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。     

真空断路器投切并联电抗器试验研究

为探明真空断路器投切并联电抗器时产生过电压的情况，并比较保护措施的效果，在运行电网上，对10kV真空断路器投切并联电抗器的实际运行进行了试验，在理论上进行了定性分析。证实：真空断路器投切电抗器时，将产生较高的过电压。为限制过电压，除按目前通行的措施安装氧化锌避雷器保护外，加装阻容吸收保护装置将更为有效。最后建议盘、柜制造厂宜生产投切并联电抗器专用的真空断路器柜，以备电力用户选用。     

一起35 kV并联电容器装置故障原因分析

高压真空断路器在投切电容器组时,由于断路器重燃引起的重燃过电压造成电容器极间绝缘损伤甚至击穿。本文针对某220kV变电站35kV并联电容器装置故障的现象及电容器损坏情况,结合故障录波图、真空断路器投切及保护定值的整定等,分析确定本次事故的原因是由于高压真空断路器在投切电容器装置过程中产生了重击穿过电压,导致电容器极间绝...     

35 kV空母线系统中真空断路器投切电抗器相关问题分析

在35 kV空母线系统中,真空断路器投切电抗器可能会产生较高的操作过电压,甚至引发谐振。笔者基于某220 kV变电站35 kV空母侧由投切电抗器而引发的多起故障,根据故障现象及系统的实际运行情况,对与电抗器操作相关的操作过电压、谐振等问题分别进行了计算和分析,得出变电所由投切电抗器引发的多起故障中,PT熔丝熔断主要由谐振引起,所变故障以及电抗器故障发生的主要原因与其自身绝缘相关,并给出了解决措施和建议。     

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。     

干式空心电抗器过电压数值摸拟研究

在ATP-EMTP中对某220 kV变电站的35 kV级断路器及电抗器电路线路进行了数值建模,模拟了未加装避雷器和加装避雷器两种情况下的断路器和电抗器过电压情况,分别计算了截流值为20 A时的单相重燃和三相重燃过电压值。仿真结果表明,未加装避雷器时,断路器最大过电压值不超过3p.u.,电抗器最大过电压值超过了5p.u.;加装避雷器后,断路器和电抗器的最大过电压值均不超过3p.u.,即加装避雷器后可明显降低最大过电压值。     

SF6断路器投切66 kV干式并联电抗器过电压及抑制防护技术研究

文中为了研究SF6断路器投切干式并联电抗器产生过电压的种类及水平,以及提出有效的抑制防护措施,构建了SF6断路器投切并联电抗器三相仿真模型,理论推导了过电压种类及其特点;并依据66 kV干式空心并联电抗器实测和设计参数进行了仿真,得到了不同过电压的波形,阐述了产生不同过电压的机理;最后提出了抑制干式空心并联电抗器过电压的防护措施,通过仿真验证防护技术的可行性。经仿真计算得出SF6断路器投切66 kV并联电抗器产生的过电压与断路器的投切相角、投切速度以及截流值有关,最后通过仿真比对验证了文中提出的避雷器和阻容吸收协同保护装置对过电压的幅值和频率抑制效果的有效性,为干式并联电抗器过电压的抑制提供了理论支撑。     

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。     

真空断路器投入并联电容器的过电压分析及防护

真空断路器在合闸投入并联电容器的过程中,可能会产生严重的过电压,导致相关设备损坏,国内已有多个变电站出现此类故障。为此以某110 kV事故变电站10 kV系统为对象,研究了过电压产生的原因,发现如果真空断路器在电流即将过零点时开始合闸,由于出现合闸弹跳,断口间会出现燃弧-熄弧-燃弧的现象,导致电容器上串联的电抗器与杂散电容产生谐振引发过电压,该过电压的出现随合闸时刻的不同呈现随机性。为深入研究该过电压特性,基于电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了真空断路器投切并联电容器过电压计算模型,分析了不同合闸时刻电压、电流波形,提出了过电压防护措施并进行了计算验证。计算结果表明,合闸时过电压幅值标幺值最高可达8,在串联电抗器侧加装避雷器可将过电压标幺值抑制在3以下(基准值为8.98 kV)。该结果证明了理论分析的正确性和防护措施的有效性,为保障真空断路器安全投入并联电容器提供了理论依据。     

