限流电抗器对输电线路工频过电压的影响
限流电抗器在电力系统中的作用探讨

限流电抗器在电力系统中的作用探讨0 前言在电力系统中,限流电抗器主要作用是当电力系统发生短路故障时,利用其电感特性,限制系统的短路电流,降低短路电流对系统的冲击,同时降低断路器选择的额定开断容量,节省投资费用,同时提高系统的残压。
但使用限流电抗器后,会存在很大的电能损耗,系统有大的波动时如启动大容量电动机产生大的电压降影响其它设备正常运行,使发电机调压困难影响系统稳定。
同时对周围供电设备、建筑物以及通讯设施都会产生较大的影响,甚至造成设备异常。
如何消除电抗器产生的影响,已经成为电力系统正常运行中所面临的一个非常重要的问题。
以35/0.4kV系统为例,由于其占建筑面积少,而受到城市中心地区用电大户的欢迎,但该系统对供配电网络而言,一般不提倡使用。
尤其是当地区35kV站离用户站距离较近的情况下,其线路长度小于瞬时电流速断装置能选择性动作的最小允许长度Lmin,就有可能因为用户站35kV末端发生故障,越级引起上级保护装置动作,从而扩大停电范围;同时由于35/0.4kV系统的低压侧短路电流比35/10/0.4kV 系统的要大,对变电所低压配电屏的断路器短路分断能力的要求也相应提高。
1、串接限流电抗器在35kV侧的作用在35kV高压侧串接限流电抗器后,由于其明显的限流特性,使得限流电抗器后的短路电流值显著降低。
这样,就有条件通过继电保护的灵敏度及整定值的设定,确保在限流电抗器后的短路故障保护仅动作于用户进线总开关。
结论:限流电抗器在35/0.4kV系统中有利于高压侧的继电分级保护,有利于用户站35kV电气设备的安全运行。
2、串接限流电抗器在0.4kV侧的作用当35kV侧未设置限流电抗器时,C点的短路电流值为58.07kA,因此变电所低压侧一级断路器应选择分断能力为65kA的短路保护电器。
由于低压侧断路器数量很多,并有断路器第一级与第二级间的分断能力配合问题,所以当35kV侧未设置限流电抗器时,低压侧选用高分断断路器会增加投资。
超高压输电线路工频过电压影响分析

超高压输电线路工频过电压影响分析摘要:随着我国国民经济的快速发展,对电能需求量日益增加,电力系统规模越来越大,超高压输电系统的重要性也越来越突显。
火电厂主要分布在西部地区,东部区域电源不足但负荷较重,而风电资源主要汇集在北部通道。
近年来,国家大力倡导新能源开发建设,限制发展污染严重的火力发电,地区电源与负荷匹配问题更加严重,超高压输电线路的建设和发展较好地解决了上述问题。
随着超高压输电网络架构的不断完善,电网结构日益增强,但在超高压工程投产及系统运行过程中的输电线路工频过电压问题也日益凸显。
工频过电压是系统在操作或接地故障时发生的频率等于或接近工频的系统最高工作电压的过电压,工频过电压对设备绝缘和运行性能有很大影响。
关键词:超高压输电线路;工频过电压;分析引言超高压输电线路绝缘架空地线上可能产生过大的感应电压问题,采用有限元分析软件对不同运行及检修工况下绝缘架空地线上产生的感应电压进行仿真,并根据仿真结果设计了一种专用于绝缘架空地线的新型接地装置。
经现场应用验证表明,导、地线间距及导线排列方式、相序(同塔双回线路)等是影响绝缘架空地线感应电压大小的重要因素,且在线路不同工况下,绝缘架空地线上均可能产生较大感应电压;所设计的接地装置能在避免检修人员电弧伤害的同时将绝缘架空地线可靠限制在地电位。
1线路潮流对工频过电压影响分析在进行工频过电压计算前,需先对整个网络方式进行调整,调整原则是保证断面潮流和电压水平不越限,这种原则相对宽松,对所研究的线路潮流并没有一定的限定准则。
文献中关于线路潮流轻重对过电压的影响很少涉及,潮流与等值参数耦合关系并不明确。
通过调整电厂出力实现线路潮流的变化,验证轻重潮流下的等值关系与工频过电压的差异性。
可以看出随着潮流的增加,等值电势、等值阻抗的增加趋势并不明显,说明潮流与等值的相关性很小,潮流轻重对于甩负荷后线路电压值影响较小,潮流主要影响等值电源的功角大小。
为进一步研究潮流轻重对控制电压的影响,利用双端电源等值网络进行初始电压及控制电压的仿真分析,利用等值数据在PSCAD软件中搭建不同潮流下的双端网络模型,在B—H线路末端发生无故障甩负荷。
分布式发电采用故障限流器对过电压的影响

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分布式发 电采用故障限流器对过 电压 的影响
