电涌保护器老化监测指标对比研究

电涌保护器(SPD)对于电力系统抑制过电压有着重要作用。但SPD在使用过程中会发生老化现象,因此需要挑选指标对SPD老化程度进行监测。针对目前存在的两种不同类型的监测指标效果问题,通过Matlab仿真计算,对两种监测指标监测效果进行对比研究。结果表明:(1)基波电压作用下基波阻性电流和三次谐波阻性电流均随着SPD老化呈现指数上升趋势。(2)全波电压下产生的基波阻性电流和三次谐波阻性电流SPD老化程度和谐波电压初相位呈现正相关。(3)利用基波电压作用下基波阻性电流和三次谐波阻性电流实现对SPD的老化监测更加优于利用全波电压下基波阻性电流和三次谐波组性电流。     

ZnO压敏电阻直流老化特性的研究

ZnO压敏电阻是电子和信息化领域重要的过电压防护器件,对电子与通信系统的运行安全有着至关重要的作用.本研究基于压敏电阻直流老化特性实验平台,开展了热电应力下ZnO压敏电阻温度特性、荷电率特性以及长期直流电压下老化特性的变化规律研究.实验与分析结果证明:1)在电应力与热应力作用下,ZnO压敏电阻的泄漏电流和功率损耗随着荷电率增大而增大;2)同一型号压敏电阻在同温度(115℃),不同荷电率下两组直流老化实验,泄漏电流曲线经历了快速上升、缓慢下降至平稳、激增3个变化阶段,两组老化时间存在较大差异;3)压敏电阻长时间直流老化实验中,10 K 250压敏电阻片在97％荷电率和145℃温度条件下,历经264 h的老化过程,其压敏电阻泄漏电流、功率损耗的急剧增长,压敏电压、非线性系数、漏电流发生显著的变化.因此,传统意义上将压敏电压值降为初始值的10％作为老化实验寿命终结判据对于直流老化来说需要进一步研究.     

牵引站220 kV侧电缆护层谐波过电压特性

高速铁路特殊运行方式会产生大量的谐波，谐波会通过牵引变压器传入220 kV侧高压电缆，在电缆护层上产生谐波电压，威胁电缆的安全运行。笔者在牵引变电所现场实测谐波数据的基础上，建立了基于实测数据的谐波源模型，解决了谐波源建模复杂的问题并能准确反映出高铁列车的实际运行状况。在此基础上仿真计算了高铁在牵引、再生制动和惰性3种工况下220 kV侧电缆护层谐波电压特性，探究了电缆长度、电缆接地方式、谐波电流参数等对谐波电压的影响规律。结果表明：高铁不同运行方式下，护层谐波电压均远超过工频正常运行情况，其中牵引工况时电缆护层谐波电压最大值可达到454 V;与工频正常情况下不同，谐波工况下金属护层过电压受电缆接地方式、电缆长度和谐波电流含量的影响较大。以上研究结果对牵引站220 kV侧电缆的安全运行具有重要参考意义。     

基于优化的时滞叠加法提取谐波电压下MOA阻性泄漏电流

目前金属氧化物避雷器(MOA)的主要监测技术是基于阻性泄漏电流谐波分析,因此从总泄漏电流中提取阻性电流成分至关重要。针对时滞叠加法只能在纯正弦波电压下提取阻性电流成分的缺陷,本文对时滞叠加法进行了优化,使其能够在谐波电压下准确提取MOA阻性泄漏电流成分。为了研究优化算法的性能,使用ATP-EMTP对MOA进行仿真,然后分别用两种算法在谐波电压下提取阻性泄漏电流并与实验结果进行对比。结果表明,提出的优化算法能够更准确地在谐波电压下提取阻性泄漏电流成分。     

一种测量MOA阻性泄漏电流新方法的研究

分析了MOA在基波电压作用下,基波电压与阻性泄漏电流三次谐波分量之间的关系。通过电场传感器获取线路基波和三次谐波电压信号,利用数字信号处理技术,对MOA的全电流进行数字分析,提出了一种计算MOA阻性泄漏电流的新方法。仿真计算表明,该方法可以较好地补偿MOA容性电流的基波分量和三次谐波分量。     

