海上風電場真空斷路器投入并聯電抗器的過電壓及防護

周文婷, 唐文虎, 辛妍麗, 周九江, 吳青華

(華南理工大學電力學院, 廣東省廣州市 510640)

0 引言

海上風電場運行分析是中國電力系統研究的一大熱點[1]。海上風電場拓撲結構不同于陸上風電場,長距離且呈容性的海底電纜被大量使用,導致系統中產生較大充電功率,因此需在海上風電場中投入并聯電抗器等設備進行補償,抑制電壓升高,提高系統穩定性。由于海底電纜波阻抗小而電抗器電感值大,因此海上風電場中切投并聯電抗器過程會引起幅值與陡度均較大的操作過電壓[2]。該操作過電壓對海上風電場運行具有高危害性,所以需要對其產生原理及相應防護進行研究。

真空斷路器是海上風電場常用的投切設備,具有滅弧能力強、可靠性高、使用壽命長、無火災危害、適合頻繁操作等優點[3-4]。文獻[5-6]對真空斷路器開合操作過程中產生的重燃和預擊穿現象進行研究,并提出了真空斷路器介電恢復強度特性及高頻熄弧特性的簡化公式與相關參數,為真空斷路器的建模提供一定的參考依據;文獻[7]對12 kV真空斷路器合閘并聯電抗器進行一系列現場試驗研究,依據試驗結果對合閘預擊穿暫態過程中,端口間介質動態絕緣強度恢復曲線和高頻電流熄弧特性進行分析,并根據實驗數據在ATP-EMTP中搭建真空斷路器合閘仿真模型;文獻[8]根據文獻[9]中40.5 kV系統真空斷路器開斷并聯電抗器,產生過電壓的現場試驗數據進行總結和分析,結合電路理論……