含电缆出线变电站内短路电流分流系数仿真分析

变电站内发生短路故障时,真正会对变电站造成危害的是通过变电站地网入地的电流,因此研究短路电流的分流系数有重要意义。电力电缆结构与架空线不同,二者的分流系数存在较大的差别。基于PSCAD软件,仿真计算了含电缆出线的变电站发生短路的地网分流系数,探讨了电缆长度、交叉互联等因素对分流系数的影响。计算结果表明,当变电站出线为电缆线路时,发生短路时地网分流系数远小于架空线路,减小了对变电站地网的分流要求,但同时也会导致短路电流增大,两者应当综合考虑。     

避雷线绝缘架设对变电站地网分流系数影响的研究

地网分流系数反映了变电站接地系统对短路电流的分流能力,变电站地网分流系数的合理选择是变电站接地安全设计的基础。变电站内发生短路故障时,短路电流主要通过变电站地网和避雷线-杆塔接地系统分流,融冰避雷线绝缘架设后,输电线路杆塔无法参与到短路电流的分配,从而影响变电站地网分流系数,因此有必要针对避雷线绝缘架设后地网分流系数进行研究。本文利用ATP-EMTP建立避雷线绝缘架设前后变电站短路仿真模型,分析了避雷线绝缘架设前后地网接地电阻、杆塔接地电阻、进出线回路数、避雷线型号对地网分流系数的影响,同时提出了降低地网分流系数的方法。研究结果表明,避雷线绝缘架设后地网分流系数增加10%~40%左右,避雷线绝缘架设前后地网分流系数与地网接地电阻、杆塔接地电阻、进出线回路、避雷线型号相关,并且二者的变化趋势并不相同。避雷线绝缘架设后,在变电站出口处6~8基杆塔处设置临时接地点,地网分流系数可以有效降低18%左右。     

变电站内短路电流分流系数影响因素分析

变电站内发生短路故障时,真正带来安全问题的是入地故障电流,而变压器和架空线路会影响电流分布,因此有必要研究其对分流系数的影响。鉴于此,基于相分量的回路电流法,计算分析了变压器及非故障侧线路对分流系数的重要作用;在此基础上,研究了变压器及变电站相关参数和架空线路相关参数对分流系数的影响;此外,还分析了变电站接地电阻与地电位升的关系。结果表明:变压器及非故障侧线路对电流分布有较大的影响;考虑变压器及非故障侧线路情况下对影响分流系数的因素进行分析,提高了分析结果的工程参考价值;变电站接地电阻的增加虽减小了分流系数,但提高了地电位升。因此,在计算分流系数时应当考虑变压器及非故障侧线路,同时变电站接地降阻是十分必要的。     

基于相分量模型的变电站短路电流分流系数计算

发变电站内发生短路故障时真正引起危害的是入地故障电流,而不是短路故障电流;当前已有的数值算法及软件或存在一定的技术性门槛,或在表征系统方面存在不足。提出一种适用于不同电压等级的复杂电力系统分流系数计算方法,推导并拓展了基于相分量的变压器导纳模型,将其应用于回路电流法,计算出电流分布及分流系数;通过与商业软件CDEGS进行比较,验证了该算法的正确性。作为应用,还定量分析了考虑变压器故障侧和非故障侧同时分流对分流系数的影响,指出了准确计算分流系数时变压器是不可或缺的系统元件。     

融冰绝缘地线架设对变电站接地网的安全影响分析

为对地线进行直流融冰,地线进行了融冰绝缘化改造。地线绝缘化改造将会影响短路电流在变电站地网和地线中的分配,从而影响变电站接地网的安全。利用ATP-EMTP软件建立地线融冰绝缘化改造的变电站短路模型,研究了融冰绝缘地线架设对变电站地网安全的影响,并提出改进地网安全的措施。研究结果表明:融冰绝缘架设地线将会导致变电站地网分流系数增大,从而影响变电站的接地安全;融冰绝缘架设地线的地网分流系数变化主要受变电站接地电阻和输电线路进出回路数影响;对于地网分流系数设计小于50%的变电站,应重新校验地线绝缘化后的跨步电压和接触电压;变电站附近杆塔的地线接地可有效提高变电站地网安全性能,最佳接地杆塔基数为6~8基。     

