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系统过电压试验研究

内蒙古电力科学研究院利用高性能瞬态示波记录仪及阻容分压器，通过对真空开关投切35kV电抗器时的操作过电压现场实测研究，对各种原理、类型的过电压保护装置的保护性能进行了全面的验证和评价，提出了真空开关投切电抗器、电炉变压器的最佳过电压保护方案，成功地将35kV操作过电压限制在2倍以内。     

相控断路器在抑制35kV并联电抗器操作过电压中的应用

近年来我国频繁发生220 kV变电站35 kV并联电抗器切除时操作过电压导致的设备故障,危及电网安全稳定运行。对切除并联电抗器过电压产生的机理、危害和抑制进行系统分析,提出了并联电抗器的选相投切策略,并开展了现场过电压实测和PSCAD仿真分析,为35 kV并联电抗器操作过电压的抑制提供了解决思路和工程经验。     

真空断路器投切并联电抗器过电压故障分析

文中以某220 kV变电站20 kV系统侧由真空断路器开断并联电抗器过电压引发的事故进行了分析。基于电路理论阐述了真空断路器投切并联电抗器过程中的截流、复燃、多次重燃过电压产生的机理,运用PSCAD建立了20 kV系统电磁暂态仿真模型,对不同截流值、不同并联电容下系统母线侧与电抗器侧的过电压进行了计算。结果表明常规氧化锌避雷器只能限制过电压幅值,不能改变频率和陡度,且现有避雷器均为相对地避雷器,不能有效地抑制相间过电压;电抗器两端加装并联电容器(或阻容吸收装置)可降低过电压幅值和陡度,能较好地抑制真空断路器投切电抗器过电压。     

真空断路器投切35 kV电抗器相关问题研究

35 k V真空断路器投切电抗器时可能会产生较高的操作过电压进而引发故障,浙江省电力公司目前采取了多项措施来治理投切并联电抗器引起的操作过电压。基于真空断路器投切并联电抗器过程中截流、复燃、三相同时开断过电压产生的原理,针对所采取的治理措施展开计算和分析,从电路理论角度阐述各项措施的有效性。     

采用断路器首端投切方式治理35 kV并联电抗器操作过电压

断路器在开断35 kV并联电抗器过程中,会产生严重的操作过电压问题,严重威胁35 kV系统设备绝缘。研究表明,通过在并抗中性点末端加装断路器进行投切能有效治理开断过电压问题,但是中性点不具备分相引出条件的并抗不具备改造条件。针对以上治理困难,提出了在并抗首端安装110 kV电压等级SF_6断路器的治理措施,通过现场试验验证结果表明,采用首端110 kV断路器投切并抗能有效治理过电压问题。     

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。     

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。     

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。     

35kV GIS中电抗器投切时的过电压研究

上海500kV世博站中的电抗器直接接在35kV母线上,35kV气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中投切电抗器会产生过电压,通过加装阻容吸收装置保护可减小过电压。仿真计算了投切电抗器时过电压的大小,并分析了阻容吸收装置对抑制过电压的作用。计算结果表明,上海世博站使用的阻容吸收装置可较好地抑制过电压,保证电气设备和系统安全稳定运行。     

500 kV输电线路断路器合闸电阻配置原则

通过对某500 kV输电线路断路器取消合闸电阻的投切试验、断路器事故进行分析,并对此进行电磁暂态仿真计算,讨论了500 kV输电线路断路器取消合闸电阻的原则,与线路操作过电压幅值、线路两端高压并联电抗器配置情况的关系。研究结果表明,500 kV输电线路断路器合闸电阻配置时,需要考虑线路高压并联电抗器的配置情况,这将直接影响断路器断开的成功与否。     

真空断路器开断并联电抗器的三相建模

针对40.5 kV真空断路器开断并联电抗器的工况,为了消除现有仿真模型的不足,笔者简单综述了真空断路器开断感性小电流的仿真研究的现状,对一种型号的40.5 kV真空断路器进行了试验,得到其触头间介质动态绝缘强度曲线、高频电流熄灭判据和截流数据,并建立了断路器开断并联电抗器的三相仿真模型,同时考虑了三相间的耦合。应用ATP-EMTP软件进行了该型号真空断路器开断并联电抗器的三相仿真研究,并与现场试验结果进行了比对,仿真结果与试验结果大致相符。     

电抗器过电压吸收装置应用分析

针对变电站电抗器投切过程中易产生过电压,导致真空断路器爆炸、烧毁等问题,分析了投切电抗器时过电压产生的机理及常规治理措施的不足。提出通过在电抗器加装过电压吸收装置,达到限制过电压水平、减少过电压对真空断路器冲击的目的。在锡林郭勒电业局220 kV高力罕变电站串联电抗器及220 kV玉龙变电站并联电抗器加装过电压吸收装置后,有效降低了电抗器投切时的过电压水平。     

750 kV输电线路保护与单相重合闸动作的研究

阐述了750kV输电线路的电容效应、互感效应以及合闸过电压的问题，指出单相接地故障时若采用三相重合闸将不可避免地产生较高过电压。指出了750kV输电线单相重合闸的应用前提是避免并联电抗器补偿给单相重合闸可能带来的谐振过电压问题，分析并提出了并联电抗器中性点小电抗的正确取值范围。针对并联电抗与线路电容之间的电磁振荡对故障断开相恢复电压的影响，研究了单相瞬时性故障恢复电压的拍频振荡特点，并提出了750kV输电线路的单相重合闸方案与重合过电压的抑制方法。     

真空断路器控制线圈击穿问题分析与改进

为解决VS1真空断路器操作电磁铁绕组故障率较高的问题,对线圈的操作过电压进行了测量,并计算了电路参数对过电压的影响。在此基础上,通过在线圈两端并联阻容吸收回路,降低了操作过电压的幅值和频率。运行经验表明,这一措施有效降低了线圈烧毁的故障率。     

引黄入晋工程10kV真空断路器操作过电压研究

通过对真空断路器多种操作过电压的分析,提出截流过电压、重燃过电压以及三相截流过电压对设备产生的危害。对山西省万家寨引黄入晋工程五座梯级泵站所具有的特点进行理论分析、仿真计算,提出了抑制真空断路器操作过电压的技术措施,为引黄工程应用真空断路器和工程安全可靠运行提供了技术保证。