【精彩论文】交流滤波器避雷器电气特性分析中不同仿真模型的影响
观点凝练
摘要：交流滤波器是直流输电系统的重要设备。主要分析仿真模型对交流滤波器用避雷器电气特性（过电压、电流和吸收能量）的影响，基于PSCAD电磁仿真程序，开展滤波器投入和交流滤波器母线接地故障下的建模及仿真计算。仿真结果表明：在交流滤波器投入工况下，采用单个滤波器大组模型（模型1）进行仿真时，在运滤波器的避雷器不动作，与实际情况不符；在滤波器投入及滤波器母线接地故障下，完整参数模型（模型3）中各组滤波器用避雷器过电压比原系统模型（模型2）和模型1降低可达21%，电流降低可达53%，但吸收能量升高可达56%。因此，若在绝缘设计中不采用完整参数模型，避雷器电压电流设计值会偏大，能量设计值会偏小，同时会在滤波器投入工况下忽略同大组其他交流滤波器的避雷器动作情况。
结论：本文仿真分析了交流滤波器组在典型操作及故障工况下，不同仿真模型对交流滤波器用避雷器电气特性的影响及分析，得出如下结论。
（1）在交流滤波器投入工况下，模型1中只有投入滤波器的避雷器动作，其余在运滤波器组避雷器均不动作，与实际情况不符，而模型2和模型3的计算结果则表明其他滤波器组避雷器也会动作。因此厂家用于设计交流滤波器用避雷器的模型1存在不足。
（2）滤波器投入工况下，模型3中投入滤波器组（571）的避雷器电压比模型1和模型2分别低5%和4%，电流低36%和30%，吸收能量高8%和24%。因此，采用模型1或模型2的计算结果开展绝缘设计时，避雷器吸收能量设计值将偏小，原因与杂散参数、波在线路上的折反射以及保护策略有关。若采用模型1或模型2进行绝缘设计中的电气特性仿真，滤波器用避雷器的电压电流设计值会偏大，一是导致避雷器残压偏高，避雷器对设备的保护效果降低，二是将提高避雷器的绝缘要求和生产成本。吸收能量设计值会偏小，则避雷器在实际运行中遇到严苛工况时容易损坏，增加运维成本。
（3）交流滤波器母线接地工况下，避雷器电气特性整体高于滤波器投入操作工况。且模型3中各小组滤波器用避雷器电压比其余2种模型降低可达21%，电流降低可达53%，能量升高28%~56%。因此在进行交流滤波器用避雷器电气特性仿真和绝缘设计时，仿真模型中应考虑滤波器杂散参数、交流滤波器场线路π型等效电路和交流母线、交流滤波器母线保护策略。
引文信息
黄学民, 邓俊文, 邓京, 等. 交流滤波器避雷器电气特性分析中不同仿真模型的影响[J]. 中国电力, 2021, 54(7): 141-148.HUANG Xuemin, DENG Junwen, DENG Jing, et al. Influence of different simulation models for electrical characteristic analysis of the arrester of ac filter[J]. Electric Power, 2021, 54(7): 141-148.往期回顾
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编辑：杨彪
审核：方彤
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