变电站接地网地电位均压特性及优化设计

变电站接地网地电位分布与接地系统的可靠性及工作人员的生命安全息息相关。均匀的地电位分布降低了站内最大接触电位差、跨步电位差、转移电位,保证了站内二次设备、电缆及工作人员的安全。首先研究影响接地网地电位分布的主要因素,然后分析了接地网电位地分布的特性,总结了接地网不等间距布置的规律。     

基于回声状态网络的接地网地表电位计算

现有基于地表电位的接地网故障诊断需要测量大量的现场数据,为在减少现场测试工作量的同时提高接地网地表电位分布计算的准确性,文中提出了基于回声状态网络的接地网地表电位计算方法。首先利用接地网地表电位计算结果对回声状态网络进行训练,然后根据接地网结构对其进行网孔划分,最后使用少量的现场测试数据输入到每个区域的回声状态网络模型来计算得到接地网的整体地表电位分布。计算结果与某接地网模型的试验结果表明,文中所提方法能得到特定网孔处的接地网地表电位分布计算模型,据此可得到较为准确的接地网地表电位分布,从而大幅减少了现场测试工作量。研究结果可为基于地表电位分布的变电站接地网故障诊断提供理论计算依据。     

地下金属管道对变电站接地网地表电位的影响

为准确掌握地下金属管道对接地网地表电位的影响,基于场路结合的思路计算了考虑接地网附近金属管道散流分布时的接地网地表电位分布,分析了金属管道长度及孔径等变化对接地网地表电位的影响;同时,对一实际35 kV变电站接地网的地表电位进行了现场测试。结果表明:地下金属管道会降低接地网附近的地表电位,且下降幅度与金属管道长度或孔径的增加程度有关;但该影响范围通常只限于距离管道5 m之内的区域。研究结果可为基于地表电位分布的接地网故障诊断方法提供依据。     

应用地表电位诊断接地网故障的试验研究

为有效提高变电站接地网导体故障诊断的准确性,分别以规则形状和不规则形状两种接地网模型为研究对象,通过模拟典型故障,对接地网典型故障下的地表电位分布进行了测试分析。测试结果表明,通过分析接地网的地表电位分布可较为准确地实现变电站接地网导体的故障点位置及故障类型的确定。当接地网存在虚焊、脱焊或腐蚀故障时,故障位置及其相邻导体段的地面电位会呈现不同程度的上升或下降。研究结果可为基于地表电位分布的接地网故障诊断方法提供重要补充。     

地下金属管道对变电站接地网接地电阻及其测量的影响

城市变电站附近存在大量的地下金属管道,会对变电站接地网的接地电阻及其地面电位分布、接地电阻的现场测试产生较大影响。用基于场路耦合的数值计算方法对变电站接地网和金属管道的散流分布、接地电阻和地面电位分布进行了计算,分析了不同土壤环境下和金属管道是否有防腐层对接地网的接地电阻和地面电位分布的影响,分析了地下金属管道对接地电阻现场测试的影响。结果表明,当金属管道距离接地网越近和金属管道越长时,对接地网的影响越大;金属管道的防腐层能有效降低对接地网的影响;地下金属管道对其沿线附近的地电位影响较大,在现场测试接地电阻时应给以重视。     

雷电冲击下的变电站接地网及组合电器外壳暂态特性

为了模拟变电站接地网及组合电器外壳在雷电冲击下的暂态特性,基于场路耦合思想,提出雷电冲击下接地网支路的π型分布参数模型和组合电器外壳的暂态模型。基于某220 kV变电站,建立组合电器外壳与接地网暂态联合仿真模型,以1.2μs/50μs雷电流作为注入波,得到组合电器外壳与接地网的暂态特性。分析结果表明:接地网边节点的暂态电位比内部节点大,接地网各节点电位的波头时间分布在2～4μs;组合电器外壳最大暂态电位出现在C相进线套管与组合电器外壳连接处;接地网电位波头时间与组合电器外壳暂态电位波头时间基本一致;接地网支路电流大小随着与雷电流注入点的距离增大呈递减趋势;接地网电流消散时间分布在200～400μs,远大于电位消散时间,离注入点越远消散时间越长。     

