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电容器组故障的分布式电流保护方法研究

电力电容器与无功补偿 2023年第3期44卷 1-7页

作者：黄云程沈谢林张国灿庄奕挺林燕强彭炜文贺清锋兰生曹腾宇国网福建省电力有限公司泉州供电公司福建泉州362000 福州大学电气工程与自动化学院福州350108

针对电容器组三相不平衡保护存在使用范围有限和无法识别对称故障的问题,提出一种电容器组故障的分布式技术保护方法。电容器组某台电容器内部发生短路故障后,若不及时切除,易发生外壳爆裂事故。本文研究利用短路故障发生时的电流暂态... 详细信息

针对电容器组三相不平衡保护存在使用范围有限和无法识别对称故障的问题,提出一种电容器组故障的分布式技术保护方法。电容器组某台电容器内部发生短路故障后,若不及时切除,易发生外壳爆裂事故。本文研究利用短路故障发生时的电流暂态峰值与电容器标准中的整定值进行比较,实现各台电容器的分布式保护。本文研究过程中利用PSCAD/EMTDC软件,搭建了18台电容器组模型(单台电容器4串13并结构),对电容器内部元件发生短路故障的状态进行模拟仿真。研究结果表明,电容器内部一个或多个元件故障时,其故障电流峰值基本相同,且投切时系统最大峰值电流小于故障电流峰值,故障电流峰值对电容器组的分布式保护整定值提供了重要参考依据。

关键词：电容器组不平衡保护分布式保护短路故障

基于快速机械开关的10kV电容器组选相关合方案

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高电压技术 2019年第2期45卷 533-540页

作者：周晓炯颜湘莲刘北阳徐晓东汪佛池刘宏宇国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司苏州215000 中国电力科学研究院有限公司北京100192 华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071000

为了减小随机关合电容器组引起的合闸涌流,并弥补选相关合采用的常规断路器动作较慢的不足,提出了基于快速机械开关的10kV电容器组选相关合方案,分析了变电站典型配置电容器组在不同连接方式下的选相控制策略,根据GB/T 30846—2014要求,... 详细信息

为了减小随机关合电容器组引起的合闸涌流,并弥补选相关合采用的常规断路器动作较慢的不足,提出了基于快速机械开关的10kV电容器组选相关合方案,分析了变电站典型配置电容器组在不同连接方式下的选相控制策略,根据GB/T 30846—2014要求,对12kV快速机械开关开展了预击穿特性试验,获得了开关触头间隙的预击穿特性曲线,得到了绝缘强度下降率(RDDS)为9.04k V/ms;测量了快速机械开关在不同控制电压下的合闸时间分布,得到了快速开关平均合闸时间为13ms,机械分散性0.4ms。利用预击穿特性试验和开关机械分散性试验结果,计算了电容器组选相最佳关合相位,制定了选相关合方案:关合目标相位为电压零点,关合窗口为(–0.4～0.4)ms;并开展了选相关合特性试验,结果表明选相关合点均落在关合窗口内,验证了选相关合方案的有效性,为基于快速开关的选相控制技术在10～35kV电容器组关合的应用提供了依据。

关键词：快速机械开关电容器组预击穿特性机械分散性选相关合

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电容器组不平衡电流调平方法

电力电容器与无功补偿 2020年第5期41卷 29-34页

作者：黄银龙罗光辉董超群赵胜男乔王瑜罗晓晨国网河南省电力公司检修公司郑州450000 郑州祥和集团有限公司郑州450000

在对电容器组进行检修过程中,不平衡电流的测量也是一项重要的工作,当不平衡电流超标时,通常需要对电容器组中的电容器进行更换,或者重新进行排列,以确保四个桥臂的平衡。以上方法在检修过程中存在工程量大等弊端。为此首先对高压电容... 详细信息

在对电容器组进行检修过程中,不平衡电流的测量也是一项重要的工作,当不平衡电流超标时,通常需要对电容器组中的电容器进行更换,或者重新进行排列,以确保四个桥臂的平衡。以上方法在检修过程中存在工程量大等弊端。为此首先对高压电容器组不平衡电流的产生原因进行了分析,即四个桥臂中两组对角桥臂电容值的乘积不相等。并通过公式推导出降低不平衡电流的方法。然后对实际检修过程中的不平衡电流测量方法进行了介绍,当不平衡电流超标时,根据所推导的公式,提出通过对底层电容器的调整,降低两组对角桥臂电容值乘积之差,进而降低不平衡电流的方法。所提出的方法,与生产现场密切结合,省时省力,具有推广应用价值。

