TCSC过电压保护方式研究

TCSC的过电压保护主要研究故障情况下保护TCSC和MOV的方式以及如何降低MOV能耗水平,以满足经济性要求,同时又有利于系统暂态稳定.在分析TCSC过电压保护方式与暂态稳定关系的基础上,提出过电压保护的控制策略,研究了保护性旁路的启动方式,并借助ARENE软件予以仿真验证.     

TCSC的基本控制与过压保护数字仿真

结合伊-冯输电系统,给出可控串联补偿（TCSC）基本控制和保护方法数字仿真的初步结果。其中包括内层驱动方式和中层阻抗控制方式的比较。在此基础上讨论了在短路故障时,TCSC过电压保护控制方式对过电压保护水平和金属氧化物限压器（MOV）能耗的影响。     

500kV串联补偿装置过电压保护研究

串联补偿装置的过电压保护直接关系到串补站的投资和电网的安全运行,在工程设计中至关重要。本文利用电磁暂态仿真程序EMTPE,对冀北电网某500 kV串联补偿工程进行了串联补偿装置的过电压保护研究,采用带火花间隙金属氧化物限压器MOV的方案保护串联补偿电容器,建立了系统等值计算模型,计算了发生各种区外故障时MOV的最大放电电流和最大能耗,从而确定了MOV的启动电流和启动能耗;计算了区内故障时MOV和阻尼电阻的最大能耗水平,计算结果可供工程参考。     

TCIPC并联MOV后对其暂态过程的影响

可控相间功率控制器(TCIPC)并联金属氧化物限压器(MOV)可以对其接入电网潮流控制中可能出现的过电压进行保护,但MOV的并入对TCIPC运行模式变化的暂态过程具有一定的影响。针对此问题,基于TCIPC的基本结构,对TCIPC过电压出现的机理进行探讨,建立TCIPC并联MOV后的动态模型。以功率为参考,选定TCIPC入口母线电压以及线路电流作为控制器的协调分量,设计PI校正阻抗控制器。并以两等值电网经TCIPC交流弱联系为例,仿真分析说明TCIPC并联MOV后会使系统的潮流调控能力下降,恢复稳定的暂态过渡过程时间延长。     

串联补偿装置用MOV工况分析及其关键技术的研究

结合串联补偿装置的工作原理,仔细分析了金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)的工况,比较了TCSC与FSC不同构成的串联补偿装置中MOV的特点,对MOV的过电压保护和控制措施进行了较深入的讨论、总结。对设计MOV的关键技术——保护水平、能量耐受和工频电压稳定性、电流分布、特殊的短路电流释放能力等进行了深入研究。笔者根据国内某一500 kV交流电力系统串补工程的招标技术要求,设计了复合外套和瓷外套不同结构的MOV,产品通过了中国电力科学研究院的型式试验,满足工程需要。     

一种金属氧化物限压器动作电流不平衡度的预测算法

金属氧化物限压器（MOV）是串补（FSC）与可控串补（TCSC）设备中对串联电容器组进行工频过电压保护的重要设备之一,工频过电压具有作用时间长、能耗极大的特点,目前采用氧化锌阀片柱并联的方式解决耗能问题。因此,研究出合适的配片方法以及限压器电流不平衡度的预测算法对确保限压器的安全运行十分必要。文章给出了用于精确描述氧化锌阀片及阀片柱伏安特性的计算公式,并给出了经配片后的MOV阀片柱动作电流不平衡度的一种预测算法。测算结果显示,经配片后,限压器最大电流不平衡度不会超过5％。     

基于线电流同步方式的TCSC暂态特性分析

为准确理解TCSC装置的暂态机理,以晶闸管导通角为建模对象,建立了线电流同步方式下描述TCSC暂态特性的解析数学模型。在此基础上,详细分析了影响TCSC暂态特性和响应时间的相关因素。基于暂态模型研究进一步发现：线电流同步方式下,TCSC阶跃到低补偿区暂态过程会出现振荡。数字仿真证实了这一特殊暂态现象的存在。     

