真空断路器开断35 kV并联电抗器过电压及防护方案分析

开断35 kV并联电抗器时频繁出现操作过电压事故,主要原因是真空断路器在开断过程中的截流和多次重燃效应。为有效避免此类事故的发生,分析了截流、重燃和三相同时开断过电压的机理,采用ATP-EMTP建立了开断35 kV并联电抗器的电磁暂态模型。仿真结果表明,避雷器只能对过电压幅值进行限制,不能改变过电压的振荡频率,RC阻容吸收器能够改变高频振荡回路,降低过电压波头陡度和振荡频率,抑制真空断路器截流和多次重燃的发生。目前在35 kV母线和并抗侧安装三相星形避雷器的防护方案无法有效限制相间过电压,三相组合式避雷器能够对相间过电压起到限制作用,RC阻容吸收器的限制效果更好。针对该220 kV变电站,推荐在变电站35 kV母线侧安装三相组合式避雷器,在并联电抗器侧安装三相组合式避雷器或RC阻容吸收器。     

真空断路器开断并联电抗器过电压试验研究

针对国内35kV与20kV系统真空断路器开断并联电抗器系统事故多发情况,开展35kV系统工况下的现场试验,分析了开断后的暂态过程及过电压的机理,并在实验室进行了20kV系统真空断路器在额定电流下投切电抗器的截流试验,研究截流值和过电压规律。结果表明:截流过电压幅值远小于重燃过电压,多次重燃过电压是真空断路器开断并联电抗器频繁出现高过电压的主要原因;在系统典型额定工况下,300A负载电流下的截流值比100A负载电流下小,真空断路器的截流值随着开断电流的增大而减小的理论在系统额定电流下同样成立。     

SF6断路器投切66 kV干式并联电抗器过电压及抑制防护技术研究

文中为了研究SF6断路器投切干式并联电抗器产生过电压的种类及水平,以及提出有效的抑制防护措施,构建了SF6断路器投切并联电抗器三相仿真模型,理论推导了过电压种类及其特点;并依据66 kV干式空心并联电抗器实测和设计参数进行了仿真,得到了不同过电压的波形,阐述了产生不同过电压的机理;最后提出了抑制干式空心并联电抗器过电压的防护措施,通过仿真验证防护技术的可行性。经仿真计算得出SF6断路器投切66 kV并联电抗器产生的过电压与断路器的投切相角、投切速度以及截流值有关,最后通过仿真比对验证了文中提出的避雷器和阻容吸收协同保护装置对过电压的幅值和频率抑制效果的有效性,为干式并联电抗器过电压的抑制提供了理论支撑。     

40.5kV真空断路器分闸并联电抗器重燃过电压及抑制方法

40.5 kV真空断路器分闸并联电抗器时,极易出现截流和电弧复燃,由此产生的重燃过电压会危害系统设备绝缘,危及电网安全稳定运行。为分析重燃过电压的特性及危害,文中考虑分闸过程中真空断路器触头之间的燃弧特性,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC构建了准确的真空断路器的三相分闸重燃模型及开断并联电抗器的220 kV变电站系统仿真模型,分析了真空断路器分闸初相角和介质绝缘恢复速度对重燃过电压的影响。文中提出了避雷器和阻容吸收器、以及避雷器和铁氧体磁环两种过电压协同防护方案,与避雷器、阻容吸收器和铁氧体磁环单独使用时对重燃过电压的抑制效果进行了对比,并分析了不同安装位置下的抑制效果,验证了文中所提出的避雷器和阻容吸收器以及避雷器和铁氧体磁环两种协同防护重燃过电压方案的有效性。文中的研究成果为并联电抗器的投切和抑制方面的实际应用提供了理论支撑。     

真空断路器投切并联电抗器试验研究

为探明真空断路器投切并联电抗器时产生过电压的情况，并比较保护措施的效果，在运行电网上，对10kV真空断路器投切并联电抗器的实际运行进行了试验，在理论上进行了定性分析。证实：真空断路器投切电抗器时，将产生较高的过电压。为限制过电压，除按目前通行的措施安装氧化锌避雷器保护外，加装阻容吸收保护装置将更为有效。最后建议盘、柜制造厂宜生产投切并联电抗器专用的真空断路器柜，以备电力用户选用。     

真空断路器开断并联电抗器保护措施仿真分析

近年来中国中压配电系统中真空断路器切除并联电抗器时故障频发,如站用变压器及母联开关等设备闪络,甚至引发开关柜烧毁的严重事故。以某220 kV变电站的20 kV系统发生的该类故障为研究对象,运用PSCAD/EMTDC建立该变电站系统模型,仿真分析故障发生时系统的运行状态,并结合故障现象分析故障发生原因,提出相应措施,以抑制真空断路器切除电抗器时的操作过电压。仿真计算结果表明,由于真空断路器开断时发生截流、复燃且电抗器与杂散电容间发生谐振等多个方面原因,真空断路器切除电抗器时产生较高过电压,如果仅在电抗器侧安装避雷器与电容器,将无法有效抑制由于截流和复燃产生的过电压,需要在电抗器两端并联阻容保护装置。针对故障变电站的系统配置,建议电抗器并联的阻容装置电容值取0.2 μF,电阻值取400 Ω为宜。     