运行中测量金属氧化物避雷器阻性泄漏电流的新方法

<正> 对于金属氧化物避雷器运行情况的监视主要靠测量泄漏电流.常用的方法有测量全电流、直流测量阻性电流及泄漏电流的谐波分析.本文提出对泄漏电流进行谐波分析的新方法,采用外偿法把系统电压的谐波产生的三次谐波电流消除,以得到仅由避雷器产生的三次电流谐波.然后再确定阻性电流的三次谐波与总的阻性电流的关系.采用电场测量法间接求得容性三次谐波电流.电位及电流信号输入微处理机处理和显示各种参数,与直流测量法相比,其误差在20～25%之间.     

浅析MOA泄漏电流测试方法

介绍了直流电压下的泄漏电流测量和工频电压下的全电流测量及阻性电流测量方法中的容性电流补偿法、三次谐波法以及基波法。指出直流法简单易行,可用于MOA安装现场试验,但易受现场条件影响。采用全电流法能发现已发生显著劣化的MOA安全问题,但对于早期老化或受潮反应不灵敏。容性电流补偿法原理简单,但不适于三相同时测量;三次谐波法不适合在谐波分量过大的情况下使用,对MOA的老化程度无法做出定量分析;基波法能排除相间杂散电容影响,其准确性较高,适于三相同时测量。     

电压谐波对MOA泄漏电流检测方法影响分析

电网电压谐波不仅对MOA泄漏电流中的容性分量带来干扰,而且对阻性分量也带来干扰。分析了电压谐波对两种基本方法-补偿法与谐波分析法的影响,并对补偿法进行了仿真计算,补偿法必须考虑容性谐波的干扰,谐波分析法避开了容性谐波的干扰,两种方法都不能消除阻性电流中直接来自电压谐波中的分量,综述目前已有消除电压谐波影响的方法,可根据阻性电流基波分量计算出阻性电流值及谐波分量,阻性电流中来自系统电压谐波干扰部分的消除还需进一步分析。     

无间隙金属氧化物避雷器运行状态特征参数温度特性研究

无间隙金属氧化物避雷器(MOA)的运行状态监测是保证电力系统可靠运行的重要措施,由于MOA运行状态参量受环境温度影响,会造成对MOA状态判断不准确,引发严重事故。研究了MOA运行状态主要监测参量随温度的变化特性,揭示了状态参量变化与温度、荷电率及电阻片几何尺寸的关系。持续运行电压下,在20℃～60℃范围内,直流U1mA、工频参考电压随温度单调递减,交流泄漏单调递增;全泄漏电流具有微弱的正温度系数,随温度的升高而缓慢递增,而阻性电流分量随温度变化增长更快。在80%～90%荷电率下运行,MOA的阻性电流IR、功率损耗P随温度的升高和荷电率的增大单调快速递增。     

高压单芯电缆接地故障下的地电位升与护层工频过电压研究

近年国内高压电缆线路外护层以及护层保护器击穿损坏的事故频发,为了优化电缆线路护层接地系统设计以及合理选择护层保护器,本研究基于PSCAD-EMTDC对110 kV纯电缆线路和架空线-电缆混合线路分别进行了仿真建模,分析了二者在单相接地短路故障情况下,采用各类护层接地方式的地电位升与护层工频过电压幅值特征,并探讨了电缆线路长度和接地电阻对护层工频过电压的影响,最终依据仿真计算结果提出了护层保护器的选用建议。研究结果表明：仅采用护层交叉互联的纯电缆线路和架空线-电缆混合线路,局部地电位升较小,最大护层工频过电压在4 kV～6 kV;纯电缆线路中护层单端接地段与交叉互联段的连接处以及架空线与护层单端接地的连接处存在严重的地电位上升,且受连接处接地电阻值影响明显,幅值可达24 kV,地电位升与感应电压的叠加使得护层工频过电压幅值远高于仅存在护层交叉互联的线路。研究结果可为电缆线路的护层接地系统设计以及护层保护器的选型提供参考依据。     