变电站接地网参数的计算与分析

接地网参数计算的方法主要包括两类:经验公式和数值计算。但常规的计算方法只能计算出接地网的工频接地电阻,而要准确的评估接地网的安全与否,接地网的电位分布、电位梯度分布、接触电压、跨步电压等也是必不可少的参数。在此,本文根据恒定电流场理论,应用表面电荷法和边界元法编写的接地网通用计算程序,该程序不仅可以计算出接地网的电阻,还能算出地表电位分布等参数。同时借助数据处理软件绘制得到了电位分布和电位梯度分布的三维表面图、色阶图、灰度图和等高线图。通过220k V变电站接地网为例,验证了该方法的准确性、可行性,能为变电站接地网的安全性评估提供依据。     

接地网电流分布的测量与分析

由于在实际接地网中测量接地网电流是不可能的，因此，提出了一种实验室接地模拟的方法来分析实际接地网的电流分布，即在实验水池中，用电量隔离传感器测量接地网的电流分布，测出不同接地网——单根垂直接地体、十字形接地网、水平接地网、复合接地网的电流分布，所得的实验结果为研究接地网中的电位分布及接地网的设计提供较准确的科学数据。     

大型换流站地表电位分布计算

介绍一种采用格林函数计算接地网参数的方法,用镜像法计算自电阻和互电阻,在均匀土壤条件下,可以对任意形状的不规则接地网注入恒定电流后的电位分布进行计算。利用这一软件计算分析了一个实际的变电站接地系统。通过对计算的数据进行绘图,分析接地网地表的电位分布情况,提高了接地网的安全性。     

500kV地下变电站超深型复合接地网接地电阻的计算和瞬态特性研究

介绍了上海市中心区域500kV静安全地下变电站的地网埋设情况,根据地网简化计算模型得出了地网的简化计算值.最后,对此复合地网进行瞬态特性的分析,应用CDEGS软件计算了在大短路接地电流情况下主接地网和等电位接地网的瞬态电位分布,得出瞬态电位分布对保护和自动化等设备的影响.     

1000kV瓷外套MOA电位分布计算与试验

MOA是积极开展1000kV交流特高压电网建设不可缺少的电力设备之一。为研究1000kVMOA的杂散电容分布变化对电位分布的影响及均压措施的选取,依据实体模型建立了支柱式避雷器的2D轴对称有限元模型,对其电位分布进行了计算;分析了影响避雷器电位分布的多种因素,以电阻片电压偏差为目标函数对均压措施进行了讨论。在避雷器最大持续运行电压下,用光纤-电流法测量避雷器中电阻片轴向电压分布的结果与计算结果相比较,结果表明理论计算值与实际测量值趋势基本一致,最大偏差为7.7%。最后给出了电压偏差分布较为合理的一种结构设计方案。     

配电网电压稳定性研究

基于配电网潮流解的存在性,提出了一种能够反映负荷分布与电压稳定性关系的电压稳定判据,即第一类电压稳定判据,指出了第一类电压稳定判据是配电网电压稳定的必要条件但不是充分条件,定义了配电网电压稳定裕度和电压抗扰动安全距离等指标,分析了基于负荷–电压特性的第二类配电网电压稳定判据存在的问题,得出了配电网电压稳定应该满足2类电压稳定判据的结论。仿真计算结果验证了上述分析的正确性,说明上述电压稳定指标确实可以反映配电网的电压稳定性与抗扰动能力。     

分布式电源对配电网电压的影响分析及其优化控制策略

针对配电网中分布式电源(DG)接入渗透率不断提高带来的电压波动、电压越限等电能质量问题,首先从理论上较全面地推导分析分布式电源接入对配电网电压的影响,包括对接入点电压和对电压分布的影响,并通过仿真对比分析了不同DG渗透率和不同DG功率因数下的电压变化情况,指出了全局电压控制的必要性。在此基础上,综合考虑配电网中分布式电源和储能的有功、无功电压调节能力,提出一种基于模型预测控制(MPC)的电压优化控制方案,通过计算各节点电压灵敏度,建立各节点电压预测模型,提前感知各节点电压变化趋势,以各节点预测电压与额定电压之间偏差最小为控制目标,实现了控制成本最低的协调电压控制策略。通过IEEE33节点配电网系统仿真算例分析,结果表明:本文提出的方法能更大限度地消除配电网中分布式可再生能源随机波动带来的影响,具有较好的电压控制灵活性和鲁棒性。     