真空断路器投入并联电容器的过电压分析及防护

真空断路器在合闸投入并联电容器的过程中,可能会产生严重的过电压,导致相关设备损坏,国内已有多个变电站出现此类故障。为此以某110 kV事故变电站10 kV系统为对象,研究了过电压产生的原因,发现如果真空断路器在电流即将过零点时开始合闸,由于出现合闸弹跳,断口间会出现燃弧-熄弧-燃弧的现象,导致电容器上串联的电抗器与杂散电容产生谐振引发过电压,该过电压的出现随合闸时刻的不同呈现随机性。为深入研究该过电压特性,基于电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了真空断路器投切并联电容器过电压计算模型,分析了不同合闸时刻电压、电流波形,提出了过电压防护措施并进行了计算验证。计算结果表明,合闸时过电压幅值标幺值最高可达8,在串联电抗器侧加装避雷器可将过电压标幺值抑制在3以下(基准值为8.98 kV)。该结果证明了理论分析的正确性和防护措施的有效性,为保障真空断路器安全投入并联电容器提供了理论依据。     

基于ATP-EMTP的真空断路器切断并联电抗器过电压及其抑制策略分析

真空断路器在切断并联电抗器时伴随着截流过电压、多次重燃过电压等危害,造成电力系统的不稳定运行。为此,文中基于ATP-EMTP软件首先对变电站实际运行情况进行仿真分析,发现了在母线侧、负载侧以及电抗器侧存在着严重的相对地过电压以及相间过电压。随后通过结合过电压种类以及严重程度,选择了不同的保护装置并对保护效果进行仿真分析,得出双路RC过电压保护装置对于真空断路器切断并联电抗器产生的过电压具有较好的抑制效果。最后根据变电站的实际运行情况,对采取不同保护装置安装措施后过电压情况进行仿真计算,对比了不同的过电压抑制方法。研究结果表明,切断并联电抗器产生的过电压幅值可达普通情况下截流过电压的2倍;在不同位置相间过电压均显著大于相对地过电压;在负载侧和电抗器侧安装双路RC保护装置保护效果和经济性最佳,可使过电压值降低幅度达50%~69%,从而保证变电站的安全稳定的运行。     

10 kV阻容装置与避雷器过电压抑制能力试验与仿真分析

对阻容装置和避雷器的过电压抑制能力进行校核,进行变电站并联电抗器投切试验,将10 kV阻容装置和氧化锌避雷器的操作过电压防护效果对比,还对四种不同过电压防护装置配置条件下的雷电过电压响应情况进行仿真计算,得出阻容装置和氧化锌避雷器配合使用能同时降低过电压波形幅值、陡度和频率的结论.     

35kV光伏电站低电压穿越检测装置瞬态过电压抑制措施研究

在对光伏发电系统进行低电压穿越实验时,真空断路器投切短路电抗器会产生较高的瞬态过电压,引起电抗器外绝缘击穿,造成实验设备损坏。为了研究抑制实验过程中过电压的有效措施,文中首先结合光伏发电低电压穿越实验系统,对影响瞬态过电压的因素进行了理论分析,并根据某35 kV低电压穿越实验线路,利用ATP进行了仿真计算,得出:影响瞬态过电压的因素有真空断路器截流值、投入短路电抗的大小和测试点并联电容的大小。最后总结出测试点并联0.1μF的电容和100Ω的电阻可有效减小瞬态过电压的峰值。     

750 kV线路保护与并联电抗器动作的研究

分析了并联电抗器在750 kV输电线路单端电源供电与双端电源供电情况下抑制过电压的作用;同时分析了当750 kV线路输送大功率时,由于并联电抗器的接入又导致线路电压显著降低,线路的传输能力受到限制,因此应当考虑在传输大功率的运行方式下切除并联电抗器.为解决线路传输能力与抑制过电压的矛盾,分析研究了并联电抗器在抑制750 kV线路跳闸过电压、加速潜供电弧熄灭以及抑制合闸过电压等方面的作用,并由此提出了750 kV线路保护与并联电抗器之间动作配合关系.理论分析与仿真研究表明,所提出的线路保护与并联电抗器之间的动作逻辑关系不仅保证了750 kV输电线路正常经济运行,又达到了并联电抗器抑制过电压等方面的作用.     

750kV分级投切式可控高压并联电抗器研究

阐述了分级投切式可控高压并联电抗器的基本工作原理,装置能够调节系统无功功率、抑制工频过电压和潜供电流,具有功率连续平滑可调、谐波电流小和响应速度快的优点.应用傅立叶级数分解方法对即将在河西750 kV输电工程中的敦煌变电站投运的300 Mvar750 kV可控高压并联电抗器的工作绕组电流的谐波含量进行了分析.然后,根据...     

