风电场集电线路中暂态过电压问题综述
发布时间：2015-01-19     来源： 丹尼尔.维德拉（ Daniel Videla） 刘宇（翻译）
本文摘要：（美国伊玛机电公司Ema Electromecanica SA 陕西 宝鸡 721000 ）分析了影响暂态过电压值的因素，通过模拟暂态过电压试验对比了几种接地方式，说明了VDH GSMI®型真空断路器和机械联锁接地组合开关的高成本效率和技术优势。
 
　　3暂态过电压模拟/接地方式对比
 
　　本节展示的暂态过电压模拟测试先采用没有任何接地方式作为保护，再用接地技术进行重复测试，例如使用VDH/GSMI断路器/机械联锁接地组合开关，以及在集电器电路中使用传统断路器带1000kVA，Y形德尔塔（Δ）的接地变压器。
 
　　模拟实验顺序如下：

　　►t=0到1发电机的初始化时间

　　►t=1s集电器Ａ相上永久单项接地故障

　　►t=1.066s故障后，馈线断路器分闸4个循环

　　►t=1.0766sVDH/GSMI?34.5kV型真空断路器机械联锁接地组合开关对地合闸

　　►t=1.5s模拟结束
 
　　模拟中，在A相上施加单相接地故障，集电器馈线跳闸（按照以上步骤顺序）。但风力发电机继续运行，馈线隔离，无接地源但一相接地。结果，未故障相（B和C相）的电压可以上升，典型的是未故障前电压的1.73倍或者更大。
 
　　用暂态过电压模拟是为了评估以下情况中电涌放电器的过电压容量：(1)电路上无保护；(2)带有VDH/GSMI?34.5kV型真空断路器机械联锁接地组合开关；(3)使用1000KVAY型德尔塔（Δ）接地变压器作为保护。

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图5：暂态过电压模拟
 
　　如图5所示，紫线条为典型的电涌放电器每单元1.82倍暂态过电压。红线条代表电路中无保护时B相上的瞬态和暂态过电压。绿线条代表电路中装配有VDH/GSMI?时B相上的瞬态和暂态过电压。蓝线条代表电路中装配有1000kVA接地变压器保护时B相上的瞬态和暂态过电压。模拟中C相显示出非常相似的结果。
 
　　从图5中可以看出，电路中没有任何保护时，瞬态过电压超过电涌放电器的暂态过电压能力。因此，在电路中没有任何保护的情况下，由于故障中电涌放电器需承受过多的能量，电涌放电器极有可能发生故障。当电路中使用VDH/GSMI?时，B相上的瞬态过电压降至每单元1.1左右，而暂态过电压降为零。当电路中使用1000kVA接地变压器时，瞬态过电压和暂态过电压也降低到电涌放电器可承受的暂态过电压TOV范围内。
　　从图5中可以发现，两种接地方式都能有效地限制暂态过电压。但由于VDH/GSMI?34.5kV型真空断路器和机械联锁接地组合式开关可在一个循环内合闸接地，馈线不会长时间接触过大的暂态电压。这有助于降低系统内的压力。并且，在装配有VDH/GSMI?的电路中，电涌放电器的潜在故障风险将大大降低。同时，当电路中带有接地变压器时，暂态过电压和暂态过电压降低到可接受的范围内，即每单元1.5-1.6pu，这在电涌放电器的界限值1.82pu以内，但仍处于高足够高的水平，导致系统的绝缘压力。
 
关键词：暂态过电压 模拟评估

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