季节性冻土地区变电站地网入地故障电流分析及其限制措施研究

季节性冻土地区,冬季土壤冻结后,其电阻率急剧增加,不仅导致接地电阻上升数倍,同时会引起变电站内部短路时流入地网的故障电流发生变化。文中研究了季节性冻土地区土壤冻结深度对地网分流系数的影响规律。首先建立了季节性冻土地区的土壤结构模型,根据土壤的冻结规律,改变土壤的结构与电阻率,仿真得到了不同情况下变电站地网入地短路电流的分配规律。研究发现:由于杆塔的接地体埋深要小于地网的埋深,杆塔接地装置受冻土影响更大,导致变电站分流系数急剧增加,甚至超过50%,使得原有地网设计无法满足安全标准;仅对地网增设垂直接地极降阻会导致其分流系数的增大,变电站进出线路的临近6～7基杆塔的接地是影响变电站分流的主要因素,因此可以通过对其增设垂直接地极或加大埋深的方式来降低地网分流系数,通过该方法可以提高季节性冻土地区地网的安全性能。     

福州特高压变电站短路电流分流系数计算与分析

变电站内发生短路故障时真正引起危害的是入地故障电流,而不是短路故障电流。分流系数表征了接地网或架空地线对故障电流的分流能力,可用于分析短路电流的分布情况。研究了变电站站内故障时短路电流的分流机制,提出了适用于工程实际的分流系数定义,重点介绍了分流系数的数值计算方法。在此基础上计算了福州特高压变电站的分流系数与短路入地电流,并分析了分流系数的各种影响因素。分析结果表明:地线分流系数随着变电站接地电阻的增大而增大,随着杆塔接地电阻的增大而减小;500 kV侧和1 000 kV侧短路时地线分流系数差别较小;随着变电站接地电阻的增大,最大入地电流减小,接地电压增大。     

高压电缆网络短路分流系数的研究

在进行变电站的地网设计、确定变电站的安全指标(跨步电压和接触电压等)、以及研究电力电缆线路短路对邻近通讯系统的影响时,短路电流的分布和入地短路电流的计算至关重要。为此,建立了电缆金属护套两端直接接地和交叉互联两端接地的电缆线路的简化等效模型,在此基础上提出了一种用于计算广州高压电缆网络单相接地短路时短路电流分布和电缆分流系数的方法,并在实际运行的电缆线路上进行了试验验证。结果表明,只有很少一部分的短路电流是经变电站的接地网入地并通过大地回流的,绝大部分的短路电流是经过电缆护套回流的,且主要经过所谓的"主路径"的金属护套回流的。最后在分析计算的基础上对地网的设计、通讯干扰、单相短路时电缆金属护套上的工频过电压等问题进行了讨论。     

变电站内短路时架空地线分流系数的计算方法

变电站内短路时架空地线分流系数是确定变电站接地电阻目标值的基础数据.通过分析变电站内短路时架空地线分流的电路模型,提出一种利用回路电流法计算单条线路的架空地线分流系数的方法,并将其推广到所有线路分流系数的计算.与现场实测数据的对比结果证明了所提方法的准确性.     

交、直流输电线路人工接地短路电流地线分流的测量及频率分析

接地短路是交、直流输电线路的常见故障,短路电流在线路地线中的分流及其频率成分对分析线路短路对周围管道等设施的影响具有重要意义。为此结合首个省内±500 k V直流输电工程调试中进行的多次交、直流输电线路人工接地短路实验,对交、直流输电线路在变电站出口和线路中部人工接地短路时地线的电流分流进行了测量,并分析了电流分流的规律和电流频率的组成。通过研究得到如下结论:交流短路电流为衰减振荡波,短路电流主频为50 Hz,伴有部分直流及高于50 Hz频率分量;直流短路电流没有交变振荡过程,均为先增加后减小的简单波形。直流短路电流的主频在30 Hz以内,其与系统闭锁时间密切相关,并含有少量的50、160、340、1 800Hz等频率分量。该实验中无论是变电站出口短路还是线路中间短路,线路地线分流系数均大于60%,与仿真计算结果基本一致。     

平行线路在特高压线路上产生的感应电压和电流研究

新建特高压线路进行工频参数测量时,邻近的平行线路在测试线路上产生的感应电压、电流则有可能对参数测试的准确性产生较大的影响,还可能对试验人员、设备的安全造成一定威胁,因此有必要对平行线路在特高压线路上的感应电压、感应电流的计算方法及各种线路参数对计算结果的影响进行研究。以锡盟—山东特高压线路中的锡盟—北京东段实际线路为模型,通过EMTP-ATP软件计算平行500 kV线路在特高压线路上所产生的感应电压、感应电流,并针对各种参数对感应电压、感应电流计算的影响进行了分析。计算结果表明,平行段线路长度、平行段线路间距、换位方式、输送功率、线路高抗、串补电容均会对感应电压、感应电流产生影响。     