TCSC动模装置及其实验研究

介绍了一套可控串联补偿(TCSC)动模装置,分析了其控制功能和结构.该装置控制采用分层控制策略,分为面向装置的底层控制和面向电力系统的上层控制,各层控制系统完成不同的控制目标,便于进行各种控制策略的研究.为实现TCSC的控制功能,设计了TCSC动模装置监控保护系统,其从功能实现上分为霍尔传感器、信号接口模块、控制保护单元、录波单元、通信及远程监控单元等5部分.通过动模实验研究了TCSC装置的开环阻抗调节和过电压保护特性.结果表明,TCSC在开环阻抗控制模式的阶跃响应时间在60～140 ms;在上层主控制采用定功率控制的情况下,进行TCSC的区内和区外故障实验发现,TCSC的过电压保护能按照保护设定值要求正确动作,验证了所研制的TCSC动模实验装置的过电压保护功能的有效性.     

1000kV特高压固定串联补偿装置关键元件工作条件研究

基于长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程扩建工程,利用电磁暂态程序(EMTP),研究了区外和区内故障时,1 000 kV特高压串补关键元件工作条件。研究首次提出:采用金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)-并联间隙组合作为特高压串补的过电压保护措施;区外故障时仅由MOV限制电容器的过电压,间隙不动作;区内故障时,火花间隙及旁路开关可以动作,从而将电容器和MOV旁路;特高压串补过电压保护水平为2.3 pu;长南I线和南荆I线串补MOV的最大能耗水平分别为57 MJ/相和45 MJ/相;采用"电抗器+MOV串电阻"型阻尼回路作为串补电容器的放电阻尼装置,电容器放电回路的自振频率约为300 Hz;短路期间,特高压串补火花间隙和旁路开关最大放电电流为153 kA。     

基于ARENE软件的TCSC特殊触发方式研究

可控串补(TCSC)相对于固定串补的优势在于它可以快速灵活地调整线路阻抗以响应系统运行变化且不会引起次同步谐振(SSR),而能否准确地触发TCSC则是实现其阻抗控制的关键所在.研究表明,对TCSC采用常规的相控触发方式无法实现正常的旁路及闭锁工作模式,因此有必要对TCSC的触发方式进行研究.在研究前人成果的基础上提出一种适合于软件仿真的实现TCSC旁路及闭锁的特殊触发控制方式.仿真结果表明,该触发方式不依赖于同步信号,可靠稳定,能够准确实现旁路及闭锁工作模式.这对系统的暂态稳定控制至关重要.     

大功率电力电子装置过电压保护技术综述

概要回顾和比较了几种常用于电力系统高压装置中的传统过电压保护设备如保护间隙、阀型避雷器和无间隙氧化锌避雷器等;简单叙述了无间隙氧化锌避雷器和晶闸管各自的过电压保护特点。在了解国内外一些大功率电力电子装置如直流输电装置、静止无功补偿装置、可控串联补偿装置等过电压保护技术发展现状的基础上,从电力电子装置本身的过电压保护技术,用电力电子技术对其他设备进行过电压保护两个方面,论述了当今大功率电力电子装置过电压保护的一些措施及其分类。最后,对大功率电力电子装置过电压保护技术进行总结和展望。     

超高压线路串补电容的微机保护算法

在超高压输电线路系统中,串联电容补偿具有提高输送容量和改善系统稳定性等优点,但由于串补电容的存在导致输电线路继电保护存在一系列问题。根据串补电容对距离保护和零序方向保护影响的理论分析,提出了基于TCSC串补电容的线路微机保护算法。算法利用TCSC的运行参数,考虑了串补电容在暂态过程以及电容运行状态对保护参数整定的影响,以避免TCSC使保护拒动或误动。最后通过仿真运行表明,该算法对于带有不同运行状态的TCSC的输电线路有很强的适应力和可靠性,可以满足线路继电保护的基本要求。     

基于小波包变换的暂态保护在带TCSC输电线路中的应用

可控串补技术(TCSC)是柔性交流输电(FACTS)技术中的一项重要技术.本文分析了TCSC装置自身的特点和对传统线路保护的影响,提出了一种基于小波包变换的暂态保护新方案.该方案利用小波包变换来提取暂态信号中的多个频段的谱能量来实现区内外故障的识别.Matlab仿真结果表明,该方案应用于TCSC输电线路在各种故障条件下是可行的.     

