动态延时分相顺序控制的断路器合闸新方法

针对超高压输电线路并联电抗器引起的直流偏置电流制约断路器开断灭弧,设计了断路器顺序合闸控制原理及相应装置,提出动态延时分相顺序合闸的新方法,适用于电力系统中变电站、发电厂的分相控制断路器特殊目的的合闸控制.经过工厂试验和工程验证,该方案能有效解决输电线路偏置电流影响断路器灭弧的难题。     

避免高补偿度线路直流偏置风险的断路器合闸控制方法

断路器在关合带并联电抗器的空载线路时,尤其线路补偿度较高或过补偿时,合闸电流的直流分量较大,常伴有合闸电流长时间不过零的现象。在电流不过零期间若断路器分断,则会产生无法灭弧的风险。针对上述问题,在对直流偏置电流产生的原理及可能引发故障进行分析的基础上,比较和分析了装设合闸电阻、调整补偿度、相位控制等抑制直流偏置的常规措施及其局限性,提出了一种结合选相合闸技术及逐相动态延迟合闸的断路器合闸控制方法,有效避免了断路器触头持续长时间烧蚀或损坏的风险,并通过实时数字仿真系统(RTDS)和工程应用验证了该方法的有效性。     

并联补偿线路合闸操作直流偏置研究

通过理论推导阐述了带有并联电抗器的线路合闸时,断路器电流直流分量的产生机理和影响因素,建立起基于实际线路参数的500 kV德宏博尚Ⅰ回输电工程PSCAD模型,仿真计算并分析合闸电阻、串联补偿装置、合闸相位、并联电抗器投入情况对空载合闸操作时线路电流直流分量的抑制效果,提出可实施的抑制并联补偿线路断路器直流偏置的措施.     

500 kV变电站断路器选相分合闸装置改进方案分析

针对500 kV线路前期存在高抗补偿,后期由长线路改造为短线路,线路高抗引起直流偏置的问题,提出采用分合闸装置的改进方案,从传统的合闸装置与操作箱配合方案和装置软件控制策略两方面对改进方案进行分析,认为该方案可以解决短线路空载合闸时带来的直流偏置问题,降低了由于直流分量引发的断路器无法灭弧的风险,提高了供电的可靠性。     

断路器合闸输电线路单相接地短路故障线路两侧短路电流计算与分析

输电线路发生单相接地故障,当短路故障不能及时消除时,线路两侧的断路器在重合闸操作过程中可能存在合闸短路故障的工况。运行经验表明,线路两侧断路器在合闸短路故障时,流过断路器的短路电流存在延迟过零的现象,从而导致断路器开断失败。文中通过建立单相等值电路模型,理论分析了在不同的合闸短路工况下故障线路两侧断路器流过的短路电流表达式,结论表明,由于后合闸断路器对电路拓扑的改变,使得先合闸断路器中流过的短路电流可能会出现延迟过零。又进一步分析与讨论了合闸初始相角α、间隔时间Δt、幅值比K对短路电流的影响规律。最后,通过在PSCAD/EMTDC软件中搭建仿真模型,以实际电网中电厂送出联络线上故障线路两侧断路器合闸短路故障为例,计算与讨论了故障线路两侧断路器流过的短路电流波形及其延迟过零现象。     

特高压交流输电系统短路电流零点漂移影响因素分析及防治措施

在特高压输电系统中,当线路发生故障时,断路器动作会产生较高的瞬态过电压,其中直流分量部分可能会使故障电流出现零点漂移现象,使断路器灭弧室内燃弧时间延长,影响断路器的开断能力。为此,首先结合特高压示范工程,对影响零点漂移的因素进行了理论分析,并根据浙江北—上海西特高压输电线路,考虑断路器断开时的电弧模型,利用ATP/EMTP进行了仿真计算,得出:影响特高压零点漂移的因素有故障发生时刻、故障点的接地电阻大小、故障点的位置,以及负载电流的大小,其中负载电流的变化可能会引起长达2个周波以上较严重的零点漂移。最后总结出断路器串联50Ω的合闸电阻可有效减小短路电流首次过零时间。     

