基于过渡电阻倾斜角的风电T接双电源系统自适应距离保护方案

针对风电T型接入高压配电网后传统距离保护可能发生误动、拒动的情况,研究相对应的保护方案意义重大。文章推导了风电T接点上、下游测量阻抗表达式,得出其包含的附加阻抗可能会使传统保护装置不正确动作。鉴于此,提出基于过渡电阻倾斜角的风电T接系统自适应距离保护方案。该方案自适应修正测量阻抗使其能跟踪到短路阻抗,有效消除附加阻抗对距离保护的影响。在MATLAB仿真软件中对方案进行仿真验证,结果表明该方案受故障点位置、过渡电阻、电源相位差及风电运行方式影响较小,可有效解决传统距离保护拒动或者误动的问题,提高电网的安全稳定性。

冲击响应特性在轨地过渡电阻检测中的应用

[目的]城市轨道交通线路杂散电流的危害越来越不容忽视。杂散电流不易检测,轨地过渡电阻的大小是影响杂散电流最关键的因素,因此,通过检测轨地过渡电阻的大小来判断杂散电流的影响程度,是治理杂散电流的有效方法。[方法]基于EMTP(电磁暂态程序)软件,搭建了轨道电路分布参数仿真模型。采用单一控制变量法,分别得到了分布电容、分布电感、钢轨纵向电阻、轨地过渡电阻对冲击阻抗时变特性曲线的影响规律。提出利用冲击阻抗时变比值曲线来判断轨地过渡电阻是否符合要求的方法,并对成都某条城市轨道交通线路进行了实际测量,对该方法进行了验证。[结果及结论]7~20μs时间段内,仅轨地过渡电阻1个参数对冲击阻抗时变特性造成影响。可利用此特征下的冲击阻抗时变特性来反映轨地过渡电阻情况,并对轨地过渡电阻值是否满足规范要求进行有效判断。实测结果表明,该检测方法具有可行性和实用性。

冲击电压激励下轨道交通过渡电阻快速测量方法

钢轨对排流网的过渡电阻是影响杂散电流的最主要因素。为了快速测量过渡电阻,根据钢轨中的波过程和快速傅里叶变换原理,提出了利用冲击电压源的新型测量方法。首先,基于ATP-EMTP软件搭建钢轨模型进行仿真,验证了冲击法的有效性;然后,结合现场实测钢轨对排流网过渡电阻的数据,进一步验证了冲击法的可靠性和准确性。

计及过渡电阻影响的直流电网不同拓扑结构故障电流简化计算方法

故障电流计算是直流电网设备选型、参数设计和保护整定的基础,目前以详细电磁暂态仿真为主的故障电流分析方法难以适用于大规模直流电网,为此,研究能够适用于不同拓扑结构的直流电网故障电流通用计算方法。首先分析双端直流系统故障后各回路故障电流的耦合机理,提出依据回路电感参数指标的故障回路解耦方法;基于能量守恒的原则,提出网络元件串并联等效和多端环状网络解环的方法,将多端网络解环为开环网络,然后统一等效为双端的故障网络,利用所提出的故障回路解耦方法获得故障电流时域解析式。在RT-lab仿真平台中搭建了多种拓扑结构的仿真系统对所提出的方法进行验证,结果表明,所提出的方法对不同拓扑的直流电网均具有很好的适用性,与详细电磁暂态仿真相比,计算的电流误差基本小于5%。

计及过渡电阻影响的接地距离保护方法研究

距离保护作为输电线路保护的重要组成部分,在高压及超高压电网中获得了广泛应用。然而,发生故障时过渡电阻的存在严重威胁着距离保护动作正确性,易导致保护误动作或拒动作行为。通过相量分析,结合系统中电压与电流的几何分布特性,对传统测量阻抗进行变换修正,构建新型自适应距离保护动作判据。通过MATLAB软件进行仿真,得到不同故障位置、不同接地电阻和不对称负荷运行情况下的测量阻抗值,仿真结果验证了该距离保护的正确性和可靠性。