关键词：电容器组不平衡电流调平

特高压变电站内110 kV电容器组模型地震模拟振动台试验

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高电压技术 2017年第3期43卷 879-884页

作者：孙宇晗卢智成刘振林张谦中国电力科学研究院北京100192

为明确110 k V电容器组地震响应规律,提高特高压变电站的地震安全性,首次对特高压变电站内110 k V电容器组模型进行地震模拟振动台试验研究。通过振动台试验的方式,测定电容器组模型的动力特性及地震作用下关键部位的加速度、位移、应... 详细信息

为明确110 k V电容器组地震响应规律,提高特高压变电站的地震安全性,首次对特高压变电站内110 k V电容器组模型进行地震模拟振动台试验研究。通过振动台试验的方式,测定电容器组模型的动力特性及地震作用下关键部位的加速度、位移、应变等参数。试验结果显示,试件两水平向1阶频率分别为2.69 Hz、3.39 Hz,处于地震动卓越频率段;试件结构对地震加速度有放大作用,且放大作用与高度呈非线性关系;在目标峰值加速度为0.2g(g=9.8 m/s2)的地震波作用下,试件最大应变出现在底部绝缘子根部,计算得到最大应力为25.10 MPa,低于绝缘子破坏应力。该研究明确110 k V电容器组具有较高地震易损性,抗震关键部位为底部支柱绝缘子,为该类设备的抗震性能研究提供了数据支撑。

关键词：特高压变电站电容器组振动台试验动力特性地震响应加速度应变

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电容器组初期故障检测与分析

电容器组初期故障检测与分析

作者：贺雷山东大学

学位级别：硕士

作为一种重要的无功补偿设备,并联电容器组在电力系统中应用非常普遍。随着电力系统规模的扩大和人们对于电力需求的扩张,电网的安全稳定运行与电容器组运行情况的关系越来越紧密。电容器或电容器组发生故障,可能会引发电网无功功率的不... 详细信息

作为一种重要的无功补偿设备,并联电容器组在电力系统中应用非常普遍。随着电力系统规模的扩大和人们对于电力需求的扩张,电网的安全稳定运行与电容器组运行情况的关系越来越紧密。电容器或电容器组发生故障,可能会引发电网无功功率的不足,导致电网电压下降、有功损耗增加等恶果,严重时甚至会引起大规模停电,这使得保障电容器和电容器组的正常运行变得也愈加重要。由于电容器结构的特殊性和工作中的频繁投切,电容器组的故障发生率非常高,而电容器组故障初期引起的电压电流波动一般较小,所配置的相应保护不易动作,这也为电容器组故障的下一步发展埋下了隐患。在电容器组初期故障之中元件击穿故障最为常见。而目前对于电容器及电容器组故障的研究主要集中在电容器本身的物理特性,包括电容器本身材料,绝缘介质,电容器内部温度等,也有部分基于电容器电气量的研究,但其中更多是基于稳态过程而对于暂态量的研究较少。本文针对电容器组最常见的内部元件老化击穿故障和元件投入击穿故障,推导计算了元件击穿熔丝熔断后的暂态电流特征。根据电容器组的结构等效出故障简化电路,然后结合电路原理,根据所得的简化电路列出了故障电路微分方程与状态方程,以解得的故障暂态电流衰减时间常数及振荡频率为基础建立了电容器组击穿故障特征信息。随后介绍了小波变换和TLS-ESPRIT(总体最小二乘-旋转矢量不变技术)两种击穿暂态的提取方法及其算例,并在MATLAB的Simulink仿真平台上对理论特征分析进行了验证,分别在理论系统,IEEE13节点及34节点系统中测量了电容器组发生元件击穿故障的暂态信号,通过小波变换和TLS-ESPRIT技术获得了与理论计算值相符的故障信号击穿故障特征信息,证明了理论分析的正确性。最后通过总结研究和理论分析对电容器元件击穿故障发展状况作出评估,为损坏元件影响下的电容器健康状态评估提供了值得借鉴的思路。综上所述,通过理论分析和仿真验证,本文提出的电容器组元件击穿故障特征和损坏元件影响下电容器健康状态评估方法完善了电容器组元件击穿过程中的暂态变化和故障发展研究,数据获取简单直接,抗干扰能力强。为电容器组初期故障检测与分析提供了一个新的解决思路。