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产 品 与应 用
分 布 式 发 电采 用 故 障 限流 器 对 过 电压 的影 响
蔡 盛舟 ,张伟 ,赵朝 华。 ,罗高
( 1西华大学 电气信息学院,四川 成都 6 3 ;2四川省 电力公 司资阳公 司,四川 资阳 6 1 0; 1 09 0 4 0 3 3四川利源电力开发 有限责任公 司,四川 雅安 6 5 0) 240
Ab t a t On t e b sso sa ls n o rd srb t n ne d l ATP EM P s f a e wa s d t i u ae i a t fa ful c r e t s r c : a i fe t b ihi g p we iti u i t h o mo e , — T o t r su e o sm lt w mp c so a t u r n
摘 要: 在建立的配电网模 型上利用 A P E P T — M T软件对分布式发 电 (G D )引入故障限流器对过 电压的 影 响进 行仿真,从 D G接入配 电网位 置不同、容量变化、短路位置变化等 三个方面对单相 短路 故障引起 的过 电压 问题做 了计算和分析 。结果表 明,3 种工况对产生配 电网过电压 有着 重大影响,且故障限流器 所起到 的限制过压作用非常 明显 ,对靠近故障 限流器保护 的母线其 限压作用 良好。 关键词:分布式发 电;过 电压;故障限流器;配 电网
0 引 言
随着传 统 能源 的 日益消耗 , 以及传 统 能源 带来 的环境污 染 问题 越来越 严重 ,可再 生能源推 广和 发
关于电抗器降低电能损耗的技术分析

关于电抗器降低电能损耗的技术分析作者:宋健来源:《神州·中旬刊》2013年第08期摘要:电抗器运行中由于感性的存在会产生电能损耗,不但影响了电网的供电质量,更会形成电网电能的损耗,本文根据电抗器设计、维护、安装的经验,对于工业生产中常见的电抗器进行了分析,说明了电抗器在运行中出现的问题和影响,提出了电抗器运用FSR降低电能损耗的观点,在分析了FSR技术要点的基础上,并提供了电抗器应用FSR技术达到实现电能损耗降低的方法,希望对于电抗器节能,提高电力质量,节约经济成本有技术上的帮助。
关键词:电抗器FSR功率因数电能损耗谐波污染相电压前言电抗器是利用通电导体产生感性的原理进行工作,达到改善电网功率因数和治理电网污染的作用,是电能输送和应用过程中重要的电气设备。
电网和电气设备在运行中会因操作或其他情况产生电压的突变,在平滑的电流中产生尖峰脉冲,进而引起电流的冲击效应,电抗器通过抑制和增进作用,阻止谐波对电网和电气设备的干扰,同时起到优化电网功率因数的目的,进而达到治理电网谐波污染,实现电气设备稳定和安全的功能。
电抗器在实际的运行中由于感性的存在会消耗一部分电能,不但影响了电网的供电质量,更会形成电网电能的损耗,还会形成不必要的经济损失,是值得电力企业和用电单位高度重视的问题。
FSR(大容量快速开关技术)是当前电抗器降低电能损耗的主要技术种类,FSR利用技术上的优势,实现了吸收磁能、控制电网相电压的功能,达到了电抗器节能的效果,稳定了供电质量,提高了经济效益,成为电抗器降低电能损耗的主要应用技术。
FSR的实际运用要结合电抗器设计、维护、安装的具体情况和时间经验,要针对工业生产中常见电抗器的类型,掌握各种类型电抗器在运行中出现的电能损耗原因,建立电抗器运用FSR降低电能损耗的认知,在科学分析FSR技术要点的基础上,形成电网系统中电抗器应用FSR技术的方法,实现电抗器电能损耗的大幅度降低,以技术手段确保电抗器节能,提高电力质量,节约经济成本等的综合目标的达成。
220kV变电站10kV侧限流电抗器对系统的影响_张玉敏

( 2) 流过主变压器 110 kV 侧的故障电流 I dmax= ( 20. 2 kA @ 10. 5/ 121) / 2= 876. 4A , I dmin= ( 15. 36 kA @ 10. 5/ 121) / 2= 666A 。 ( 3) 流过主变压器 10kV 侧的故障电流
