铁磁谐振仿真模型的探讨

利用电磁暂态计算程序(EMTP)仿真计算中性点不接地配电网中电磁式电压互感器(简称PT)励磁饱和引起的铁磁谐振过电压,必须建立准确的PT等值模型。实测10 kVPT的空载伏安曲线,得出其励磁曲线,采用不计磁滞和计及磁滞两种PT仿真模型进行计算,并对计算误差进行对比分析,结果表明:系统发生高频和基频谐振时,磁滞损耗对PT各相过电压都有明显的阻尼作用。采用计及磁滞的PT模型计算,高频谐振时,每相最大过电压比不计磁滞时分别降低约41%、31%和42%;基频谐振时,有一相电压降低约27%;系统发生分频谐振时,磁滞的影响较小。可见采用计及磁滞的PT等值模型的计算结果更符合实际。     

基于消谐器抑制铁磁谐振过电压研究分析

针对湖南电网近年来由于铁磁谐振过电压导致电压互感器损坏的事故进行了统计计算,对铁磁谐振过电压和电压互感器过电压的产生原理进行了理论分析。通过ATP建立了10kV配电线路仿真模型,对系统单相接地和两相不同期合闸情况下引起的铁磁谐振过电压进行了仿真和分析。针对铁磁谐振过电压的产生原理,提出了电压互感器铁磁谐振消谐的措施,并通过仿真模型分析对防护效果进行了分析验证。研究证明:中性点经消弧线圈接地的方法对消除铁磁谐振最为有效;对于二次侧加装消谐电阻的方式,电阻越小,消谐效果越明显,但电阻值太小会造成PT过载,需要注意与PT的容量相配合。     

电压互感器铁磁谐振的危害及消除方法

6—10KV配电系统产生铁磁谐振是造成电压互感器易烧毁及熔丝易熔断的主要原因,通过时铁磁谐振产生的原理和理论分析,找出消除铁磁谐振的具体对策和技术措施。     

基于风险策略的配电网铁磁谐振故障分析与抑制措施研究

一般认为母线容性电流在0 A～20 A范围内都有铁磁谐振风险,应采取预防措施,但是当处于临界区域时,往往难于“抉择”。为规避谐振危害,合理科学地选择治理措施,本研究讨论了铁磁谐振受电压互感器伏安特征影响的规律,并提出了消谐措施的应用方法。首先,根据谐振机理与不同类型配电网谐振特点对铁磁谐振的风险因素进行总结归纳;然后,使用PSCAD搭建仿真模型,对某型号为JDZJ的电压互感器进行伏安特性实测,拟合了电压互感器伏安特性曲线,精准建模;接着,通过概率手段研究了电压互感器伏安特性改善、电容值变化对铁磁谐振风险概率的影响,得到伏安特性饱和拐点提高到一定水平后谐振风险降低,电容值在电压互感器伏安特性提高后对谐振风险影响变小的结论,验证了《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中电压互感器伏安特性饱和点应大于■的合理性;最后仿真研究了采用一二次消谐措施后的消谐效果及系统谐振风险变化情况,从概率角度验证了消谐措施的有效性,为配电网的规划、电压互感器伏安特性选取和消谐措施选择提供了参考。     

动车组车顶避雷器解体检查及电场仿真研究

为分析动车组避雷器炸裂原因,对炸裂和检测不合格的避雷器进行了解体检查,研究发现在阀片侧面存在电蚀痕迹,阀片上下表面存在白色粉末状物质,绝缘筒内表面存在树枝状放电通道。能谱分析表明,缺陷阀片表面的白色粉末状物质含有明显的氧元素,是内部受潮氧化所致。为分析其电树枝的形成原因以及内部水分对电场分布影响,建立了有限元仿真模型,对弹簧定位块位置偏移、绝缘筒存在电树枝和泄放口附近存在裂纹3种情况下的电场分布情况开展了仿真研究。仿真结果表明,弹簧定位块位置的偏移对绝缘筒内表面电场影响较大,当定位块紧贴绝缘筒时,场强为22.23 kV/cm,可在过电压作用下形成电树枝;电树枝对绝缘筒内表面电场存在畸变作用,电树枝一旦形成可进一步畸变电场,引导电树枝往前发展;在干燥情况下,泄放口附近裂纹对绝缘筒内表面场强影响不大,而当避雷器受潮时,裂纹端部场强可以达到26.1 kV/cm,可能引发局部放电,并引导电树枝往泄放口发展。     

