换流变压器内部电弧故障超压仿真研究

换流变压器内部电弧故障将引起油箱内部油压骤升,可能导致油箱破裂甚至严重的爆炸起火事故,严重威胁电力系统安全稳定运行。本文以实际的500 kV特高压换流变压器为研究对象,基于ANSYS平台进行多场耦合数值仿真计算,得到不同故障条件下换流变压器内部超压的时空分布特征。仿真结果表明,设备内部电弧故障期间瓦斯气泡动态增长,油压随瓦斯气泡脉动而骤升并表现出明显的波动特征,换流变压器本体内部油压空间分布不均。本项研究对于换流变压器减压防爆、结构优化具有一定的参考意义。

同步发电机励磁变压器低压侧单相接地故障识别与定位方法

同步发电机励磁变压器低压侧未配置零序电压接地保护,当发生单相接地故障时会造成转子接地保护动作,从而误导故障排查方向。为实现励磁变低压侧单相接地故障准确识别与定位,利用叠加原理分析发生单相接地故障时转子对地电压的故障特征,提出当转子对地电压工频分量与励磁变高压侧相电压之比超过判据门槛,且转子对地绝缘电阻值较低时,判定故障点在励磁变压器低压侧。进一步地,通过分析转子对地电压工频分量与励磁变高压侧相电压的相位关系,实现励磁变压器低压侧接地故障相判别。通过仿真模型和动模实验验证了所提方法的正确性和有效性。

基于测量阻抗动态轨迹的大型调相机失磁保护

大型调相机失磁故障严重影响设备本体安全以及电网稳定,现有基于静态阈值的低电压与无功反向判据可靠性与选择性不足。文中提出一种可反映调相机运行状态的机端测量阻抗全局动态轨迹智能识别的失磁保护原理,从运动学角度建立能够准确反映失磁与其他工况下测量阻抗轨迹的特征量时间序列,基于统计学提取解释性强的特征量。利用自适应权重的全局与局部核函数组合训练多核支持向量机(multiple kernel learning support vector machine,MKL-SVM),在保证模型学习能力的同时增强其泛化能力;提出基于分类核空间距离的两阶段识别策略,可在保证可靠性的前提下提高保护速动性。基于PSCAD仿真平台搭建调相机接入电网模型进行验证,结果表明所提失磁保护方案无须采集转子侧电气量,识别准确,面对新能源接入和未知扰动时仍具有优良的适用性。

基于双模式分解多通道输入的VSC-STATCOM逆变器故障诊断模型

针对传统电压源型静止同步补偿器中逆变器故障诊断存在的信号特征提取不充分,深度学习网络识别能力不足以及高噪声情况下识别率较低等问题,提出了一种基于双模式分解、多通道输入(MCI)、并行卷积神经网络(PCNN)、双向长短时记忆(BiLSTM)网络和自注意力(SA)机制组合的逆变器故障诊断方法。首先利用变分模态分解和时变滤波经验模态分解对逆变器输出的三相电流进行分解,降低原始信号复杂程度,实现不同模态分量间的规律互补;其次,利用MCI-PCNN-BiLSTM-SA组合模型对特征矩阵进行深层特征提取、学习和识别;最后,通过仿真进行验证,结果表明所提方法特征提取能力较强,在无噪声情况下平均识别率高达99.48%,在高噪声情况下平均识别率达95.59%。

基于多模态融合和卷积神经网络的逆变器故障诊断

电压源控制型静止同步补偿系统(Voltage source controlled static synchronous compensator,VSC-STATCOM)故障具有随机性和不可预测性,其原始信号难以完全反映功率开关管的波形特征,导致故障特征提取及诊断困难。针对此问题,提出一种结合多模态融合技术(Multi-modal fusion technology,MFT)、双分支卷积神经网络(Double branch convolution neural network,DBCNN)与自注意力机制(Self-attention mechanism,SA)的逆变器故障诊断的方法。首先,利用快速傅里叶变换实现逆变器故障数据的时域模态信号到频域模态信号的转换;然后,利用DBCNN分别提取时域和频域2个模态的特征并进行特征融合,再将利用SA权重自适应分配能力筛选出的关键特征作为故障分类的依据,解决功率开关管开路故障难以辨别的问题。在逆变器故障诊断过程中,采用MFT和卷积神经网络相结合的方法,建立了一种准确而快速的实现故障分类的体系。以VSC-STATCOM逆变器为对象开展实验,实验结果表明,与单模态时域(Convolutional neural network-self-attention mechanism)CNN-SA和频域CNN-SA方法相比,MFT-DBCNN-SA对故障诊断的准确率均有提高;不同相数的实验结果表明,利用该方法仅靠两相就能很好地诊断出故障类别。相较于同领域的研究,所提故障诊断方法的水平持平或有所提升。