采用测量阻性电流提高MOA状态监测的可行性研究

分析了MOA在线状态监测几种方法的优缺点:传统的全电流测量方法仅仅反映了避雷器容性电流的变化,不能反映避雷器内部的变化。阻性电流相位比较法能获得较高的阻性泄漏电流测量精度,但需要从运行的现场取一个电压参考量(电压互感器或传感器电压抽取装置),会对系统其他设备的运行可靠性造成一定的影响。3次谐波分析法能反映电阻片的老化问题,但对MOA内部受潮、局部放电等反映不灵敏。另外,运行中MOA的阻性电流仅几十微安,通过互感器耦合到2次检测回路的信号已极其微弱,而变电所的电场、磁场以及高压线的相间干扰足以对微弱信号波形产生难以克服的各种影响,使测量结果产生误差、偏移或不稳定。分析MOA在实际运行下的电流特性,提出了采用模拟电压参考量来替代电压互感器的2次电压,简化了测量设备复杂度,提高了系统运行的可靠性。     

基于电容电桥法的避雷器泄漏电流分析方法研究

为了了解避雷器在运行过程中流过电流的状态,提出了一种基于电容电桥的测量方法对其电流进行测量,并对各成分之间的关系进行了分析。结果表明,阻性三次谐波分量占阻性分量的1/4,约在全泄漏电流中占2.5%~5%。因此通过测量阻性三次谐波分量即全泄漏电流的大小可以对阻性分量进行预估。这为今后避雷器泄漏电流的在线监测提供了依据。     

OF电缆与XLPE电缆混合线路雷电侵入波暂态特性分析

220 kV线路会存在OF电缆与XLPE电缆并存的现象,必须合理分析混合电缆传输系统的雷电侵入波暂态特性,以提高其防雷水平。本文利用ATP-EMTP建立220 kV OF电缆与XLPE电缆混合传输线路模型,分析绕击和反击情况下的暂态特性,比较OF+OF+OF、OF+XLPE+OF、OF+OF+XLPE安装方式下电缆线芯暂态过电压,讨论电缆长度对暂态过电压的影响,最后分析安装护套层过电压保护器对护套绝缘的防护效果。仿真结果表明:OF+XLPE+OF安装方式下,电缆末端过电压幅值最高,OF+OF+XLPE安装方式次之,3种方式下过电压均不会对电缆内绝缘造成危害;绕击和反击侵入波过电压幅值均随着电缆长度的增加而降低;安装护层过电压保护器能够实现有效护套层绝缘保护。     

金属氧化物避雷器带电测试诊断技术探讨

分析了金属氧化物避雷器(MOA)在运行电压下的电流特性,介绍了典型阻性电流测试技术并分析了现场测试MOA受到干扰的问题,重点分析了临相间容性耦合干扰。提出了通过MOA阻性电流基波的电流-电压相角的变化量来推算阻性电流基波分量的增长量的方法。最后总结出将阻性电流基波分量作为主要分析指标,同时结合阻性电流三次谐波分量的对MOA的性能进行综合分析、判断的诊断技术。     

一种避雷器相对阻性电流在线检测方法

避雷器运行中阻性电流检测是判断其状态的主要手段。针对现有阻性电流检测方法的不足,提出了一种运行电压下避雷器相对阻性电流检测与评价方法,测量时仅需获取三相避雷器全电流,不需采集PT参考电压信号,不受电压信号中存在谐波的影响,能稳定准确反映避雷器阻性电流变化。现场试验证实了该方法测试阻性电流的可靠和准确。     

500 kV串补MOV泄漏电流监测装置的研制及应用

根据串补装置用金属氧化物限压器(MOV)的工作特点,提出适用于500 kV串补MOV泄漏电流监测系统架构,并研制了MOV泄漏电流监测装置.研究在不同电压下MOV单只和多只组合条件下的泄漏电流特性,研究结果表明:与单只MOV泄漏特性相比,多只MOV不同并联时泄漏电流和阻性电流成倍线性增加,阻性电流角度在保持在84°至85...     

