交流系统

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。

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。

针对目前基于多馈入相互作用因子(multi-infeed interaction factor, MIIF)同时换相失败评估准确度不足的问题，首先阐明了多馈入高压直流系统中交流系统故障后暂态无功功率的作用机理，揭示了无功功率和电压之间复杂的相互作用对MIIF的显著影响。其次，提出了一种考虑到无功功率和电压相互作用的改进MIIF因子，用于衡量多馈入直流系统之间的相互作用，分别计算了交直流系统间无功功率不平衡引起的电压降和直流换流站间无功功率传输引起的电压变化。然后，基于最小关断角定理，综合考虑了暂态无功功率和电压特性的影响，提出了临界同时换相失败因子(critical simultaneous commutation failure factor, CSCFF)及其计算表达式。通过比较MIIF和CSCFF，提出了一种同时换相失败评估方法，在评估同时换相失败时具有更高的准确性。最后，利用PSCAD/ EMTDC平台构建了双馈入和三馈入高压直流仿真模型，验证了所提方法在不同故障类型、耦合阻抗和故障严重程度下的有效性和适用性。

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。

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。

目前我国建设的特高压直流大多数为LCC型高压直流工程，随着特高压直流的大量投运和输送功率的大幅提升，直流接入的交流电网的安全稳定性与电能质量问题引起了广泛的关注。直流系统是交流电网中重要的谐波源，换流器运行时产生特征谐波注入交流系统，引起了交流电网畸变，需要采用无源滤波器进行滤波。