特高压换流变压器匝间短路故障建模与仿真

近年来,特高压换流变压器内部短路故障导致的爆炸起火事故接连发生,严重威胁电力系统安全稳定运行。本文以±800 kV特高压换流站典型单相四柱式换流变压器为研究对象,基于ANSYS Maxwell和Simplorer平台开展绕组匝间短路故障建模仿真,研究不同故障条件下绕组漏磁、短路环流及电弧故障能量的变化规律。结果表明:伴随匝间短路发生,换流变压器内部大量横向漏磁破坏绕组正常纵向磁通分布,短路匝环中出现高幅值故障环流。1.98%匝间短路漏磁峰值达2.76 T,短路环流峰值达80.59 kA,四个周波内释放能量1.22 MJ。根据安匝平衡规律,短路匝数越多,环流幅值越小,而电弧电压随电弧长度单调增加,总体而言电弧能量与短路匝数呈正相关。此外,由于漏磁畸变引起的漏电感差异,靠近绕组中部的匝间短路故障更为严重。

110 kV智能变电站综合自动化系统改造方案设计与研究

与常规变电站相比,智能变电站综合自动化系统改造时存在公共设备安全隔离、新旧装置通讯配合等危险点管控问题。针对这些问题,以某110 kV智能变电站为例,提出“三阶段停电”方案,对智能电子设备配置下装方案、综合自动化系统改造危险点等进行分析,以规避施工过程中的风险,为后续220 kV智能变电站综合自动化系统改造提供借鉴。

两级光伏并网发电系统控制策略研究

对光伏并网发电系统进行研究,提出了两级光伏并网发电系统的结构和控制策略。在电路结构上,该系统前级电路采用Boost升压变换电路,后级电路采用三相逆变电路。在控制策略上,前级电路应用扰动观察法实现光伏发电系统的最大功率跟踪,后级电路通过电压电流双闭环控制实现并网控制,有效降低了控制策略的复杂度。最后,利用Matlab软件搭建了仿真模型,验证了所提控制策略的有效性。

一起220 kV电流互感器故障保护动作行为分析

介绍了一起220 kV光伏电站内电流互感器故障的动作案例,详细分析了保护动作行为情况,根据分析对一次设备故障点进行了推测定位,并进行了验证,以期能对电网系统现场故障分析、保护动作分析等有所帮助。

基于改进GWO-PSO算法的变电站二次系统保护策略

微电网在并网或孤岛等不同模式运行时,网络拓扑结构的变化对变电站二次系统的协调保护策略提出了较高的要求。为此,提出一种基于结合改进灰狼优化算法和粒子群优化算法的变电站二次系统保护策略。首先,以最小化变电站中所有继电器的总动作时间为目标建立数学模型;然后,针对过电流继电器协调优化问题,将灰狼优化器和粒子群优化结合,采用改进后的GWO-PSO算法进行模型求解;继而,采用中央保护中心、智能电子设备和通信通道来获取和传输实时数据,提出了微电网在不同模式下的变电站继电保护策略。仿真结果表明,相对于传统方法,所提方法计算速度快且能够明显提升保护系统的速动性。

某水电站发电机组内部故障主保护配置方案分析

在对某水电站发电机可能发生的内部故障进行仿真计算的基础上,综合考虑纵差保护、完全裂相横差保护、零序电流型横差保护特性形成4种保护配置方案,通过对比保护死区、双重化性能、保护配置繁简程度,确定发电机组内部故障主保护配置方案。

一起长引水隧洞机组过负荷事故的分析与处理

针对上通坝电站一起机组过负荷事故,通过查找事故发生前后数据,对机组过负荷事故进行了分析。发现机组过负荷是由于机组频繁调整负荷,使得机组负荷一直未能调整到位,有功调节超时造成机组有功调节退出,再加之受长引水隧洞水流惯性影响,机组蜗壳进口水压迅速上涨,使得机组负荷快速上升,而机组LCU程序逻辑存在缺陷,当机组有功功率值超过程序设定值时,机组有功调节会自动退出,并且无法被再次投入,造成了机组在较长的一段时间内严重过负荷。通过对机组LCU程序进行修改完善,消除了机组过负荷时无法进行有功调节的隐患。