地铁车辆段对埋地钢质管道的干扰及轨道对地过渡电阻的测试方法

以国内某地铁车辆及其临近的埋地长输管道为测试研究对象,开展了出入段单向导通装置和库内轨电位限制装置不同运行工况下,地铁与管道相关电参数的现场同步测试,通过对比分析明确了其对埋地管道的杂散电流干扰影响特征;同时选取了某在役地上轨道段,利用埋地管道防腐蚀层绝缘电阻的测试方法对目标轨道的对地过渡电阻进行了试验测试。结果表明:出入段单导双向截断后,可将正线、库外和库内轨道的轨电位正向平均值降低至5 V以下;车辆段内的杂散电流水平受单导特性和库内轨道接地方式影响,单纯将出入段单导双向截断并不能完全解决车辆段的杂散电流问题;本案例中车辆段内单导和库内接地对埋地管道的杂散电流干扰影响范围小于2.6 km;利用埋地管道防腐层绝缘电阻的测试方法测试在役轨道对地过渡电阻是可行的。

过渡电阻对水电厂线路距离保护的影响分析

为减小电阻对阻抗继电器的影响,本文阐述了距离保护中阻抗继电器的动作方程与动作特性的对应关系,研究分析了电力系统发生非金属性短路时,短路点存在的过渡电阻对距离继电器的影响,主要涉及到超越、失去方向性及区内故障是否拒动等问题。水电厂作为电力供应中最为重要的保障因素之一,当线路发生故障时,如何在最短时间内将电力系统隔离开,缩小事故范围,保证水电厂设备安全,是当前亟需解决的难点,有待于深入研究从而提高电力系统稳定性及供电可靠性。

地铁走行轨对地过渡电阻杂散电流分布的影响

城市轨道交通直流牵引系统杂散电流可能导致钢轨、道床钢筋、结构钢筋和地下金属管线等发生不同程度的腐蚀,杂散电流分布及对腐蚀定量影响目前国内外还缺乏研究。针对目前规范中典型的3种走行轨对地过渡电阻状态:15?·km(新建线路验收限值)、3?·km(运行线路限值)和0.5?·km(不良状态),数值计算对比了机车距离变电所负极距离0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0 km 6种位置时沿线钢轨对地电位分布以及钢轨和杂散电流分布。研究结果显示:走行轨对地电阻越小,钢轨泄漏的杂散电流越大。机车在距离牵引变电所负极越远的位置运行时,沿线钢轨的和排流网上的最大杂散电流密度以及沿线钢轨对地电位越大。土壤电阻率为100?·m,走行轨对地过渡电阻为0.5?·km情况下钢轨最严重部分损失占33%,年腐蚀量可达203.62 g/m。该研究为城市轨道交通杂散电流危害定量评估影响提供了依据,清晰地反映了走行轨对地过渡电阻工程控制的必要性。

利用过渡电阻参数识别的输电线路永久性故障确认方法

为了确定带并联电抗器输电线路单相接地故障后的熄弧时刻,提出了一种永久性故障确认方法。以单相接地故障断路器跳开后含过渡电阻支路的输电线路π型等效模型为参数辨识模型,在故障测距结果已知的情况下,通过计算过渡电阻值区分永久性故障和瞬时性故障。永久性故障情况下,所得过渡电阻值较小,瞬时性故障情况下,所得过渡电阻值很大。利用电力系统电磁暂态仿真计算(alternative transients program,ATP)软件建立线路仿真模型并进行各种故障情况下的仿真,然后通过MATLAB(matrix laboratory)编程对仿真结果进行处理,采用最小二乘法计算过渡电阻值并画出图形,分析图形可判别故障性质。与传统判据相比,该方法具有不受非周期分量和暂态谐波影响等优点,且可反映永久性故障的严重程度,并能准确判断故障点熄弧时间。大量ATP仿真验证表明,该判别方法能够快速识别故障性质,适用于单端、双端带并联电抗器输电线路的快速单相自适应重合闸。

