特高压换流变压器阀侧套管末屏铁磁谐振过电压分析

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1、第39卷第2期四川电力技术Vo1．39，No．22016年4月SichuanElectricPowerTechnologyApr．，2016特高压换流变压器阀侧套管末屏铁磁谐振过电压分析唐明，丁理杰，汤凡，陈刚(国网四川省电力公司电力科学研究院，四川成都610072)摘要：研究了特高压换流站高端换流变压器阀侧套管末屏电压由高端阀组充电转连接过程所诱发的铁磁谐振过电压机理，并结合现场实际参数采用PSCAD电磁暂态仿真软件进行了详细分析。提出了依靠增大阻尼来抑制铁磁谐振的方法，并分析了其对末屏电压精度和相位的影响。关键词：特高压；换流变

2、压器；铁磁谐振Abstract：Ferroresonanceover—voltagemechanismofbushingendshieldatvalvesideofultra—highvoltage(UHV)convert—ertransformercausedbychargingtoconnectionisresearchedandanalyzedindetailwithPSCADmodelbasedontheactualpa—rametersofthesite．Amethodofincreasingthedampingresis

3、torisproposedtoinhibittheferroresonance，anditsinfluencesonthevohageaccuracyofendshieldandthephasearealsoanalyzed．Keywords：uhra—highvoltage；convertertransformer；ferroresonance中图分类号：TM713文献标志码：A文章编号：1003—6954(2016)02—0020—04了典型的电容式电压互感器结构。特高压换流站在0引言投入高端阀厅时进行的充电转连接操作将会通过与

4、换流阀并联的RC回路耦合至换流变压器的阀侧绕随着中国“西电东送”能源战略逐步推进和进组产生暂态扰动，使电压采集器中的电感进入饱和一步深化，特高压换流站的安全稳定运行成为维持区，在换流变压器阀侧套管末屏和电压采集器构成清洁能源持续外送的重要保障。的回路中形成稳定的铁磁谐振现象。溪浙特高压直流输电工程，作为目前川内输送研究了特高压换流站换流变压器阀侧套管末屏容量最大的特高压线路，却经常受到各类线路故障、铁磁谐振的机理，并基于PSCAD电磁暂态仿真软件设备缺陷、通信阻塞等影响而不能满功率运行，其中对故障进行了仿真，给出了多种抑制措施及其优

5、劣换流变压器阀侧套管末屏处发生的铁磁谐振过电压分析故障在系统调试期间和投运之后均有发生。因此，对其进行机理研究和有效治理对特高压换流站的安1套管末屏铁磁谐振过电压故障梳理全稳定运行意义重大。铁磁谐振是一个长期困扰电力系统安全稳定运2015年7月，特高压宜宾换流站极Ⅱ高端阀组行的复杂问题，多发生于非线性电感与电容串联或由充电转连接的过程中，阀组A、B、C3套保护同时并联的电路中，其所引发的谐振过电压、过电流可达发出“YD换流变阀侧电压互感器A相故障”告警，额定电压、电流的数倍。铁磁谐振过电压不仅会在如图1所示。操作或故障的过程中产生，

6、而且可能在暂态过程结故障前，极I高端、极I低端、极Ⅱ低端均为满束后的较长时间内稳定存在，不但威胁着电气设备载运行，直流侧双极功率6000MW。极Ⅱ高端6台的绝缘，还会产生持续的过电流烧毁设备，造成绝缘换流变压器均已充电，但换流阀仍处于闭锁状态。闪络、避雷器爆炸等严重的停电事故。此时宜宾换流站的极I出线电压为+800kV，极Ⅱ特高压换流变压器阀侧套管末屏是阀侧绕组电出线电压为一400kV。在将极Ⅱ高端投人运行的过压的重要监测节点，与其后的电压采集器共同构成程中，转连接过程的操作示意图如图2所示(其中．2f】·第39卷第2期四川I电力技

7、术Vo1．39。No．22016年4月SichuanElectricPowerTechnologyApr．。2016加粗部分为带电线路)。录波可以看出，充电转连接的操作给6台换流变压器均造成一定程度的负向电压跌落，其余5台换流变压器的阀侧绕组末屏电压经过短暂的过渡过程均能回到稳态。只有YDA相换流变压器的阀侧套管末屏电压产生了稳定的谐振过电压现象。对其电压进行傅里叶频谱分析，结果如图3所示。三分频16·7Hz——j工频50Hz—●∈—一转连接之前—i⋯葡一一k～-J【IL—__Ⅲ、竺厂n～!_』___l—rf毕墙rf／Hz图3末屏谐

8、振电压的频谱分析由图3可以看出，工频分量的幅值约为82．3至堕一，V，1／3次谐波的分量幅值约为167．9V，约为工频分量的2倍左右。进一步分析可知，1／3次谐波的相位约滞后工频分量7r／2。由上述数据分析可以初步认定极Ⅱ高端YDA相