I dmax= 20. 2 kA, I dmin= 15. 36 kA。 1. 2. 2 保护整定值 主变压器 220 kV、110 kV、10 kV 侧复压闭锁过流 保护按躲过负荷电流整定, 定值为 220kV IDZ= 1. 47 @ 452= 665A ; 110kV IDZ= 1. 47 @ 859= 1263A; 10kV I DZ= 1. 47 @ 4948. 7= 7274. 6A。 1. 2. 3 灵敏度 ( 1) 220 kV 复压闭锁过流保护: 大方式 KLM= 461A/ 665A= 0. 69, 不足; 小方式 KLM= 350. 6A/ 665A= 0. 52, 不足。 ( 2) 110 kV 复压闭锁过流保护: 大方式 KLM= 876. 4A/ 1 263A= 0. 69, 不足; 小方式 KLM= 666A/ 1 263A= 0. 52, 不足。 ( 3) 10 kV 复压闭锁过流保护: 大方式 KLM= 20. 2 kA/ 7. 27 kA= 2. 78, 足; 小方式 KLM= 15. 36kA/ 7. 27 kA= 2. 1, 足。 从以上计算可知: 若主变压器 110 kV 侧并列运 行, 10. 5 kV 侧加装电抗器后, 主变压器 220 kV、110 kV 复压闭锁过流保护对 10. 5 kV 母线 故障无灵敏 度, 即 10. 5 kV 母线故障, 若主变压器 10 kV 开关拒 动或保护拒动, 主变压器 220 kV、110 kV 复压闭锁过 流保护因无灵敏度不动作, 将无后备保护切除故障, 以至造成设备损坏, 事故扩大。这种情况下只能通 过 110 母联解列保护动作, 使主变压器分裂运行提 高保护灵敏度。 1. 2. 4 110 解列后, 即主变 压器分裂运行, 10. 5 kV 故障计算 ( 1) 10. 5kV 故障, 流过主变压器 220kV 侧的电流 I dmax= 251 @ 0. 866/ ( 0. 083+ 0. 044+ 0. 15)
姚春球版《发电厂电气部分》计算题及参考答案

第二章导体的发热、电动力及开关电器的灭弧原理1.发热对导体和电器有何不良影响?答:机械强度下降、接触电阻增加、绝缘性能下降。
2.导体的长期发热和短时发热各有何特点?答:长期发热是指正常工作电流长期通过引起的发热。
长期发热的热量,一部分散到周围介质中去,一部分使导体的温度升高。
短时发热是指短路电流通过时引起的发热。
虽然短路的时间不长,但短路的电流很大,发热量很大,而且来不及散到周围的介质中去,使导体的温度迅速升高。
~~~~热量传递的基本形式:对流、辐射和导热。
对流:自然对流换热河强迫对流换热3.导体的长期允许载流量与哪些因素有关?提高长期允许载流量应采取哪些措施?答:I=根号下(αFτω/R),因此和导体的电阻R、导体的换热面F、换热系数α有关。
提高长期允许载流量,可以:减小导体电阻R、增大导体的换热面F、提高换热系数α。
4.计算导体短时发热度的目的是什么?如何计算?答:确定导体通过短路电流时的最高温度是否超过短时允许最高温度,假设不超过,则称导体满足热稳定,否则就是不满足热稳定。
计算方法见笔记“如何求θf”。
6.电动力对导体和电器有何影响?计算电动力的目的是什么?答:导体通过电流时,相互之间的作用力称为电动力。
正常工作所产生的电动力不大,但是短路冲击电流所产生的电动力可达很大的数值,可能导致导体或电器发生变形或损坏。
导体或电器必须能承受这一作用力,才能可靠的工作。
进行电动力计算的目的,是为了校验导体或电器实际所受到的电动力是否超过期允许应力,以便选择适当强度的电器设备。
这种校验称为动稳定校验。
7.布置在同一平面中的三相导体,最大电动力发生在哪一相上?试简要分析。
答:布置在同一平面中的三相导体,最大电动力发生在中间的那一相上。
具体见笔记本章第五节。
8.导体动态应力系数的含义是什么?什么情况下才需考虑动态应力?答:导体动态应力系数β用来考虑震动的影响、β表示动态应力与静态应力之比,以此来求得实际动态过程的最大电动力。
限流电抗器在电力系统中的作用探讨

限流电抗器在电力系统中的作用探讨【摘要】限流电抗器是电力系统中常用的一种装置,用于限制电流的流动。
本文首先介绍了限流电抗器的基本原理,包括其工作原理和结构特点。
随后探讨了限流电抗器在电力系统中的作用,主要包括限制短路电流、提高系统稳定性等方面。
接着分析了限流电抗器的优点,如节能、环保等。
然后介绍了限流电抗器的应用领域,例如变电站、电缆系统等。
最后展望了限流电抗器的发展趋势,指出其在智能电网、新能源接入等方面的潜在应用。
通过本文的探讨,读者可以更全面地了解限流电抗器在电力系统中的重要作用和发展前景。