基于零序电压和PT电流复合检测的铁磁谐振二次消谐仿真研究

中性点不接地系统中,电磁式电压互感器(PT)极易与线路对地电容发生铁磁谐振,产生持续时间较长的暂时过电压或过电流,甚至造成PT高压熔断器异常熔断和PT损毁事故。铁磁谐振二次消谐措施的重点在于提高铁磁谐振检测的精确性和消谐开关动作的快速性,尤其是对工频谐振的识别。笔者基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立了铁磁谐振仿真电路,通过仿真分析发现PT电流波形在工频谐振条件下有明显区别于正常工作状态的特征,并以此为工频谐振主要判据,进而建立了基于零序电压和PT电流复合检测的二次消谐控制模型,以零序电压和PT电流为判据控制开关闭合,以PT开口三角电流和阻尼电阻发热为判据控制开关断开。通过模拟试验系统和变电站铁磁谐振仿真,验证了该二次消谐模型可以有效识别并消除多种频率的铁磁谐振,且仿真结果表明10 kV和35 kV系统的PT二次侧开口三角绕组的电流断开阈值宜分别取30～80 m A和50～100 m A,二次消谐器中阻尼电阻宜分别取2～10Ω和5～20Ω。     

基于PTC特性材料的主动式抑制铁磁谐振故障新装置的设计与应用

笔者针对近年来频发的铁磁谐振故障事件,分析了消谐失败的原因,提出了一种基于正温度特性材料的消谐器改进与设计方法:一是利用具有更大容量ZnO非线性电阻代替SiC电阻,制成一次消谐器常投于互感器PT一次侧中性点处,弥补了原有消谐器因无法快速消纳铁磁谐振的激发能量而造成互感器保险熔断或互感器炸裂事故,此外,ZnO非线性电阻在小电流时的低阻特性也降低了消谐器对PT的测量精度的影响;二是针对原有的二次消谐器因电阻调节速度不足而致使谐振能量无法及时消纳问题,用ZnO陶瓷电阻取代金属电阻,利用陶瓷电阻本身的物理特性再加上调控措施,能够在系统谐振时快速增大二次消谐电阻阻值,从而及时吸纳谐振能量而免于互感器过载.搭建试验平台对上述所涉及装置功能加以验证,结果表明了装置性能符合设计预期,在实际配电网运行结果表明了基于正温度特性材料ZnO的一、二次消谐器均能快速抑制铁磁谐振,避免了互感器及其他电气设备的损坏.     

雷电过电压引发电容式电压互感器铁磁 谐振特性分析与防护研究

近年来,电容电压互感器(CVT)在我国电力系统中得到越来越广泛的应用,需要详细研究雷电过电压引发CVT铁磁谐振特性及相应防护措施。通过在EMTP软件中建立35 kV变电站系统模型,分析线路遭受雷电直击或雷电感应时CVT铁磁谐振过电压特性,讨论过电压保护器件和阻尼装置等不同消谐措施的效果,最后分析线路安装避雷器或避雷线对铁磁谐振的抑制效果。研究结果表明:雷电过电压引发的CVT一次侧过电压波形振荡明显,雷电感应情况下过电压频谱范围更宽; CVT一次侧过电压幅值随着雷电流幅值的增加而增大,但雷电流幅值对过电压谐振周期影响不明显;高压侧分压电容或补偿电抗器两端并联放电间隙能够有效抑制CVT二次侧过电压幅值,但对过电压振荡抑制效果较差;速饱和阻尼、谐振型阻尼、电阻型阻尼装置均能够抑制CVT二次侧过电压幅值,速饱和阻尼和谐振型阻尼对过电压波形振荡抑制效果更为明显。高压侧线路安装避雷器或避雷线能够抑制雷电直击或雷电感应引发的CVT一次侧过电压,但避雷器安装较密或避雷线接地间隔较短才能取得较好防护效果。     

35 kV中性点经消弧线圈接地对铁磁谐振过电压影响的研究

为解决电力系统变电站中存在的铁磁谐振过电压问题,讨论了目前消除铁磁谐振的不同方法,比较了他们的优缺点,笔者通过中性点经消弧线圈接地方法,来达到抑制、甚至消除铁磁谐振过电压的目的。通过对铁磁谐振原理分析,使用PSCAD/EMTDC仿真软件对500 kV变压器精准建模,将不同容量的消弧线圈在中性点进行投切,分析仿真结果,选择消弧线圈消谐效果最好的容量值。证明了当系统发生铁磁谐振时,中性点经消弧线圈接地对铁磁谐振过电压有明显的抑制效果,对实际工程有一定的指导意义。     

配电线路电容与PT电感阻抗比对铁磁谐振电压电流特性的影响研究

随着电磁式电压互感器(PT)励磁特性的提高,PT产生铁磁谐振的条件、区域等特征发生了变化,这导致电网原有针对铁磁谐振采用的消谐措施有效性也随之降低。基于云南电网某变电站典型PT的铁磁谐振,应用PSCAD/EMTDC软件建立了仿真计算模型,研究线路系统电容电流和PT励磁特性对铁磁谐振的影响。同时,基于建立了10 kV铁磁谐振模拟试验平台,进行了几种典型PT的铁磁谐振模拟试验,以验证PT仿真计算模型。试验和计算结果表明:PT的铁磁谐振模拟试验和仿真计算波形具有良好的一致性; 10 kV和35 kV配电网系统虽有不同的铁磁谐振区间,但均在线路(电容)与PT(电感)的阻抗比为0. 13时发生工频谐振;阻抗比过高极易导致谐振时PT电流过大,而且两个电压系统的影响区域也不同;在特定的阻抗比区间内,会产生很高的铁磁谐振过电压。     

