极端环境下MMC子模块故障高可靠旁路保护策略

电力系统空间范围大且各环节联系紧密,雷击、地震、极寒等极端环境易对电力设备产生直接和间接影响,并进一步引起系统电气量的剧烈变化,研究极端环境下MMC子模块的故障保护对提高电力系统的安全稳定运行水平具有重要意义。文中分析了极端环境下MMC子模块的故障特性,采用基于子模块电容电压比较的故障诊断方法,提出一种在子模块输出端口间加装晶闸管的极端环境下MMC子模块高可靠旁路故障保护策略：配置冗余供能电路确保子模块状态可控,利用晶闸管过电压击穿作为后备被动保护,结合子模块的多级保护和热、冷备用冗余子模块的投入,实现极端环境下对故障子模块的高可靠旁路保护。以±800 kV特高压柔性直流输电系统为算例,经仿真验证所提策略具有良好的可行性,能够提高极端环境下子模块故障保护的可靠性和速动性,同时对晶闸管击穿后流过桥臂电流进行热仿真,发现已超过其工作温度限制,为满足长期旁路通流要求,加装晶闸管击穿后须通过散热器进行强制冷却。     

直流接地极线路招弧角间电弧的运动模型

针对直流接地极线路在遭受雷击和操作过电压时容易在绝缘子串间建立起电弧的问题,采用链式电弧模型,考虑电流元受磁场力、热浮力和空气阻力的作用以及电流元在不同运动速度下空气阻力系数与雷诺数之间的关系,分析电流元的受力,得出电弧的运动模型。通过仿真分析直流电弧在羊角型电极间的运动过程,发现直流电弧的熄弧时间与电流大小、电极张角之间存在相关关系,电弧电流和电极张角越大,直流电弧的熄弧时间越短。仿真研究结果为后续进行直流电弧试验提供理论依据。     

典型架空输电线路分段绝缘地线取能研究

从分段绝缘地线取能具有工程简单、适用范围广等独特优点,是一种颇具潜力的架空输电线路在线供电方式。但该方式存在取能功率通常较小及运行安全受雷击威胁的问题,这两个问题也是决定该方式是否可行的关键。首先,该文通过对典型线路地线电磁感应的分析,提出了基于涡旋感应的取能等值计算电路,并对取能端口的戴维南等效电路参数进行了推导。同时,对有关线路参数如档距与杆塔接地电阻分布等的影响进行了分析。在此基础上可以方便地通过参数选择、阻抗匹配等获得所需功率。其次,通过EMTP-ATP程序对雷电冲击的影响及其防护进行了仿真分析。最后,以四川电网某500k V线路为例对取能功率等进行了现场实测。实测结果说明取能分析与计算是合理的,此外取能装置对线路绝缘不构成威胁。     

直流融冰过程中覆冰导线表面最高温度试验研究

输电线路短路融冰是目前最为有效的一种除冰方法,而融冰过程中导线温升过快可能会超过导线允许温度使导线损伤。为此,以LGJ-240/30和LGJ-400/35导线为试品,在人工气候室进行了大量的融冰试验。试验结果表明,融冰过程中,导线表面最高温度决定于冰层厚度和融冰电流的大小,不受外界环境温度和风速的影响。并推导出导线最高温度的计算公式。     

负荷对接地故障转移消弧技术的影响

为了分析负荷对接地故障转移消弧技术的影响,提出了一种接地故障转移消弧技术等效模型。利用该模型对接地故障转移消弧装置的电流转移性能和恢复电压抑制能力进行了研究,给出了接地故障转移消弧技术受负荷影响的规律。研究结果表明:接地故障转移消弧装置的电流转移性能受负荷影响较大,在大负荷、小接地电阻的情况下可能出现不能转移故障点电流的情况,甚至有增大故障点电流的可能;故障转移消弧装置对恢复电压有较强的抑制能力,且受负荷的影响较小。研究结果为接地故障转移消弧装置控制方法的改进提供了理论依据。     

山火烟雾对10~35 kV输电线路绝缘影响试验研究

森林山火事故造成输电线路跳闸时有发生。文中搭建了烟雾对10~35 kV输电线路绝缘影响试验研究平台,设计了烟雾试验方案,研究烟雾对10~35 kV输电线路空气绝缘特性影响以及烟雾浓度对输电线路单相对地和相间绝缘特性的影响。通过观察电压互感器开口三角电压和相对地泄漏电流大小和变化来判断烟雾对输电线路绝缘特性影响,研究了不同种类烟雾在不同浓度时对泄漏电流的影响,发现纯粹的烟雾对输电线路的绝缘特性影响较小。     

架空地线的绝缘化改造及融冰方法

提出了一种架空地线的融冰方法。通过对架空地线进行绝缘化改造,使架空地线沿线对地绝缘,从而使其具备融冰条件,并基于此提出了架空地线融冰电流的计算方法。架空地线由于电阻大,融冰时主要为有功功率消耗,宜采用交流融冰方法,融冰过程中不需停负荷,在实际中具有较强的经济性和可操作性。     

GIS 局部放电在线检测技术及应用

分析了 SF6气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal enclosed switchgear and controlgear,GIS)局部放电产生的原因,结合现场应用实例,对2种 GIS 局部放电在线检测技术———超声波检测技术和特高频检测技术进行了应用比较,结果表明特高频检测法灵敏度高、抗电磁干扰能力强、有效测量范围大,能准确检测GIS 内部绝缘缺陷,适用于长期在线监测;超声波检测法定位准确,可作为特高频检测法的补充和辅助手段;2种方法综合利用可有效发现绝缘缺陷并实现准确定位。     

500kV架空地线与OPGW绝缘化改造后感应电压研究

输电线路覆冰严重影响电力系统安全运行,由于架空地线的悬挂点高于相导线,所处的环境温度低,同时没有运行电流等原因,在相同覆冰段下比其它导线覆冰更为严重。目前,大电流融冰技术是防治导、地线覆冰的最为有效的措施之一,由于架空地线的特殊结构,在开展大电流融冰之前,需对其进行绝缘化改造,但地线在绝缘化改造后的感应电压不仅影响到输电线路的安全运行和防雷效果,也是融冰电压和并联间隙选取的关键因素。笔者以500 kV同塔双回架空输电线路为例,在ATP-EMTP中建立了仿真模型,分析了架空地线与OPWG绝缘化改造后感应电压的分布规律。结果表明:单点接地方式下架空地线绝缘分段长度控制在5 km左右,架空地线感应电压可以处在安全范围;单点接地时将接地点位置设置在分段中点能够使感应电压降低约50%;对传输线相导线进行换位,通过影响导线与架空地线间的电磁感应,可以起到抑制感应电压的作用。研究结果可为输电线路架空地线的绝缘改造设计提供参考。