500kV并联电抗器开断的过电压及限制措施

分析了500kV并联电抗器(以下简称高抗)开断的过电压的产生及影响,从断路器的并联电阻、避雷器及高抗的投切方式等几个方面探讨了过电压的限制措施及效果,并用试验进行验证。理论分析和试验表明,切除高抗会产生高达7倍的过电压。氧化锌避雷器是限制高抗开断的过电压的有效、经济措施,能将高抗开断的过电压限制在3倍以下;若再带上线路,在远方站间接切除高抗,其过电压可限制在2倍以下。采用这种方式,可安全、顺利地切除高抗。     

220kV GIS变电站雷电过电压防护措施的研究

利用电磁暂态程序ATP-EMTP计算了某220 kV GIS变电站进线落雷时的GIS内部设备以及主变压器上出现的雷电过电压,分析了运行方式及变压器入口电容对雷电过电压的影响,研究了MOA不同配置方案对变压器以及GIS内部设备的保护效果,分析表明,即使对于通过电缆与GIS相连的变压器,旁边也不必装设MOA,3台进线MOA可以给系统提供可靠的保护,变压器入口电容对雷电过电压的影响不大。     

特高压输电系统过电压、潜供电流和无功补偿

介绍了国内外特高压输电系统过电压、潜供电流及无功补偿的研究结果,认为我国特高压输电线路可不采用高速接地开关;近期可采用固定式高抗,不用可控高抗;尽量缩短暂态过电压持续时间;特高压系统中突显的特殊操作过电压,即接地过电压和切除短路故障分闸过电压;绕击是造成特高压线路跳闸的主要原因,尤其在山区应适当减小地线保护角。特高压变电所应适当增加MOA数量,以减小雷电侵入波过电压。     

智能相控断路器在35kV并联电容器投切中的应用

某500 kV变电站利用SF 6断路器投切35 kV并联电容器组时,连续发生2起串联电抗器设备故障,分析原因是在投切操作过程产生了较大的涌流及过电压,引起干式空心电抗器发生匝间短路故障,严重威胁系统的安全运行。为了避免此类故障的再次发生,提出采用适用于投切35 kV并联电容器组的智能相控断路器来抑制合闸涌流,降低分闸重燃概率。为验证智能相控断路器的有效性,首先分析了投切涌流及过电压产生的原因和相控开关技术的原理,然后将智能相控断路器应用于该500 kV变电站的35 kV无功补偿系统,并分别对智能断路器与普通断路器进行多次分合闸对比试验,试验结果表明:普通断路器随机投切电容器组产生的最大涌流为4.2(标幺值,下同),过电压为1.81;智能相控断路器投切电容器组产生的最大涌流为2.3,过电压为1.4。试验结果证实智能相控断路器的应用能够从源头抑制合闸涌流和过电压,提高无功投切效率和系统安全性。     

特高压并联电抗器中性点小电抗的过电压及绝缘水平分析

为了提高特高压输电系统的可靠性和安全性,利用EMTP建立了1000 kV典型输电系统的仿真模型.分别针对工频、操作和雷电过电压情况下中性点小电抗的过电压进行了计算分析,研究了并联电抗器和金属氧化物避雷器对过电压的抑制效果,重点分析了并联电抗器中性点小电抗的过电压,并对其绝缘水平进行了核算.实验发现:并联电抗器可有效抑制...     

750kV宝鸡至乾县送变电工程内过电压研究

本文介绍了宝鸡—乾县750kV同杆双回交流输电线路同塔双回线路内过电压的计算结果。选择了高抗中性点小电抗和线路接地刀闸的参数。提出了线路侧避雷器的额定电压选为600kV,以降低线路侧操作和雷电过电压的保护水平,减少避雷器备品和备件的建议。探讨了取消750kV同杆双回交流输电线路断路器合闸电阻的可行性。     

35kV并抗操作过电压故障实例分析

针对近年来频发的35 kV并抗开断过电压故障,对多起故障实例进行了汇总调查,对故障现象及规律进行了分析,对故障原因及机理进行了仿真解析,对过电压治理措施进行了研究验证。调查发现35 kV并抗开断操作过电压极为严重,空母线开断并抗母线侧存在显著风险,采用断路器并抗中性点侧投切可有效治理35 kV并抗操作过电压。     

35kV 架空送电线路防雷用并联间隙研究

为解决35 kV架空送电线路的雷击问题,提出采用并联间隙防雷保护方案,分析了其保护原理,设计了35 kV线路防雷用并联间隙的结构尺寸;对并联间隙试品进行了大量的雷电冲击和工频电弧试验,结果表明并联间隙能有效保护绝缘子串和导线免于雷击引起的工频续流电弧的烧蚀;计算了带并联间隙线路的雷击跳闸率,建议将3片绝缘子增加为4片,加装并联间隙不会引起线路跳闸率增加。