配电变压器低压侧负载雷电浪涌防护研究

配电线路遭受雷击后,沿线路侵入的雷电浪涌十分容易导致变压器低压侧负载设备的损坏,有必要对此防护进行研究。利用PSCAD软件搭建配电系统模型,采用高频变压器模型与IEEE氧化锌压敏电阻模型,分析变压器低压侧负载性质对负载端过电压的影响,讨论不同负载下变压器低压侧电涌保护器对应的有效保护距离。分析结果表明:负载端过电压波形存在明显的振荡,阻性负载端过电压衰减较快,感性负载和容性负载端过电压持续时间较长。阻性负载或感性负载幅值较小时,负载端过电压随着SPD与负载间连接电缆长度的增加而减小;阻性负载幅值较大时,负载端过电压随着电缆长度的增加而增大,感性负载幅值较大时则随着电缆长度的增加呈现出先增加后降低的趋势;容性负载端过电压随着电缆长度的增加而增大。Ⅰ类保护水平对应的有效保护距离小于Ⅱ类,无论是阻性、感性或是容性负载,SPD有效保护距离都随着负载幅值的增大而减小。容性负载对应的有效保护距离普遍较小,需要在设备前安装末端SPD才能确保设备得到有效防护。     

一起110kV复合绝缘MOA少数电阻片劣化分析

针对一起复合绝缘氧化锌避雷器部分电阻片劣化后难以利用阻性泄漏电流判定缺陷的案例,利用MATLAB对部分电阻片劣化后的氧化锌避雷器进行了仿真分析,通过对比电阻片在不同劣化程度时,运行电压下通过避雷器的全电流和阻性电流泄漏值,发现当劣化电阻片个数很少时,阻性泄漏电流随着劣化程度的增加存在一个峰值,当劣化程度继续增加,过了这个峰值后难以通过带电检测得到的阻性电流泄漏值判定出少数电阻片严重劣化的避雷器缺陷,仿真结果与缺陷案例吻合。因此,根据仿真结果,提出结合在线监测下的全电流值是否超过初始值10%来判定避雷器状态的建议。     

基于电场探头及电流传感器的MOA运行状态带电检测方法研究

作为一种电力保护设备，金属氧化物避雷(MOA)运行状态的准确识别是确保电网安全高效运行的前提之一。针对传统MOA运行状态检测方法中存在的检测准确性低，无法进行带电检测等问题，笔者提出了一种基于各次谐波原理的MOA非接触式带电检测方法。该方法采用一种改进的差分式电场探头和钳式电流传感器(CT)实现对于MOA电压与电流的信号采集，在此基础上对两路信号进行快速傅里叶变换(FFT),得到阻性电流等参数以实现对于MOA的检测。本研究开发了样机，详细介绍了样机的结构，推导了其传递函数，并分别对正常运行状态的MOA、老化和受潮的MOA进行了测试试验。结果表明，该样机能够准确采集到MOA阻性全电流、阻性基波电流及阻性3次谐波电流等参数，正常运行状态时幅值大小分别为23μA、17μA、5μA,受潮、老化相关状态下，阻性基波电流分别达到35.3μA和30.2μA,阻性3次谐波电流分别达到6.2μA和15.1μA,针对3种状态样机检测结果与在线监测系统基本保持一致，电流相对误差可达0.5%,且与已有文献相吻合，说明所开发样机符合MOA带电检测要求，具有良好的工业应用价值。     

220kV金属氧化物避雷器带电测试异常的处理

介绍了220kV金属氧化物避雷器(MOA)带电测试异常的处理情况,对异常MOA进行停电试验、解体检查发现,MOA的A相上节U1mA变化率为0.85%,0.75U1mA下的泄漏电流和绝缘电阻均符合《规程》的要求,没有故障;A相下节U1mA的变化率为22.4%,0.75U1mA下的泄漏电流为786μA,绝缘电阻值为0.411GΩ,存在故障。分析指出:测量阻性电流可及时准确发现MOA受潮情况;MOA在运行中要严格按照DL/T596—1996进行定期带电测试,以便及时发现缺陷;当MOA内部发生故障时,交流泄漏全电流、泄漏电流阻性分量都会增大,但泄漏全电流没有阻性分量的变化明显。