变电站内短路电流分流系数实测和分析

变电站内发生单相短路接地故障后,真正引发安全问题的是入地电流部分,而不是总的短路故障电流。入地电流部分所占比重越大,其引发的安全问题也更严重。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,可以用于分析短路电流的分布情况。对某变电站内的单相短路接地故障电流的分布情况进行了现场实测,并与模拟计算结果进行了对比。实测与模拟计算结果相一致,地线分流系数较大。模拟计算可以用于分析变电站内发生短路故障时的地线分流系数,为工程实际提供参考,应用该算法分析了影响地线分流系数的主要因素和影响规律。结果表明,当变电站接地电阻较大或出线数量较少时,地线分流系数较大。     

基于电磁暂态程序的架空地线分流系数的计算

为了准确计算变电站接地网接地短路电流和架空地线的分流系数,以某500 kV输电系统为例,采用电磁暂态程序(the alternative transient program-electormagnetic transient program,ATP/EMTP)对系统中各主要元件进行建模,计算变电站内、外发生单相接地故障时短路电流的分布和架空地线的分流系数,分析变电站接地网接地电阻、杆塔接地电阻、地线型号、线路长度、变电站外短路位置等对其接地短路电流和地线分流系数的影响,得出接地网电阻、杆塔接地电阻增大,出线回路数减少时,接地短路电流增大,架空地线的分流系数减小的结论。     

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。     

适用于含新能源逆变电源网络的全时域短路电流计算方法

含新能源逆变电源在故障后无恒定电动势,因而传统交流网络短路电流计算所用的内电动势-阻抗方法不再适用。为解决该问题,提出了一种包含新能源逆变电源故障稳态和暂态2种时间尺度下的全时域短路电流计算方法。故障稳态计算中结合逆变电源的控制策略,将逆变电源视为非线性电流源,充分反映了逆变电源短路后的故障特性。故障暂态计算中基于稳态短路电流结果,利用由控制系统推演出的暂态微分方程,求解出暂态过程中的电流表达式。最后将计算值和仿真结果、录波结果进行对比,验证了该方法的可行性。     

智能配电网建设中的继电保护问题 讲座二 配电网故障分析计算问题及其发展

传统短路电流的计算方法已难以适应分布式电源接入后配电网短路电流的计算。介绍了配电网短路电流的近似计算公式。分析配电网故障时分布式电源(DER)短路电流输出的特点,给出了用于短路电流输出计算的DER等效电路。指出传统短路故障计算机算法用于配电网存在的问题,介绍了一种高效率的基于端口补偿原理的配电网短路故障计算方法。利用模变换法推导出小电流接地故障暂态分析等效电路,更正了目前普遍使用的等效电路的错误。     

变电站接地网入地电流计算的探讨

在大接地短路电流系统中,当站所内发生不对称短路接地故障时,需通过接地网进行散流,从而保障运维人员人身安全。故接地网设计是一个比较重要的环节,而在接地网设计之前,需要准确计算发生不对称短路时的入地电流。本文指出了目前接地网设计计算中常见的误区,并以某城区变电站为例进行了入地电流计算。     

直流输电系统共用接地极的暂态接地性能分析

针对直流输电系统共用接地极的几种故障类型,对入地电流的暂态过程进行频谱分析,总结出共用接地极入地电流暂态过程频谱低于200 Hz的特点。基于此特点进一步分析共用接地极在入地电流暂态过程中的响应,得出如下结论：暂态响应的波形近似等同于入地电流的波形,暂态响应峰值与稳态响应的比值,即为暂态电流峰值相对于系统额定电流的比值。结合接地极设计的重要指标--跨步电压的标准,可得出如下结论：对共用接地极的设计可不必考虑故障时入地电流的暂态过程对周围环境的影响。     

500kV岩沙线单相瞬时人工接地故障试验研究

分析确定了岩滩水电厂单机带岩沙线通过４回２２０ｋＶ线路同广西主网相连，在沙塘变电站实施单相瞬时人工接地故障试验方式。经过模拟试验，确定了接地瞬时的短路电流、恢复电压等参数的测试方法、取得了一系列数据，对实测的短路电流，潜供电流等参数进行了分析。     

500kV岩沙线单相瞬时人工接地故障试验研究

分析确定了岩滩水电厂单机带岩沙线通过４回２２０ｋＶ线路同广西主网相连，在沙塘变电站实施单相瞬时人工接地故障试验方式。经过模拟试验，确定了接地瞬时的短路电流、恢复电压等参数的测试方法，取得了一系列数据，对实测的短路电流、潜供电流等参数进行了分析。试验研究表明，在上述运行方式下，岩沙线单相接地故障时，潜供电流、恢复电压均不大，潜供电流持续时间也较短，继电保护能有效地切除单相瞬时接地故障，熄灭电弧，确保重合闸成功。但沙塘变电站地网电阻偏高，今后电网运行方式扩大后站内发生单相瞬时接地故障时，地网电位升得较高，有可能危及二次设备及弱电设备的安全运行。     

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。     

站内转移电位引起变电站草坪着火事件分析

接地网流过故障电流将引起电位升不均匀分布,以往多关注变电站与外部的转移电位危害,对变电站内部转移电位问题关注得较少。以恩平站两起站内设备场地草坪着火事件为例,对110 kV出线站外单相接地短路故障引起的变电站内部接地网的暂态地电位升分布进行计算、分析,指出变电站内部的转移电位可形成较高暂态电位差,如果导体距离较近,那么触发火花放电的风险较高。最后建议做好低压线的隔离和采用金属构架等措施改善站内转移电位。     