【关键词】限流电抗器、电力系统、基本原理、作用、优点、应用领域、发展趋势、引言、结论1. 引言1.1 引言电力系统中,限流电抗器是一种重要的设备,它在电力系统中扮演着非常关键的角色。
限流电抗器通过控制电流的大小来保护电力系统免受过载和短路等意外事件的影响,保障电网的安全稳定运行。
限流电抗器在电力系统中的作用不仅仅是为了保护电力系统的安全稳定运行,同时还可以提高电网的传输效率,减少电网的损耗,降低能源消耗,节约资源,减少环境污染。
限流电抗器在电力系统中起着至关重要的作用,其优点和应用领域也在不断扩大和深化。
随着科技的不断进步和电力系统的不断完善,限流电抗器的发展趋势也将更加趋向于智能化、高效化和可靠化。
结束。
2. 正文2.1 限流电抗器的基本原理限流电抗器是一种常见的电力系统附件,其基本原理是通过引入感性或容性元件来限制电流的流动。
在电力系统中,电流是一种关键的元素,必须得到合理的控制和管理。
限流电抗器可以帮助实现这一目标。
限流电抗器的基本原理可以简单地解释为通过调节电路中的电感或电容值,来控制电流的大小和流向。
电感元件可以降低电流的瞬时变化率,从而减少过电流的危险,保护电力系统的稳定性。
而电容元件则可以帮助提高电路的功率因数,提高能源利用效率。
在实际应用中,设计师们可以根据具体的电力系统要求选择合适的限流电抗器类型和参数。
高压限流电抗器在电网中的应用研究

高压限流电抗器在电网中的应用研究【摘要】在分层分区运行电网中,为限制不同电压等级的短路电流,可将高压限流电抗器安装在电网中不同位置来限制短路电流,以便达到最佳的效果。
为限制220kV电网短路电流,通过对高压限流电抗器安装在电网中不同的位置进行了短路电流、潮流、片区供电能力等多方面的技术经济比较研究,经PSASP 电力系统分析综合程序计算分析后,得出了高压限流电抗器安装在500kV主变供电分区电网中的最佳位置。
【关键词】高压限流电抗器;电网;应用研究随着江苏电力负荷快速增长,电网加强,500/220kV分区内500kV变电站主变建设逐步达到其设计满容量规模,加上有些地区电厂接入220kV电网的增加,短路电流水平的控制日趋紧迫。
500/220kV分区内220kV短路电流水平的控制也成为提高分区内电厂可接入的容量,从而提高分区供电能力,提高电网规模效益的关键制约因素,因此,在研究改变电网结构,实施高阻抗变压器以及母线分段、分排等限制电网短路电流运行方式的基础上,进一步研究高压限流电抗器对短路电流水平的限制作用,显得十分必要。
1、高压限流电抗器的种类、特性和应用现状1.1高压限流电抗器的种类、特性高压限流电抗器一般是指220kV及以上输电网电压等级的限流电抗器。
串联限流电抗器就其产品结构和磁路而言,有干式空芯电抗器、油浸铁芯电抗器和干式铁芯电抗器三种。
空芯电抗器电抗值总是保持为常数;铁芯式电抗器,铁芯会饱和,而导致铁芯电抗器的电抗值变小。
限流电抗器在长期额定电流和故障电流下要求安全可靠的运行,要求其阻抗值或限制短路电流的能力不能变,因此,为限制系统故障短路电流的限流电抗器宜做成空芯产品而非铁芯产品。
1.2高压限流电抗器的应用现状目前,高压限流电抗器已较多应用在国内外高压电网中,下面介绍几个高压限流电抗器应用实例:1)上海泗泾站:2004年南桥和黄渡500kV母线短路电流超过开关遮断容量,为此,在500kV黄渡~泗泾双回线路,泗泾站出口变电站内安装了2组500kV 限流电抗器,额定阻抗14欧姆(相当于50公里500kV的LGJ-4×400线路),对限制泗泾、黄渡500kV变电站500kV母线短路电流水平有控制作用。
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摘要:接入限流电抗器,可有效解决电力系统短路电流过大 的问题,但同时也会影响断路器暂态恢复电压、输电线路工 频过电压以及操作过电压的大小。利用电磁暂态计算软件 PSCAD/EMTDC,研究了限流电抗器对输电线路工频过电压 的影响。仿真结果表明:限流电抗器的引入,使得由空载输 电长线路的电容效应、不对称短路以及甩负荷引起的工频过 电压增大至 1.29 pu,略低于行业标准限值 1.3 pu。建议在安 装限流电抗器之前,对线路工频过电压进行校核,以保证运 行安全。
操作冲击残 作冲击残压 击作冲残压
压峰值/kV 峰值/kV
峰值/kV
597
862
1 137
1.4 限流电抗器电路的仿真模型 限流电抗器在系统中相当于电感,据此,本文
通过在线路中串联电感来模拟串联限流电抗器对