关键词：电容器电容器组元件击穿特征分析

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电容器组桥式不平衡保护性能的定量分析

电力电容器与无功补偿 2018年第3期39卷 1-4页

作者：史磊韦鹏李君宏姚成龚鹏国网宁夏电力公司检修公司银川750000 西安西电电力电容器有限责任公司西安710082 西安智乾电气设备有限公司西安710077

文中采用蒙特卡洛仿真,定量计算评估传统的桥式不平衡保护与计数型桥式不平衡保护在元件过电压水平、装置无故障运行时间上的差异。在此定量计算的基础上,针对两种保护方式特点,对其可靠性、跳闸保护的裕度以及发生严重故障的概率进行... 详细信息

文中采用蒙特卡洛仿真,定量计算评估传统的桥式不平衡保护与计数型桥式不平衡保护在元件过电压水平、装置无故障运行时间上的差异。在此定量计算的基础上,针对两种保护方式特点,对其可靠性、跳闸保护的裕度以及发生严重故障的概率进行了统计分析。结果表明,各种不平衡保护都有其优缺点,可根据实际情况,利用文中的方法进行核算以选择最优方案。

关键词：电容器组桥式不平衡保护定量分析蒙特卡洛仿真

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电容器组不平衡保护动作原因分析

电力系统保护与控制 2009年第17期37卷 122-124页

作者：刘勋王丽君马俊民常忠廷河南省商丘市供电公司河南商丘476000 许继集团有限公司河南许昌461000

不平衡保护动作是电容器组故障的主要保护,介绍了电容量不平衡保护的方式,分析了不平衡电压的产生原因,总结了不平衡保护的动作原因并实际举例说明,得出了安装质量与实际故障设备对电容器不平衡保护的影响,为电力检修工作人员处理电容... 详细信息

不平衡保护动作是电容器组故障的主要保护,介绍了电容量不平衡保护的方式,分析了不平衡电压的产生原因,总结了不平衡保护的动作原因并实际举例说明,得出了安装质量与实际故障设备对电容器不平衡保护的影响,为电力检修工作人员处理电容器组故障提供了思路。

关键词：不平衡保护电容器组电容量

Ⅱ型接线滤波电容器组不平衡电流保护判据及定值

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电力系统自动化 2015年第22期39卷 137-144页

作者：肖遥张晋寅杨晓峰刘畅郑伟黎建平南方电网超高压输电公司检修试验中心广东省广州市510663

介绍了Ⅱ型接线的高压直流滤波电容器组不平衡保护原理和整定值计算方法。提出在部分电容器单元故障后,以滤波器的失谐度和剩余完好电容器单元上的过电压水平作为保护计算的依据。给出电容器单元或者元件故障后不平衡电流保护整定值计... 详细信息

介绍了Ⅱ型接线的高压直流滤波电容器组不平衡保护原理和整定值计算方法。提出在部分电容器单元故障后,以滤波器的失谐度和剩余完好电容器单元上的过电压水平作为保护计算的依据。给出电容器单元或者元件故障后不平衡电流保护整定值计算公式。分别对内熔丝型电容器和无熔丝型电容器进行了分析,分析了部分不平衡电容器保护动作行为,并与计算结果进行了比较。

关键词：高压直流输电电容器组不平衡保护整定值计算

特高压输电工程中选相断路器开合电容器组特性分析

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电网技术 2014年第7期38卷 1772-1778页

作者：颜湘莲李志兵王承玉刘北阳王浩中国电力科学研究院北京市海淀区100192

变电站中开合电容器组用断路器需多次操作容性电流,运行条件较严苛,1 000 kV淮南—上海特高压交流输电示范工程的安吉变电站采用选相断路器开合电容器组确保设备可靠性。结合系统接线方式和断路器操作特性,提出了断路器开合电容器组的... 详细信息

变电站中开合电容器组用断路器需多次操作容性电流,运行条件较严苛,1 000 kV淮南—上海特高压交流输电示范工程的安吉变电站采用选相断路器开合电容器组确保设备可靠性。结合系统接线方式和断路器操作特性,提出了断路器开合电容器组的选相控制策略。对特高压输电工程中断路器在不同工况下开合电容器组的运行特性进行了仿真计算,开展了选相断路器开合电容器组的选相功能现场测试,计算分析了断路器的关合相位和开断燃弧时间。试验结果表明断路器的选相性能工作正常,满足工程运行需求,采用选相控制技术可有效提高断路器开合电容器组的电气使用寿命。

关键词：特高压输电工程选相断路器电容器组仿真计算选相功能测试