800 kV SF_6罐式断路器合闸电阻研究

断路器配置合闸电阻是降低线路合闸过电压的有效措施。介绍了800 kV断路器的结构特点,合闸电阻开关与合闸电阻并联后与两个主灭弧单元串联。800 kV断路器合闸电阻开关合闸过程中传动机构采用变长度连杆设计,实现了合闸电阻开关合闸时先慢后快的运动特性,保证了合闸电阻8～12 ms的可靠投入。800 kV断路器合闸电阻开关动触头采用弹簧振子设计,实现了合闸电阻开关分闸时后分的运动特性,保证了灭弧功能由主灭弧单元完成。800 kV断路器合闸电阻额定热容量为39.7 MJ,针对操作顺序C(1.3E)-3 min-C(1.3E)-30 min-C(1.3E)-3 min-C(1.3E),安全系数为1.51倍;针对操作顺序C(2E)-30 min-C(2E),安全系数为1.27倍。对800 kV断路器反相合闸及雷电冲击耐受电压下的电场分布进行了数值仿真,计算结果表明其绝缘性能满足要求。有关断路器合闸电阻的标准应完善。     

基于电流差动的双端带并联电抗器输电线路三相重合闸永久性故障判别

提出一种基于分相电流差动原理的双端带并联电抗器输电线路三相重合闸永久性故障判别方法。该方法以并联电抗器电流为已知量,利用时域方法补偿电容电流。输电线路发生故障且两侧断路器跳开后,利用电流差动原理对两端并联并联电抗器各相电流进行比较。瞬时性故障时,两侧各相并联电抗器电流之差为0;永久性故障时,两侧故障相并联电抗器电流之差远大于0。据此实现永久性故障识别。大量EMTP仿真表明,该判别方法能够有效识别永久性故障和瞬时性故障,能够可靠实现两端带并联电抗器输电线路的三相自适应重合闸。     

断路器失灵保护起动箱统一设计说明

1.分相操作断路器的失灵保护,目前普遍采用保护跳闸接点闭合以及跳闸相的相电流元件不返回两个条件作为判据。在以往的220千伏线路上,常利用综合重合闸中的分相电流动作元件,兼作断路器失灵保护的判别元件。本设计为断路器失灵保护另设单独的电流判别元件,其理由为:     

应用相控合闸技术抑制并联补偿线路断路器直流偏置问题的研究

笔者对带有并联电抗器的线路,合空线操作时流过断路器电流的直流偏置问题进行了分析。在对直流偏置产生的原理、影响因素及可能引发故障风险的工况进行分析的基础上,对控制合闸相位、降低补偿度以及加装合闸电阻等抑制直流偏置的措施进行了比较。并进一步对应用合闸相位控制技术抑制直流偏置的相关技术进行了研究,包括控制策略、反馈参数以及对操作过电压的影响等方面。在此基础上针对典型线路对相控合闸技术的应用效果进行了实测,证明了限制效果的有效性,并对其适用范围进行了分析。     

±500 kV双端柔性直流架空输电系统中混合式直流断路器重合闸操作暂态特性

±500 kV柔性直流输电系统采用架空线路输电方案时,输电线路出现暂时性短路事故的概率激增,需采用断路器实施重合闸以保障系统的可靠运行,目前直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)重合闸时的暂态操作特性尚不清楚。本文建立了含换流站关键设备和混合式高压直流断路器在内的双端±500 kV伪双极柔性直流架空输电系统模型,研究了柔性直流输电系统单极暂时性对地短路故障发生后,混合式直流断路器开断至重合闸过程的电磁暂态特性以及直流断路器关键参数对其开断和重合闸特性的影响。仿真分析表明直流断路器能够在5 ms内切断该故障;由于换流阀不闭锁,断路器开断后换流变阀侧电流未降至0。150 ms故障去游离时间后断路器可在4 ms内重合闸,换流变阀侧电流和极线电压将在200 ms内振荡上升至额定运行工况。此外,随着RCD支路电容C增大,断路器关断性能降低,而断路器重合时固态开关支路与机械支路电流转移速率则与RCD支路的电容C无关。研究成果可为±500 kV柔性直流架空输电线路断路器性能校验提供相应的数据参考。     

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。     

500kV交流线路断路器短路电流延时过零现象研究

高压交流断路器切断电流时均在电流过零时才能灭弧,电流延迟过零现象会加重高压断路器的开断负担,并可能造成断路器损坏。为此以伊敏换流站500 kV 5043交流线路断路器现场实际故障为例,通过理论分析及仿真计算研究了交流线路发生单永故障重合期间,交流线路断路器出现短路电流延时过零现象的机理及条件,并得出判断阀值;指明该故障工况若出现在发电厂密集地区,相应线路断路器延时过零现象的概率较大;分析了交流线路断路器不同重合时刻对断路器短路电流的影响。同时,根据伊敏地区交流线路重合闸设备现有功能设置,提出了适用于现场实际的避免流经断路器的短路电流延时过零的反故障策略。     