含分布式电源的配电网电压无功优化问题研究

本文根据分布式电源对配电网的有功损耗和电压稳定与分布等方面的影响,针对含分布式电源的配电网,构建以节点电压合格率最高为目标的电压无功优化模型,然后结合配电网负荷变化及太阳能容量的变化特点,选取一天中3个典型的负荷点,采用多种电压无功调节装置(OLTC、SVR、SC和SVC)组合优化的策略对配电网电压进行优化控制,并采用收敛性较好的遗传算法求解最优电压,最后通过算例仿真分析几种电压无功调节装置不同组合情况下的电压优化效果,验证了几种组合方法均能对配网电压起到优化作用的正确性。     

适用于双极性低压直流微电网的自平衡隔离型DC-DC变换器

双极性结构低压直流配电系统具有负荷灵活接入、运行可靠性高等优势.为了最大限度地减少功率变换级数并提升双极母线电压平衡能力,提出了一种适用于双极性低压直流微电网的自平衡隔离型DC-DC变换器.首先,介绍了自平衡隔离型DC-DC变换器的拓扑结构与调制策略,并分析了不平衡负载情况下正负极性直流电压自平衡机理及其换流过程;然后...     

1000 kV交流系统GIS用罐式避雷器电位分布测量的研究

1 000 kV交流系统GIS用罐式避雷器的电位分布影响特高压输变电系统的可靠运行,为此针对其结构制定了电位分布的测量方案,并对因测量时改变结构而引起的一些影响因素进行了分析。通过改变伸缩连接杆的长度以改变均压环的罩入深度,调节均压环与均压环、均压环与均压罩之间的距离等多种方式调节均压装置的结构,并采用光纤-电流法进行测量,对数据进行分析比较得到了最优结构的参数,结果表明,电位分布不均匀系数经优化后完全满足规定值(15%)。     

智能配电网无功电压控制系统研究及应用

分析了智能配电网无功电压控制系统的应用要求,提出了实施智能配电网无功电压控制系统的实现方案,并通过详细的无功优化计算和现场测试分析给出了智能配电网无功电压控制系统中各类治理设备具体配置要求,总结了系统示范应用的成效,易于开展智能配电网无功电压控制系统的推广。     

直流配电网的综合调压控制策略

对直流配电网的电压控制策略进行了分析和研究,提出了一种以直流电压偏移最小为目标的新型综合调压控制策略。一次调压采用直流电压下垂控制,实时快速的响应系统内的功率波动,二次调压通过潮流优化算法周期性的计算并更新总直流电压偏移最小时参与二次调压的下垂控制器的电压参考值和功率参考值,消除和减少一次调压引起的电压偏差,防止直流配电网发生较大功率波动时过电压的发生。最后,在Matlab/Simulink上搭建了环状四端直流配电网仿真模型,对所提控制策略进行了仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。     

智能化低压配电系统的发展与应用

简要地介绍了现代工业技术对低压配电系统的要求和智能化低压配电系统的构成.分析了现场总线技术在智能化低压配电系统中的应用.重点介绍了ABB公司智能化低压电器系统的解决方案,包括ESD2000变电站监控系统和采用LonWorks现场总线的INSUM系统.     

基于电抗器电压暂态特性的直流配电网故障检测方案

直流配电网故障快速可靠检测是柔性直流配电网亟待解决的关键问题之一。基于柔性直流配电网的数学模型,详细分析了辐射状直流配电网的故障特性;区内故障时,安装于线路首端的直流电抗器两端的电压微分小于零;区外故障时,故障特性与之相反。在此基础上,提出了一种基于直流电抗器电压暂态特性的故障检测方案。利用直流电抗器电压微分实现区内、外故障的快速可靠检测;利用正、负极直流电抗器暂态电压幅值实现故障类型的准确判别。所提方案仅利用直流电抗器两端的电压及电压微分即可实现故障的准确快速检测,方案原理简单,硬件要求低,易于实现。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建辐射状直流配电网模型,仿真结果验证了所提方案的有效性与可行性。