线路工频过电压的影响,其参数为:L=25 mH,X= 7.85 Ω。 1.5 断路器
兰银线采用的断路器的额定电压为 800 kV,额 定电流 4 000 A,合闸电阻 600 Ω,电阻值偏差−10%~ 0%,电阻预投入时间 8~12 ms。
参数
电阻/Ω·m−1 电抗/Ω·m−1 电纳/S·m−1
正序
0.147 6×10−4 0.264 9×10−3 0.428 6×10−8
负序
0.147 6×10−4 0.264 9×10−3 0.428 56×10−8
零序
0.245 8×10−3 0.696 3×10-−3 0.264 7×10−8
C1 40 m
C2
C3
16.4 m
x
dx
i + ∂u dx
∂x
Rodx Lodx
40.41 m
Godx
u Codx
u + ∂u dx ∂x
Tab. 1
图 1 750 kV 输电线路模型 Fig. 1 750 kV transmission line model
表 1 750 kV 输电线路的序参数 Sequence parameters of 750 kV transmission line
银川东主变压器额定电压为 765/ 3/345/ 3 ± 2 × 2.5%/63 kV,额定容量为 700 MVA/700 MVA/ 233 MVA,连接组别 YNa0d11,短路阻抗为:高压–
194
陈水明等:限流电抗器对输电线路工频过电压的影响
Vol. 34 No. 3
G1
G2
28.8 m
9.59 m
超高压电网中限流电抗器的大规模应用,可有 效降低短路电流水平。故障时,限流电抗器动作与 其它保护措施的共同作用,将对线路过电压水平产 生新的影响[12-14]。本文以西北电网 750 kV 兰州东— 银川东线路(兰银线)为例,结合电磁暂态计算程序 PSCAD/EMTDC,研究了安装限流电抗器后,输电 线路电容效应、不对称短路、甩负荷所引起的工频 过电压的变化情况。
(State Key Laboratory of Control and Simulation of Power Systems and Generation Equipment(Tsinghua University), Haidian District, Beijing 100084, China)
2
2
755.7 1.157
2
756.8 1.159
3
3
786.6 1.204
3
786.6 1.204
4
4
782.4 1.198
4
782.2 1.197
5
5
747.0 1.144
5
747.3 1.144
ABSTRACT: Current-Limiting Inductor (CLI) is used to limit the magnitude of fault current in power systems. Meanwhile, the introducing of CLI will change the transient recovery voltage (TRV) of circuit breaker, power frequency overvoltage and switching overvoltage of transmission line. Simulations by PSCAD/EMTDC are carried out to get the effect of CLI on power frequency overvoltages. Simulation results show that configuring CLI will make power frequency overvoltage, caused by capacitance effects of long distance transmission line, asymmetry grounding faults and load rejection of line, rising up to 1.29 pu, namely slightly lower than the limit 1.3 pu specified in industrial standard. It is recommended that check of line overvoltage should be done before CLI is installed in transmission line.