特高压输电线路断路器不装合闸电阻的可行性研究

为了研究特高压(UHV)输电线路断路器不装合闸电阻的可行性,从变电站和输电线路的安全角度考虑,提出了取消断路器合闸电阻的判据,并采用电磁暂态程序(EMTP)模拟计算了线路长度为50~400 km的特高压输电线路断路器不装合闸电阻时的合闸过电压水平、波前时间及线路闪络率。计算结果表明,线路长度100 km的输电线路不宜取消合闸电阻,线路长度100 km的单回线路和I串同塔双回线路的闪络率和相间过电压标幺值分别接近判据中的允许值0.01次/a和2.95,因此在实际工程中宜结合具体条件进行研究,可能会满足取消合闸电阻的条件。提出为了扩大取消断路器合闸电阻的范围,建议进一步研究降低操作过电压等效风速系数、采取其他措施进一步抑制合空线过电压。     

高补偿过补偿线路合闸电流直流偏置问题研究

文中基于EMTP程序对500 k V台邑一线带高抗进行仿真分析,研究高抗补偿度、合闸电阻、合闸相角及合闸方式等因素对线路直流偏置的影响,综合考虑不同措施的优缺点。结合选相合闸和顺序合闸,通过合理确定不同阶段的合闸时间间隔,提出将空充电流的直流偏置时间降到最小的措施。     

一种快速切除HVDC输电系统接地极线路接地故障的方案

兴安直流输电系统逆变侧接地极线路与直流线路同杆并架敷设.在直流线路遭雷击后,接地极线路因感应过电压继发接地故障,在高压直流(HVDC)输电系统单极故障重启不成功的条件下,两回并行的接地极线路不平衡电流保护动作,导致直流输电系统双极闭锁.为了彻底消除接地极线路故障导致的HVDC输电系统闭锁现象,提出在换流站接地极线路出口处装设直流断路器灭弧的方案,并相应调整了接地极线路的控制和保护策略.     

带高抗500kV长线路合闸引起的电流直流偏置问题及应对措施

以重庆电网张家坝—隆盛带高抗500kV长线路为研究对象,通过电磁暂态仿真,研究了典型线路合分闸操作时的电流直流偏置问题,包括不同合闸相位进行各种合分闸联动操作时的电流直流偏置情况。此外还研究了采用合闸电阻及控制相角合闸技术抑制电流直流偏置的效果,结果表明,采用这2种方法可以加快电流过零,降低电流延迟过零出现的概率,但并不能完全消除电流过零延迟现象,对此进行了讨论并给出了建议。     

微机型自动重合闸装置

介绍一种微机型自动重合闸装置。该装置通过检测输电线路电压、电流信号、断路器的状态信号及继电保护装置的动作信号等,来控制实施输电线路的重合闸。它除了能满足电力系统对于一般重合闸装置的要求之外,还具有故障诊断、信息显示、运行记录等功能。与传统的自动重合闸装置相比,该装置突出的优点是一台装置能作用于多条线路,通用性强、辅助设备少、动作可靠。随着发电厂及变电所综合微机化的实施,该装置必将在电力系统获得广泛应用。     

取消750 kV线路断路器合闸电阻的研究

取消750 kV线路AIS断路器和GIS断路器合闸电阻可节省费用,并提高断路器运行可靠性。研究了取消750 kV交流输电线路断路器合闸电阻的可行性。提出了以线路的闪络率及避雷器能量作为取消750 kV线路断路器合闸电阻的判据。介绍了线路闪络率的计算条件和方法,给出了取消合闸电阻后的750 kV线路过电压水平和线路的绝缘水平以及几种限制过电压措施。     

超高压串联补偿输电线路潜供电流仿真

相比于无串补的超高压输电线路,串联补偿超高压输电线路的潜供电流中含有低频率振荡分量。由于这些频率的存在,使得潜供电流的过零次数减少,不利于潜供电弧的自熄。建立了一个750kV超高压输电线路串补模型,并在Matlab中进行仿真分析。仿真结果表明,当线路发生单相接地故障,在线路保护启动断路器跳闸时,同时合闸故障相的旁路断路器,以旁路对应的串补电容,将会有效降低潜供电流,有利于提高单相重合闸的成功率。