基于电容电压同步下TCSC暂态特性的数学描述

当选择电容电压作为同步信号时 ,可控串被 (TCSC)的暂态过程会出现明显的超调和振荡 ,对于这一现象 ,前人还从未给出相应的机理解释。该文以晶闸管导通角为建模对象 ,采用拓扑建模法建立了能描述电容电压同步下TCSC暂态特性变化规律的二阶差分数学模型。借助该模型可分析影响暂态过程的相关因素 ,进而从本质上揭示了电容电压同步下TCSC的暂态机理。数字仿真结果验证了所建模型的正确性。     

伊敏-冯屯可控串补控制策略的RTDS实验研究

采用RTDS实时仿真工具验证了我国东北电网伊敏－冯屯500 kV交流输电架空线路可控串联补偿控制器的各项控制性能,检验了可控串联补偿装置的稳态运行特性,研究了可控串联补偿装置的阻抗阶跃特性和运行模式转换特性,最后通过三相故障的工况验证了可控串联补偿装置提高系统暂态稳定性尤其是阻尼低频功率振荡的作用。     

基于暂态稳定控制的TCSC装置特性研究

应用数字仿真（EMTDC/PSCAD）和动态模拟实验（15 kvar物理模型）对比研究了超高 压可控串联补偿（TCSC）与电力系统暂态稳定控制有关的一些重要的动态特性。通过数字和 物理 仿真分析了不同同步信号（电容电压同步和线路电流同步）、不同控制模式（阻抗开环和阻 抗闭环控制）对TCSC装置动态品质的影响;提出并实现了TCSC装置硬件阻断（block）与旁 路（bypass）工作模式。提出了TCSC在容性与感性区间内实用的平稳转换两步骤方法,以及 避免故障下TCSC失控和减小电容器直流分量的控制策略。     

伊冯500 kV可控串补装置中限压器工作方式的实时仿真研究

介绍利用实时仿真装置对东北伊冯５００ＫＶ系统可控串补中限压器（ＭＯＶ）工作方式的试验研究。试验包括故障和系统的暂态稳定控制,通过试验检验了以离线计算为基础的设计参数,对控制保护方式重新进行了分析研究,试验表明,当采用晶闸管旁路方法的保护限压器时,从实际控制器发出旁路命令到限压器能量停止上升需时５ｍｓ,长于数字计算得出的１－１．５ｍｓ。在暂态稳定试验中发现,即使在暂稳极限范围内,故障切除后,目前设计     

终端配电系统中瞬态过电压保护

结合国内外相关配电系统安装及产品标准,分析了终端配电系统中瞬态过电压防护的重要性,以及造成终端配电系统中瞬态过电压的原因.同时,讨论了如何根据配电系统现场实际状况,正确选用相应的瞬态过电压保护产品.     

纳秒级高压脉冲下示波器输入通道保护装置的设计

在高压试验中,示波器通常会受到高于正常工作电压的瞬时过电压的冲击,如感应过电压、操作过电压等。为了使示波器能够免受高频率大幅值的瞬间冲击电压,设计了一种基于放电管的示波器输入通道保护装置,并在实验室条件下对其进行低压性能测试、高压方波及雷电波下的性能测试。实验结果表明,该保护装置不影响信号的正常测量,高频可达80MHz;响应速度快,能够将千伏级高压脉冲迅速限制在2V以内;可靠性强,可长期稳定工作,适用于纳秒级高压脉冲下信号的测量及示波器的保护。