727.5
1.114
2
739.7
1.132
751.6
1.151
3
759.8
1.163
771.9
1.182
4
774.9
1.186
787.4
1.205
5
784.7
1.201
798.2
1.222
6
788.0
1.206
802.0
1.228
由表 3 可得:限流电抗器的接入对输电线路的 电容效应工频过电压有影响。对于过电压最大的
1 系统参数和系统模型
1.1 线路模型 兰银线全长 397 km,单回路线路,中性点直接
接地方式;导线采用 6×LGJ–400/50 型钢芯铝绞线, 地线一根采用 OPGW–110,另一根采用 GJ–80 镀锌 钢绞线;选用中相 V 串的“M 型”酒杯型杆塔,线 路模型如图 1 所示。由 PSCAD/EMTDC 软件,得 到输电线路单位长度的序参数,见表 1。 1.2 主变压器
关键词:工频过电压;电容效应;不对称短路;甩负荷;限 流电抗器
0 引言
随着电力系统容量的不断增大,电气联系更加
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50737001)。 Project Supported by National Natural Science Foundation of China (NSFC)(50737001).
紧密,电网的短路电流也随之增大,由此产生的电 力系统安全稳定问题逐渐突出,同时也使得系统的 运行方式受到诸多限制。因此,采取必要的限流措 施势在必行。目前,国内外的电力系统主要从电网 结构、运行方式和限流设备 3 个方面限制短路电流, 主要措施有:电网分层分区运行[1-4]、变电站母线分 段运行[5-6]、变压器中性点小电抗接地[7]、采用高阻 抗变压器和发电机[7]、采用串联电抗器[8-11]、采用 直流背靠背技术以及提高断路器的遮断容量等。
中压 18%;高压–低压 56%;中压–低压 36%。 1.3 避雷器
兰银线采用敞开式无间隙氧化锌避雷器,其参
数如表 2 所示。
表 2 避雷器主要参数 Tab. 2 Main parameters of arrestor
避雷器 额定 电压/kV 648
避雷器 持续运行 电压/kV
498
0.5 kA 最大 1 kA 最大操 2 kA 最大操
第 34 卷 第 3 期 2010 年 3 月
文章编号:1000-3673(2010)03-0193-04
电网技术 Power System Technology
中图分类号:TM 726.3 文献标志码:A
Vol. 34 No. 3 Mar. 2010
学科代码:470·4051
限流电抗器对输电线路工频过电压的影响
单相接地故障是最常见的不对称短路故障,所 引起的工频电压升高也最严重。单相故障时,健全
第 34 卷 第 3 期
电网技术
195
相的工频电压可作为确定避雷器灭弧电压的依据。 采用对称分量法,利用复合序网,得到单相接地故 障时的接地系数
K = − 1.5( X 0/X1) ± j 3
(3)
2 + ( X 0/X1) 2
陈水明,王威,杨鹏程
(电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学),北京市 海淀区 100084)
Effects of Current-Limiting Inductor on Power Frequency Overvoltages in Transmission Line
CHEN Shui-ming, WANG Wei, YANG Peng-cheng
single-phase short circuit in 750 kV transmission line
不接入限流电抗器 短路点 过电压 最大过 标幺
接入限流电抗器(25 mH) 过电压 最大过 标幺
最大点 电压/kV 值/pu 最大点 电压/kV 值/pu