交流系统

2019年5月，500kV某变电站发生低压交流电缆着火，引发直流电缆绝缘损坏，最终导致两套500kV母差保护动作的故障。国网设备部对故障原因进行了研究，发现引起低压交流电缆起火主要有两个原因：一是电缆发生金属短路时，保护用断路器灵敏度不足，短时间无法开断，引发电缆起火；二是电缆发生绝缘损坏爬电起弧或对铠短路时，属于“高阻接地”，断路器无法开断，但此时弧道或短路点温度很高，引发电缆起火。针对以上两类问题，提出了低压交流断路器保护灵敏度校验整改及电缆绝缘剩余电流监测解决方案，并进行了试点应用。本次演讲结合以上工作，介绍国网公司相关工作进展情况。

QAY-100交流剩余电流在线监测装置是通过监测站用400V交流系统各关键节点位置剩余电流，通过剩余电流值实现对站用400V交流系统绝缘故障告警、选线功能。

目前变电站内站用低压交流电源系统存在大量双电源负载侧共用N线的回路，导致现有符合国标的剩余电流监测装置无法满足变电站站用低压交流系统剩余电流监测的要求，结合2019年某500KV变电站、2022年某500KV变电站电缆火灾事故的共性问题，重庆泊津科技有限公司研发了站用低压交流电源系统剩余电流监测装置。该装置满足共用N线及重复接地回路的剩余电流监测需求，在源头上为变电站低压交流电源系统电气火灾监测预警提供可靠方案。

剩余电流监测作为电气火灾监测预警的手段,变被动探测报警为主动预警监控,在低压交流配电系统中有广泛的应用,是防止电气火灾事故的有效措施。根据GB/T 13955-2017《剩余电流动作保护装置安装和运行》标准，要求“剩余电流互感器负荷侧的N线，只能作为中性线，不得与其它回路共用且不能重复接地。”目前变电站内站用低压交流电源系统存在大量双电源负载侧共用N线的回路,导致现有符合国标的剩余电流监测装置无法满足变电站站用低压交流系统剩余电流监测的要求。

较长的控制链路延时会导致基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的柔性直流输电系统阻抗在高频段出现负阻尼区间，易与交流系统分布电容相互作用引发高频振荡。现有有源阻尼抑制策略虽可有效抑制高频振荡，但会恶化中频段阻抗特性，增加中频振荡发生的风险。为有效抑制中高频振荡，提出在MMC交流侧母线处并联无源阻抗重塑装置的无源阻尼抑制策略。首先，推导出MMC简化模型并验证其准确性。其次，根据奈奎斯特稳定判据与最小功率损耗约束设计阻抗重塑装置参数，实现MMC系统阻抗重塑。最后，应用阻抗法对比分析重塑前后MMC系统阻抗特性，分析阻抗重塑装置对MMC系统阻抗的修正效果。在PSCAD/EMTDC中搭建含无源阻抗重塑装置的MMC电磁暂态仿真模型。仿真结果表明，该抑制策略在中高频段均可有效抑制MMC系统的振荡现象，对系统稳态特性影响小，且基频功率损耗低。