基于伴随网络的直流电网短路电流计算方法

直流线路发生短路故障后,子模块电容作为换流器闭锁前短路电流的主要贡献单元,其极快的放电速度,对直流电网的安全稳定运行提出了严峻考验,亟待开展直流电网短路电流计算方法的研究。首先采用梯形积分法对所建直流电网等效模型中的动态元件进行离散化,再通过改进节点法构建网络方程,迭代求得故障支路各时刻的短路电流,进而提出一种基于伴随网络的直流电网短路电流计算方法。在PSCAD/EMTDC软件中搭建四端双极环形直流电网模型进行仿真,根据直流线路发生不同类型故障的仿真结果,在计算精度和计算效率2个方面,将所提计算方法与典型的状态空间法进行比较,分析了2种方法的误差来源,验证了所提算法的有效性。     

考虑负荷电流的发电厂图形化短路及整定计算系统

根据工程实际需求,提出了发电厂短路及整定计算系统的概念。该系统针对发电厂而设计,建立了发电厂元件模型库。所进行的短路计算中考虑了一般短路计算软件所忽略的厂用电负荷电流（电动机反馈电流）的影响,提高了发电厂整定计算结果的合理性和准确性。对厂用电动机的处理方法作了讨论,通过运算曲线法实现了任意时刻短路电流的计算机求解,并给出了转移电抗的计算方法;最后对该系统的不足作了分析,提出了相应的解决方法。     

基于戴维南等值的配电网合环冲击电流计算

针对合环操作冲击电流可能越限的问题,提出一种基于戴维南等值的冲击电流计算方法。该方法以戴维南定理为基础建立数学模型,采用网络潮流计算求得其中的等值电势,采用节点阻抗矩阵求得其中等值阻抗,继而推导出冲击电流和稳态环流的对应关系,并利用电流分布系数法研究合环支路冲击电流对其它支路的影响。针对配电网没有馈线负荷量测的问题,将馈线负荷分别集中于两侧馈线的首末相异端,由潮流计算直接获取馈线合环稳态电流最大值,并进一步求得冲击电流的最大值。通过实际算例仿真,验证了所述方法的正确性和有效性,对实际配电网的调度运行具有一定的指导意义。     

以网侧电流为补偿目标的有源电力滤波器预测电流控制

根据有源电力滤波器谐波和无功检测的不必要性的结论,提出了一种以网侧电流为直接补偿目标的APF预测电流控制新方法.首先建立了用于预测电流控制的APF离散化模型,然后根据网侧电流的下一采样时刻的预测值和目标函数挑选出下一时刻的电压矢量.该方法除了可消除采样、计算造成的延时外,还可以省略谐波检测电路及实现等效的PwM发生器,在一定程度上简化了控制电路的软硬件设计,还消除了谐波检测造成的延时,具有良好的暂态性能.仿真结果表明该预测电流控制方法具有良好的补偿性能.     

一种基于三端直流输电系统的架空线路谐波电流计算方法

针对三端直流输电系统可能出现的架空输电线路谐波电流放大问题,对不同运行方式下的双极线路谐波电流开展研究。基于波阻抗理论,将对称运行的直流线路简化为对称分量回路,并求取单位长度参数;分析了均一线路谐波电流的计算方法;在此基础上结合波的折反射原理,提出了一种计算混合线路谐波电流的方法。通过在PSCAD/EMTDC平台上搭建相应的直流线路模型进行仿真,并与理论计算结果对比,表明该计算方法在求取三端直流输电系统不同运行方式下的线路谐波电流方面具有较高的准确性。     

交联电缆额定载流量计算的软件实现

结合工程实践,在IEC-60287标准的基础上,以图形化的方式实现了交联聚乙烯绝缘电力电缆额定载流量的计算。本文从电缆结构选择、敷设方式选择、环境参数输入和计算结果打印等多个方面介绍了软件的设计思路、理论基础和实现方法。最后通过典型布置时的试验验证了软件的有效性。     

基于脉冲电流法判断输电线电晕放电研究

对输电线电晕放电的起晕电压、电晕脉冲电流、起晕场强进行了研究。采用基于脉冲电流法判断电晕笼内单根输电线起晕电压。通过局部放电检测回路中的检测阻抗,获取电晕脉冲电流波形。当脉冲电流持续出现时,此时导线所加电压,即为电晕起始电压。根据实验得到的起始电晕电压,借助有限元法计算笼内导线表面及其附近场强,结果与通过皮克经验公式得到的较为接近,验证了脉冲电流法判断输电线路起晕电压的合理性。     

变压器涌流对110kV线路保护的影响

针对电网分层、分区后导致110 kV线路对多台变压器同时合闸而造成线路保护误动的问题,采用电磁暂态程序(electro magnetic transient in DC system,EMTDC)进行仿真计算,并结合东莞电网某变电站的实际情况,分析多台变压器的涌流对110 kV线路距离保护及零序电流保护的影响.结果表明...