一种高压直流输电保护与控制国产化硬件平台的功能研究与实现

为提升高压/特高压直流输电保护与控制设备的国产化水平,设计与研制了自主可控的国产化保护与控制硬件平台。该平台基于高压直流输电保护与控制硬件平台架构和应用功能,采用国产元器件与国产嵌入式实时操作系统(real-time operating system,RTOS),结合高速串行背板总线技术、高速时分复用通信技术(high-speed time division multiplexing communication,FTDM)与图形化编程等技术,具备高性能的采集测量、计算处理、控制输出与高速率通信连接能力。与国外企业采用的高压直流输电保护与控制硬件平台以及国产现有平台的性能指标进行了对比,并进一步介绍了平台级、装置级、系统级数字动模试验验证与工程应用情况。结果表明,所研制的国产化保护与控制硬件平台工作稳定可靠,可满足高压/特高压直流输电工程应用需求。

弧光保护关键技术研究

随着电力行业的快速发展,110kV及以上电压等级均已有比较成熟的保护措施,6kV(10kV)到35kV这个电压等级范围内的厂用中压配电开关柜为供电系统的供电枢纽,在发生内部故障时是否能迅速切除故障,对全厂(变电站)配电系统的安全运行至关重要。目前各电网公司在35kV及以下配电柜正逐步应用弧光保护,弧光保护技术也是现今中国继电保护领域一项突出的技术进步。采用弧光保护系统,从弧光故障到跳闸时间可以做到小于4ms,远远快于传统的继电保护装置,保护人员和设备不受到弧光的危害。电弧光保护技术在电力领域已经趋于成熟并得到成功应用。

换流站站用电备自投装置设计及整定

为了保证直流输电工程换流站站用电设备安全稳定运行,必须合理设计站用电系统及备用电源自动投入装置的动作逻辑。以糯扎渡直流输电工程普洱换流站为例,根据主接线形式、运行要求和具体运行工况,对10 k V备自投的五种运行工况分别设计了备自投充放电逻辑和十三种动作投切逻辑,对400 V备自投单母分段运行方式设计了两种动作投切逻辑。同时,对备自投装置的定值整定原则及定值配合相关问题进行了研究,给出了推荐定值。所提出的备自投方案经现场实际运行证明:通过10 k V和400 V两级备自投装置的配合,在各种运行工况下某路或某两路站用电源失电时备自投装置都能快速动作投切至备用电源,无需降低直流输送功率或停运,大大提高了直流系统的可靠性。

柔性直流输电系统拓扑结构研究综述

柔性直流输电系统的拓扑结构是其关键技术之一,对整个工程的性能和成本影响巨大。首先介绍了国内外柔性直流输电工程的发展情况,并分析了各种电压源换流器、模块化多电平换流器的技术原理。然后着重阐述了柔性直流输电系统主接线拓扑结构的最新研究情况,并对其应用范围、优缺点等做了归纳和分析。在此基础上提出将柔性直流输电仿真技术等作为下一步研究工作的重点,为今后的柔性直流输电工程拓扑方案的研究提供了一定的理论借鉴。

柔性直流输电换流阀阀塔电场分布与结构设计研究

为研究高压柔性直流输电换流阀阀塔不同结构设计时表面电场分布情况,采用有限元ANSYS对换流阀阀塔静电场进行仿真计算。首先分析了顶部均压环在不同管径下的电场分布情况,各管径下顶部均压环电场分布近似,顶部均压环拐角内侧可不添加小型均压环。然后研究了板状屏蔽罩与管状屏蔽罩的电场分布,两种屏蔽系统下对阀塔均有良好的屏蔽能力,板状屏蔽系统略好于管状屏蔽系统。最后分析了阀塔底部法兰电场分布,该分布主要集中在其相连接斜拉绝缘子鼓包处。该研究为后续高压柔性直流输电换流阀阀塔设计提供了准确的设计思路及详细的参考方向。

锂离子电池智能充电控制器的研究与设计

该文论述了一种先进的锂离子电池充电控制器设计:在充电前检测电池的电压值,再对电压过低的电池进行涓流充电。当电池最终浮充电压达到4.2 V时,充电过程终止,整个过程由低功耗MCU进行控制。在检测到温度升高时,内部的热限制电路将自动减小充电电流。再结合专用的控制执行和保护电路,实现了锂离子电池充电控制的智能化。该设计通过了理论分析与实物制作测试,证明了该设计可行、可靠。

模拟式合并单元测试仪的设计

随着模拟式合并单元在智能电网中越来越多的应用,市场急待出现一款方便快捷的合并单元测试工具。首先分析了当前市场上模拟式合并单元测试仪的缺点,接着对模拟式合并单元测试仪进行了总体设计、硬件设计和软件设计,最后对测试仪进行了试验和验证。结果显示所设计的测试仪,具备自动测试功能,能够提高检测效率、缩短测试周期,并且可以提高测试的可靠性和测试结果记录的准确性。

110kV大桥站主变零序保护越级跳闸事故分析与处理

介绍了大桥站一起主变零序保护越级跳闸事故的相关情况,通过对现场相关电气设备进行的特性试验、绝缘检查、二次回路测量等,并就保护动作报告和事故录波进行分析,得出事故原因:1、线路保护CT极性接反;2、主变中性点CT变比不合适;3、中性点土壤阻值超标。以上三个问题的存在,造成主变零序保护越级跳闸事故。最后,针对运行中的缺陷提出了纠正措施,保证了电网的安全稳定运行。

地区联网安全自动解列判据分析及研究

安全自动解列装置是电网稳定运行的第三道防线,对电网安全稳定运行起着至关重要的作用,本文介绍地区联网自动解列装置的原理及判断依据,着重分析了系统故障时故障特征以及对解列装置造成的影响,对目前采用高周解列、低周解列、过压解列和低压解列等措施做了详细分析,针对安全解列装置在系统故障时容易出现误动和拒动的现象,在解列逻辑的闭锁及解锁判据上提出一些新的看法和方案,并用试验仿真验证了其逻辑,为故障情况下解列装置的正确动作提供了理论借鉴。