主电路参数对MMC-HVDC电网直流短路故障电流综合影响分析

针对模块化多电平变换器的高压直流（MMC-HVDC）电网的结构复杂多样,难以构建直流短路故障电流的精确解析分析模型的问题,提出一种基于中心复合实验设计的分析方法用于定量分析和评价主电路参数对直流短路故障电流的综合影响。该方法通过中心复合实验设计,以尽可能少的直流短路电磁暂态仿真实验数据获得故障后6 ms内直流短路故障电流的多因子回归方程,从而对多因子的综合影响进行定量分析和评价。以四端直流电网为例,设计了分析直流电感、桥臂电感和中性线电感以及接地电阻4个主电路参数对直流短路故障电流影响的多因子仿真实验,利用统计学方法分析和评价了各因子对直流短路故障电流峰值的主要影响和交互作用的影响。分析结果表明：4类主电路参数中,直流电感对故障后6 ms内故障电流峰值的影响程度最强,中性线电感对故障后6 ms内桥臂故障电流峰值的影响程度最强,主电路参数间的交互作用可忽略不计。该分析结果为直流电网短路故障情况下故障电流抑制研究和多元件参数综合优化提供理论依据。     

220kV变电站主变110kV侧接地方式分析

220 kV变电站主变中性点接地方式直接影响到主变的安全稳定运行,当220 kV变电站的110 kV侧发生单相接地故障时,有可能造成主变遭受冲击而损坏。因此列举出了220 kV变电站中可能出现的主变中性点接地方式,分析了110 kV侧发生单相接地故障时,主变中性点接地方式对流入主变短路电流的影响,并计算了相应的短路电流,提出单相接地故障对主变的冲击最严重。可以通过改变主变中性点的接地方式来保护主变,最后提出了具体的保护措施,并给出唐山供电公司的一个应用实例。     

接地变压器低压绕组匝间短路故障的电磁特征研究

接地变压器具有系统中性点引出和站用电双重功能,在我国大中型变电站中被普遍采用,其运行可靠性直接影响电网的安全稳定。针对接地变压器低压绕组匝间绝缘短路故障检测方法缺失问题,基于磁场-电路耦合原理,利用ANSYS软件建立接地变压器二维有限元模型。通过对比高、低压侧电流的仿真值与计算值,验证模型的正确性。在此基础上分析其低压绕组单匝匝间短路故障时的电磁特征。研究结果表明:当接地变压器低压绕组发生单匝匝间短路故障时,短路环内部有很大的短路电流;电压、电流相位角,功率因数角以及高、低压侧三相电流均会发生变化,但电流波动达不到接地变压器保护的动作定值;同时,短路环附近的磁场也会发生畸变。     

发电厂接地计算中关于入地短路电流的探讨

为了在接地故障情况下充分利用接地网进行散流,选择出经济合理的设计方案,设计接地网之前,需要准确计算电厂发生接地短路时的入地电流。本文指明了目前接地网设计计算中的常见误区;详细阐述了接地故障时,最大短路电流和入地短路电流的概念;分析了不同中性点接地方式下发电厂厂内、厂外发生接地故障时入地短路电流的计算方法。以山东某火力发电厂主厂房接地系统为例进行了入地短路电流计算。     

复合光缆地线故障暂态电流和电压分布计算与分析

故障电流和故障电压的准确计算是复合光缆地线系统热稳定校验和地线绝缘间隙选择的基础。为此建立基于相参数法的计算模型,研究一段有限长的线路,针对线路单相对地短路故障,考虑地线和相导线之间的互感的影响,利用仿真软件定量讨论了当线路在不同地点发生故障时,OPGW上的暂态电流和电压的幅值、持续时间和影响范围。结果表明:OPGW上的暂态电流峰值和暂态电压峰值分别为稳态电流峰值和稳态电压峰值的1.3～1.7倍和1.1～1.6倍;暂态过程持续0.04～0.08s;故障点两侧约8km内出现较大的暂态电流和暂态电压。     

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.     

变电站入地短路电流的简化算法

电力系统接地故障时,变电站接地网的设计、接触电位差及跨步电位差的控制均与变电站经接地装置的入地短路电流有关,针对变电站入地电流计算过程较为繁琐难理解,有些参数在规程中没有明确计算方法等原因,本文通过某变电站实例介绍一种简单的入地短路电流工程计算方法。     

复杂电力网络短路电流分布及地网分流系数

为改进电力系统短路故障电流的计算,将变压器的相分量模型与传统相分量法相结合,在此基础上提出了连接有任意回输电线路（包括架空线路和地下电缆）的变电站发生接地短路时故障电流分布和地网分流系数的计算方法,并开发了相应的计算软件FCDFGS。通过软件计算与现场实测的比较,验证了测量方法的正确性与计算模型的合理性。对影响地网分流系数的主要因素进行计算、比较和分析,结果表明靠近变电站10～15个档距的参数对其影响很大,且各参数在达到一定值后,地网分流系数呈现＂饱和效应＂。最后提出了降低地网入地短路电流的技术措施。     

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。