仿真对比表明宽频模型相比于理想模型,5次谐波幅值减小约基波的1.7%~1.8%,并且简化宽频模型可以加快仿真速度。     

计及风机短路电流偏移特性的配电网阻抗幅值差动保护方

区别于常规电源机组,当输电线路发生短路故障时,风电机组配置的Crowbar保护可能启动,导致风电机组转速下降,从而引起风电侧短路电流频率发生偏移,使得基于基频短路电流计算的测量阻抗出现偏差,传统距离阻抗保护方法可能拒动或误动。针对该问题,提出了计及风机短路电流偏移特性的配电网阻抗幅值差动保护方法,首先探究了风电短路电流偏移特性,建立了线路故障时,风机侧短路电流偏移误差模型,并基于阻抗平面图,研究了其对距离保护的影响机理。然后,基于差动阻抗和制动阻抗在正常运行、外部故障和内部故障之间的显著差异,提取阻抗幅值差动特征,构造了阻抗保护幅值差动判据,其不受短路电流偏移的影响。最后,基于PSCAD/EMTDC进行仿真分析,结果表明：提出的保护方法不受风电接入比例及短路电流偏移的影响,并且过渡电阻电阻可以提高内部故障时保护动作的灵敏性,以及外部故障保护不动作的可靠性。     

典型工业粉尘地区复合绝缘子污秽成分及其闪络特性

近年来,盐城德隆镍业厂区附近数次发生输电线路外绝缘放电、污闪现象,且采用复合绝缘子后仍不能得到有效抑制,而临近的化工区却没无该情况发生。因此,本文对盐城电网辖区内镍厂、化工厂绝缘子进行污秽取样,开展了污秽化学成分分析测试,包括阴阳离子含量、不溶物元素组成、主要化合物成分等;继而基于成分分析结果,开展了混合污秽下的污闪特性试验,得到了不同污染源典型污秽成分下复合绝缘子的闪络特性。研究结果表明：化工厂和镍厂附近绝缘子污秽成分有一定的差异,体现在镍厂污秽成分含硝酸盐较多,而化工厂附近含氯盐较多;对于一大两小型复合绝缘子,其在镍厂典型污秽下的闪络梯度要比化工厂低5%-10%;对于重工业粉尘地区的外绝缘配置,建议采用一大一小型绝缘子来提高电气强度。     

配电网电缆故障行波衰减特性及定位方法研究

行波衰减特性和不同的故障条件是影响在线行波定位精度的重要因素。本文利用建立了10kV配电网电缆行波传播衰减模型,分别研究了行波频率参数、时域参数与传输距离的关系。最后分析了不同因素对行波定位结果的影响。结果表明,行波幅值比、波头时比、波尾时比和脉宽比参数与传输距离呈二次函数关系。其中幅值比随传输距离单调减小,其他三个参数随传输距离单调增大。此外,故障行波头尾时间和故障点位置对故障定位结果有一定影响。如果初始波头尾时间短,传输距离长,会导致定位误差增大。研究发现故障过渡电阻对定位结果影响不大。最后,本文基于行波传播衰减特性的研究,提出了基于衰减特性的行波故障定位方法。