零序电抗继电器抗过渡电阻能力分析

详尽地分析了零序电抗继电器在各种运行方式下的抗过渡电阻能力 ,零序电抗继电器在理论上具有非常强的抗过渡电阻的能力。零序电抗继电器安装于单侧电源系统 ,双侧电源系统送电端、受电端时具有不同的抗过渡电阻能力 ,过渡电阻的大小直接影响着零序电抗继电器的动作行为。在数学分析基础上 ,提出了相应的改进方案 :ArgA角度判据法、快速测距法、检测电流方向法和U ″φ 判据法 。

利用过渡电阻特征的超/特高压输电线路电弧性故障及熄弧时刻识别

输电线路的瞬时故障多为电弧性故障,可靠确认电弧性故障的电弧熄灭时刻有利于提高重合闸的重合成功率。在利用ATP软件Models模块建立故障一次、二次电弧模型的基础上,提出了利用故障电弧阶段至重合前的故障信息计算故障过渡电阻以识别电弧性故障的电弧熄灭时刻。电弧性故障在二次电弧阶段其过渡电阻呈现高度非线性,利用过渡电阻计算值标准偏差能够有效识别电弧性故障与非电弧性故障;电弧熄灭后其过渡电阻计算值近似无穷大,利用过渡电阻计算值能可靠确认电弧性故障电弧熄灭。大量ATP仿真分析表明,利用所提出的电弧电阻非线性特征的判据能有效识别电弧性故障并确认故障电弧熄灭时刻,为实现自适应重合时间进而提高重合成功率提供了有益的理论基础。

计及故障限流器和故障过渡电阻的接地距离保护补偿算法

针对串入氧化锌避雷器式故障限流器后的双端电源系统,在不改变姆欧继电器阻抗特性圆的前提下,提出了一种可消除限流电抗和故障过渡电阻双方面影响的接地距离保护补偿算法。该算法通过分析氧化锌避雷器式故障限流器的基本工作原理得到其暂态等效模型以补偿限流电抗的影响;通过将双端电源系统的故障过渡电阻分解为2个不同电阻的并联得到2个相对独立的单端电源故障系统的组合,并测量保护安装处的有功功率补偿故障过渡电阻对接地距离保护的影响。基于PSCAD/EMTDC软件的仿真结果表明,当相角差不大时发生接地故障,采用该算法能较准确反映故障点至保护安装处的距离,并可有效避免姆欧继电器的拒动现象,保持其良好的选择性。

过渡电阻对特高压交直流混联电网暂态功率倒向的影响分析

对于特高压交直流混联电网,当直流系统逆变侧发生换相失败后,交流系统有可能出现暂态功率倒向现象并导致交流线路保护发生误动。为此,对交流系统暂态功率倒向现象及其产生机理进行了研究;并利用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了特高压交直流混联线路的仿真模型,分析了故障点过渡电阻的大小对暂态功率倒向现象的影响。仿真结果表明:随着过渡电阻的增大,倒向功率先减小后增大。通过减少突变量正方向元件的动作区域或者设置一定的延迟时间(一般取40 ms)闭锁纵联保护,可以防止由暂态功率倒向引起的线路保护误动。

基于过渡电阻计算的距离保护

单相接地故障是高压输电线路最常见的故障类型,但发生接地故障时高过渡电阻的存在容易引起距离保护拒动或误动。为了提高距离保护的可靠性,本文以输电线路单相接地为例利用对称分量法找出传统接地距离保护的原理性缺陷,提出了一种基于保护处监测到的有功功率计算过渡电阻的新方法,这种补偿的方法改进了距离保护的判据,具有对过渡电阻的自适应性,根据过渡电阻的大小自动补偿附加测量阻抗。本论文又分析了过渡电阻、两侧电源电势相位差δ对距离保护阻抗测量的影响。从ATP仿真结果知,对于各种类型的接地故障,尤其对高阻接地故障,保护表现出令人满意的性能,这种新方法解决了距离保护的拒动问题。

基于对地电容与过渡电阻识别的故障选线方法

在简要分析配电网现有单相接地故障选线方法的优缺点基础上,提出了一种新的选线方法。先利用配电网单相接地故障数据,根据故障前后线路电流电压变化量之间的关系来计算各馈线对地电容,在此基础上估算每条出线故障相的过渡电阻,最后通过比较过渡电阻进行选线。该选线方法不受中性点接地方式、过渡电阻和故障位置的影响,通过仿真分析验证了该方法的有效性。