发电机出口电压稳定性分析与调节控制方案

随着电力系统的日益复杂和负荷需求的不断增加,发电机出口电压的稳定性对于维持电力系统的安全稳定运行至关重要。文章围绕发电机出口电压稳定性与调节控制方案展开分析研究,通过采用高级控制策略和创新的稳定性分析方法,针对电力系统在不同操作条件下的电压稳定性问题提出有效的解决方案。通过对电气一次系统的建模与仿真,分析了在多种负荷变化和系统扰动条件下发电机出口电压的响应特性。基于电气一次系统的特性,提出了一套综合的电压调节控制方案,包括自适应控制、模糊逻辑控制及先进的PID控制策略。此外,还考虑了电站照明、接地及过电压保护等电气一次辅助系统的稳定性要求。通过仿真和实际电站数据验证,证明了所提出方案的有效性和优越性。

变电站主变差动保护动作跳闸原因与预防策略

差动保护主要用于电力变压器的保护,其原理是监测主变各侧不同监测点电流的变化,当异常值达到整定值时,动作断路器会将设备从系统中切除,防止事故进一步扩大。当主变差动保护跳闸时,导致供电中断,影响用户用电,同时导致系统负荷变化,对系统稳定性产生影响,需要重新配置系统负荷和保护装置,使系统恢复正常运行。文章阐述了变电站主变差动保护的原理,分析了其跳闸的主要原因,并从多个方面探讨了预防跳闸的相关措施。

电力变压器的电流和电压保护

电力变压器是电力系统的主要组成之一,在不同的发电机组中都有所应用。变压器是确保发电机组与电力供应系统安全运行的重要器件。在变压器运行中,需要采取科学合理的方式为变压器提供保护,保证变压器的稳定性,避免出现故障或者损坏。在电力变压器保护过程中,电流电压保护是其中的重要保护方式。在本次研究中主要探讨电力变压器的常见故障和保护装置应用的重要性。通过对比不同电力变压器保护方式的应用特点,明确电流电压保护的应用要点。为构建科学合理的电力变压器电流和电压保护体系提供参考。

基于向量计算的母线保护负序电压闭锁校验方案研究

针对母线保护复合电压闭锁中负序闭锁电压校验的问题,基于向量计算法研究了母线保护负序电压的分解和计算,并提出了一种母线保护负序电压闭锁的简化校验方法。通过只调整B和C相电压幅值,改变负序电压的大小,同时使零序电压及相电压满足闭锁要求,且不发生抢动现象。通过搭建试验平台,对该校验方案进行了验证。

大型发变组保护双重化改造优化设计

本文根据能源局25项反措要求,根据电厂发变组保护改造,发电机变压器保护双重化配置进行分析,提出了取消发变组差动保护和主变阻抗保护配置,并进行了分析说明,同时结合一次设备结构、发电机和变压器故障机理和故障模式分析,对主变差动保护、定子接地保护和励磁变保护的保护判据提出优化,从而对发电机变变压器组等主设备安全进行有效的保护。

GT20型液压机构频繁打压隐患的原因分析及整改措施

某公司220 kV GT20型GIS开关液压机构在运行过程中出现多台机构频繁打压等故障现象,最严重情况时达到无法正常储能,严重影响电网安全稳定。为此,对该型号开关液压机构的故障原因进行分析,并提出整改措施。

400kV自耦变压器零序保护分析

在与现场调试人员的沟通交流中了解到,在安哥拉项目上SOYO400kV变电站安装调试期间,由于现场巴西电气专业人员对自耦变压器零序保护认识不足,从而致使保护逻辑配置错误,所以通过对自耦变压器零保护的进一步分析,让现场调试人员更加清楚地认识到自耦变压器零序保护的动作原理,以及与普通变压器零序保护的区别,在今后的调试工作中引起足够的重视。

牵引变电所主变差动保护异常原因分析及处理

铁路牵引变电所通常配置牵引变压器差动保护装置和符合要求的定值,来切断变压器内部线圈短路故障。随着运营稳定性和可靠性要求的提高,现在牵引变压器差动保护通常采用双套保护装置。采用双套差动保护装置后,二次交流电流回路增多,这就需要在二次电流回路从校线、接线到调试过程中要更加仔细,以免造成接线错误引起的差动保护误动作或者是不能动作。