220 kV母线高压电抗器投切对电力系统的影响

220 kV叠泉变电站是中国首个计划在高压侧母线投入电抗器以补偿容性无功功率的变电站,对该电抗器投切对电力系统的影响进行了评估。考虑电抗器励磁特性和投切过电压的统计特征,计算了由并联电抗器投切引起的各母线电压变化,对电压波动是否在设备耐受能力和系统容限范围内进行了评估;分别计算了安装和未安装选相合闸装置的投切暂态,包括投切并联电抗器所引起的操作过电压、励磁涌流。仿真计算结果表明:控制断路器截流值可以保证切除高压电抗器时过电压在设备允许范围内;使用选相合闸装置并制定合闸策略,可以降低励磁涌流至合理范围。     

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。     

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。     

不同工况下断路器过电压仿真及防护措施

针对近年来敞开式变电站内断路器雷击频繁损坏问题,在电磁暂态计算程序EMTP中建立计及工频电压和感应电压影响的仿真分析模型,仿真计算了断路器在不同工况下的过电压水平,分析了断路器损坏的原因,对比了两种不同方案的雷击防护效果。结果表明,断路器断开下遭受雷击产生的过电压是导致其绝缘击穿损坏的主要原因;对于500kV及以上电压等级线路,断路器绕击侵入波过电压较反击严重;雷击下断路器有效防护方式是在其线路侧安装无间隙避雷器,避雷器安装位置不宜直接套用规程的做法,可通过仿真计算后确定,本文研究结果可供相关人员参考。     

海上风电场真空断路器投入并联电抗器的过电压及防护

目前,海上风电场暂态过电压研究引起了广泛的关注。为改善现有海上风电场设备模型在高频条件下的局限性,搭建了真空断路器自定义高频合闸模型。考虑并联电抗器杂散电容的影响,建立了典型海上风电场35kV系统模型,用于分析投入并联电抗器过程中在汇流母线及风机端变压器上产生的操作过电压。大量仿真结果与试验显示,海上风电场投入并联电抗器将出现峰值、陡度均高于陆上风电场的操作过电压。针对这种过电压分析了多种保护方案,发现并联安装避雷器和阻容吸收器抑制过电压的综合效果较佳,为海上风电场的设计、关键设备的绝缘保护和日常运维等提供了参考。     

FA4—500型断路器合、切500kV葛凤空载长线试验结果分析

切合空载长线是断路器的基本功能之一。本文对葛凤线切合空载长线试验的过电压实测结果进行统计分析。试验结果表明:当线路首、末端均接入并联电抗器后,断路器分闸无重燃、复燃。采用100Ω合闸电阻后,合闸过电压不超过1.3倍。     

对1000kV电网操作过电压及相位控制高压断路器的讨论

根据500kV及750kV电网操作过电压的数据以及1000kV电网应有的过电压水平,指出了对于1000kV电网断路器关合开断可能引起的多种操作过电压(如开断并联电抗器及开断中小短路电流的的重燃过电压等)必须给予重视.近年来国外用以抑制操作过电压的装置除并联电阻的高压断路器及氧化锌避雷器以外,相位控制高压断路器日益得以广泛应用.文章介绍了国外相控高压断路器的应用情况,总结了相控高压断路器的关键技术,并对将其应用于我国1000kV电网提出了几点建议.     

SF_6断路器投切500kV空载变压器试验分析

介绍了某变电站 5 0 0kV系统调试中进行的 5 0 0kV空载变压器投切试验 ,对投切空载变压器过程中所测录到的分闸过电压及励磁涌流等暂态数据作了分析。     

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。