基于过渡电阻倾斜角的光伏并网自适应距离保护

针对光伏并网距离保护测量阻抗受过渡电阻的影响的问题,提出一种基于过渡电阻倾斜角估计的自适应距离保护。对故障分量的分析结果表明过渡电阻倾斜角θ完全由光伏电站的等效阻抗XN决定,而XN随着光伏电站发电量P的变化而变化。采用最小二乘法估算出P与XN间的关系,从而确定θ。采用相量图获得线路短路阻抗并给出距离保护判据。仿真分析结果显示,所提方法的最大误差为2.4%,低于传统方法的最大误差14%,极大地减小了过渡电阻对光伏并网距离保护测量阻抗的影响。

一种抗过渡电阻的新型自适应距离保护方案

针对过渡电阻对距离保护的影响,提出了一种新型自适应距离保护方案。根据单电源和双电源系统中电压与电流的几何分布特性,建立保护安装处与故障点间的电压降落方程,并据此求解自适应整定系数。在此基础上,借助故障电流和测量电流间的相位关系,确定故障点位置,最终构建新型自适应距离保护判据。基于实时数字仿真(RTDS)平台的仿真结果表明,该方法可在线自适应修正保护定值,并具备较强的抗过渡电阻能力,构成简单,易于实现。

经过渡电阻短路接地故障的计算方法研究

对经过渡电阻短路接地故障的计算方法进行了研究,用对称分量法分析了单回线经过渡电阻接地故障,以及用六序分量法分析参数完全对称的同杆双回线经过渡电阻接地故障。针对不对称参数同杆双回线经过渡电阻接地故障进行分析:用对称分量法将线路阻抗矩阵分解为正序、负序、零序,得出两回线的正序量、负序量之间没有耦合,只有零序量之间存在耦合的结论;借鉴六序分量法中把电流分解为同向量和反向量的思路,将存在耦合的零序分解为零序同向量和零序反向量。再分别对新解耦方法各序的系统阻抗进行修正。用新的解耦方法进行故障分析,给出了新序网中过渡电阻的修正系数,并与PSCAD仿真结果进行对比,从而验证了新解耦方法的正确性。

城市轨道交通轨地过渡电阻对杂散电流分布特性的影响

为研究城市轨道交通轨地过渡电阻对杂散电流的影响,基于电阻网络的方法,建立将各金属结构、道床及大地等效成电阻和过渡电阻的电路模型,并推导出各金属结构电压、电流的解析表达式。然后采用CDEGS软件作了仿真验证,讨论了不同过渡电阻及区间过渡电阻不均匀对杂散电流和走行轨电位的影响。研究结果表明：过渡电阻均匀和不均匀时,仿真结果均与计算值基本保持一致;过渡电阻均匀时,排流网电位最大偏差为5.7 m V,不超过16%;轨地过渡电阻与走行轨绝缘电阻率成正比,杂散电流大小与过渡电阻成反比,过渡电阻为3？·km时,杂散电流达到1 448.4 m A;不均匀过渡电阻并不会影响走行轨上的压降,但会改变其电位分布;过渡电阻突变减小会增大总杂散电流。研究成果可为地铁杂散电流防护设计提供依据。

零序电压产生机理及过渡电阻测量和选相方法

不对称电网高阻接地故障相的选择和过渡电阻的测量较为困难。文章从新的角度阐述电网零序电压的产生机理和物理意义:不对称电网将自适应的产生零序电压,零序电压在零序阻抗上产生的电流完全补偿电网的"零序不对称电流"。根据零序电压产生的机理,解释中性点不接地系统不存在零序电流的原因,给出中性点经阻抗接地电网零序电压的等效运算电路图,实现接地故障电流的预测。通过比较各相电压与故障电流的相位可判别出故障相,然后根据故障相电压和故障电流的幅值计算过渡电阻。理论分析及仿真验证表明所述方法不受电网不对称和负荷电流变化的影响,精度高,应用方便。