哈密地区变压器直流偏磁仿真分析及抑制措施研究

随着哈密地区±800 kV直流换流站投入运行,直流系统一旦出现单极大地或不对称运行方式,将会对哈密地区交流电网产生不利影响。结合哈密地区电网特点和大地土壤电阻率,在直流单极调试时对直流接地极300 km范围内的变压器直流偏磁情况进行实测,然后根据哈密地区电网结构建立交直流系统电磁暂态模型和等值大地电阻模型,利用反演法根据实测数据对模型进行校核,得到直流大地回线运行时哈密地区周围变电站的变压器中性点直流电流分布特性。针对部分流过变压器中性点直流电流较大的变压器,结合哈密地区电网发展的特点,提出采用中性点串联电容的方法对流经变压器的直流电流时行抑制,并对抑制的适用性进行了分析。     

风沙环境下动车组车顶绝缘子冲蚀磨损的仿真研究

为研究动车组车顶支柱绝缘子不同部位的冲蚀磨损情况,采用RNG K-epsilon湍流模型及离散相模型,实现了对绝缘子冲蚀磨损的数值模拟。仿真结果表明,绝缘子伞裙边缘的磨损速率随位置的变化呈"M"状分布,最大磨损位置为45°角附近;仿真结果与试验验证结果能够较好吻合,可为风沙环境下绝缘子结构的优化及运行寿命预测提供依据;伞裙迎风面各部位的冲蚀磨损率随着气流速度及沙尘颗粒粒径的增大而增大,且最大冲蚀磨损率位置向外侧偏移。     

基于工频谐振的输电线路融冰方法研究

输电线路覆冰是我国常见的自然灾害,危害极大,而现有融冰方法均存在各自的局限性。对此,提出一种基于串联谐振原理的工频谐振融冰方法,并分析了此方法的融冰原理及融冰接线方式;计算了典型导线的工频谐振融冰电流并同直流融冰法作了对比分析;定量分析了融冰中出现的谐振电压并提出电容器组串联均压和改变融冰接线方式降压的办法;最后简要介绍工频谐振融冰装置关键设备的构成。研究结果表明:与直流融冰相比,本方法融冰效率更高;通过控制融冰线路长度和融冰源接入方式可使融冰谐振电压处于线路绝缘水平范围内;融冰电源容量小,构造简单,可直接由系统引入,融冰成本低廉。     

数字移相调制技术的MATLAB仿真研究

本文叙述了数字相位调制及解调的基本原理和方法,并用MATLAB软件仿真其算法,最后用数字信号处理芯片(DSP)实现了BPSK调制与解调。     

特高压线路脉动风风偏特性及抑制措施仿真

输电线路在运行过程中容易受到风力作用而发生风偏,特高压紧凑型输电线路由于本身相间距离较小,更易受风偏影响出现电气或机械事故。线路在自然环境中运行受到的风载荷具有脉动成分,其对导线风偏的影响不可忽略。因此,有必要研究在包含脉动成分的风载荷作用下线路的运动特性,从而采取有针对性的抑制措施。本研究通过自编程软件仿真计算了稳态风和脉动风作用下三相导线发生风偏不同期摆动时的最小相间距离、不平衡张力和悬挂点张力,研究了风偏特性与风速、档距和冰厚之间的关系。结果表明,与稳态风相比在脉动风作用下可能出现的最小相间距离更小,可能出现的悬挂点张力和最大不平衡张力更大,不利于线路的长期安全运行。脉动风条件下覆冰导线的最小相间距离与档距长度呈负相关,随覆冰厚度的增加先减小后增大。同时发现,对于容易发生相间闪络的大档距架空输电线路,通过合理配置相间间隔棒能够对脉动风作用下覆冰导线的风偏起到较好的抑制作用。     

抑制泛霜的蒸压石膏砌块及制备方法的研究

介绍了一种抑制蒸压石膏泛霜的配方和添加剂,提高了磷石膏添加量,供大家借鉴。     

GIS中阻尼母线等效装置的抑制仿真研究

超高压GIS中隔离开关的开闭合可能产生特快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage, VFTO),而VFTO会对GIS及其相连设备造成破坏,因此如何削弱VFTO对其他设备的影响迫在眉睫。以某500 kVGIS变电站为研究对象,对隔离开关开闭过程进行仿真建模,模拟VFTO的产生并对其波形进行分析,随后对避雷器的抑制效果进行了仿真验证,然后对只加装阻塞特定频带的阻波器进行了特性仿真,最后对阻尼母线方法进行优化。通过对比不同措施下的VFTO仿真结果,发现阻波器对VFTO的幅值和陡度有抑制效果,比避雷器的保护范围更广,而阻尼母线等效装置的效果比避雷器与阻波器的效果更好,可以将幅值抑制到1.14 p.u.,并通过仿真得出阻尼母线等效装置的最佳安装位置在距隔离开关6 m处。