换相失败对晶闸管结温影响及保护定值整定研究

文中归纳了换相失败产生的各种原因,并指出产生换相失败的2个主要原因就是交流系统故障和换流器丢脉冲。随后整理了晶闸管阀体结温的数学模型,仿真研究了交流系统单相接地故障,两相接地故障,三相接地故障以及换流器丢脉冲故障对阀体结温的影响,指出换流器丢脉冲故障对阀体结温的影响最大。在考虑换相失败对阀体结温影响的基础上,文章最后提出在整定换相失败保护定值时需要考虑换流阀的耐温性能。

柔性直流配电网接地方式对故障特性的影响分析

采用理论分析和仿真验证相结合的方法研究了柔性直流配电系统接地方式对其故障特性的影响。首先,介绍了柔性直流配电网的系统架构,确定了直流侧电容的接地方式;其次,分析了直流不平衡电压恢复的理论依据;接着讨论了联接变压器的接地方式对换流器交流侧不同位置单相故障的影响;随后分析了联接变压器接地方式对直流侧单极接地故障的影响,并讨论了不同过渡电阻情况下的故障特性。与电压源型直流输电技术(voltage-sourced converter high-voltage direct current,VSC-HVDC)分析故障特性方法不同,为提高配网供电可靠性,在分析直流侧单极接地故障时,考虑了绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)不闭锁的情况。最后讨论了在实际应用中实现IGBT运行在不闭锁状态下的方法。分析结果表明,接地方式对系统的故障过程和故障恢复过程有显著影响。分析方法和结论为柔性直流配网的接地方式选取、保护方案配置提供了参考。

基于改进不平衡电桥的直流系统故障检测研究

直流系统接地故障和交流窜入故障易引发系统保护装置误动、拒动等问题,影响电网的安全运行。基于不平衡电桥和隔直电容原理,提出了改进不平衡电桥法。通过在MATLAB/Simulink仿真以及搭建实物模型验证了检测电路的合理性。结果表明,可对故障进行有效检测,易实现。

交流系统电压对MMC-HVDC接地故障时换流器闭锁前桥臂电流的影响机理

直流线路接地故障是模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的主要故障类型。发生故障时,为满足直流断路器切断电流要求,应在MMC闭锁前切除故障,而MMC的闭锁时刻取决于子模块中绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)承受故障时桥臂电流的能力,因此对故障时单桥臂电流的特性分析提出了更细致具体的要求。首先介绍了真双极MMC的拓扑结构和工作原理,分析了在发生直流线路单极接地故障时闭锁前故障电流不同成分在MMC桥臂上的流通路径。然后采用复频域计算法,构建了故障时桥臂电流的数学模型,推导了交流系统电压对MMC闭锁前桥臂短路电流的影响机理。研究表明交流系统电压相角对故障时桥臂电流的幅值影响显著。最后,基于PSCAD仿真实验平台,搭建31电平单端及51电平双端MMC-HVDC,在不同电压幅值与相角取值下的仿真结果验证了该机理的正确性。

双极柔性直流输电系统换流站交流三相接地故障分析及保护

随着电压等级和传输容量的提高,基于对称双极接线的多端柔性直流输电技术被越来越多地应用到实际工程中。换流站交流接地故障会对双极柔性直流输电系统产生严重危害,因此换流站的快速保护技术尤为重要。为此,首先分析了基于双极结构的多端柔性直流电网换流站交流三相接地故障的暂态特性,推导了故障电流中各组成成分的解析表达式。其次,根据故障暂态特性提出了一种适用于双极拓扑结构和金属回线接地方式的多端柔性直流电网快速保护策略。该保护利用换流器桥臂电流识别故障,动作速度快,可靠性高,并具有一定抗过渡电阻能力。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端直流电网模型,仿真结果验证了故障暂态特性分析及所提出的保护方法在不同故障情况下的正确性。

电压源换流器接地方式对直流配电系统的影响

针对低压直流(Low Voltage Direct Current,LVDC)配电系统分析比较了电压源换流器不同接地方式的优缺点。分别在换流器电容中点直接接地和高阻接地方式下,对换流器交流出口处不对称故障特性和直流线路单极接地故障特性进行了分析,并建立LVDC电磁暂态模型进行了仿真研究。对比系统不同工况下的暂态性能可知,电压源换流器电容中点高阻接地方式优于直接接地方式。高阻接地的方式对限制故障电流更为有利,同时也有利于直流配电系统故障消除后的快速恢复,这为未来直流配电系统保护方案的配置奠定了基础。

变电站交流电串入直流回路故障分析与对策

变电站直流系统接地、短路或交流电串入直流回路故障将直接危及继电保护系统的正常工作,导致保护装置误动或拒动,使站内一次设备失去保护。通过一起变电站交流电串入直流回路故障案例,分析了交流电串入直流回路故障对直流系统及控制回路继电器的危害及故障的产生原因,并提出预防措施及建议,以有效避免此类事故的发生,进而提高继电保护的可靠性,保障电网的安全稳定运行。

变流装置交流剩余电流保护分析与选择

以交流变频设备为例,从设备结构、运行、接地故障等不同维度,讨论了含有变流设备的交流配电线路中的接地电流、接地故障保护,同时从产品标准角度分析了现有的剩余电流保护设备的基本保护能力,推荐了含有变流设备的交流配电线路中剩余电流保护设备的选用。

LCC-FHMMC换流阀出口交流单相接地故障特性分析及保护方案设计

文中针对混合直流输电系统受端柔性直流换流阀交流出口处发生单相接地故障导致子模块电容过电压的问题展开研究。首先,详细剖析了故障后换流阀动态过程,并设计了提高换流阀故障穿越能力的保护方案及控制策略,建立了故障后换流阀等效电路,进而根据交直流电气量变化特性分析了子模块过电压机理。其次,为有效抑制子模块电容过电压,设计了一种分相导通晶闸管的旁路装置,故障时触发该支路将桥臂进行隔离,同时受端故障识别方案与送端换流站快速移相措施配合,可以有效抑制子模块电容过电压。最后在MATLAB/Simulink电磁暂态仿真软件中搭建了混合直流输电系统模型,通过仿真验证故障期间受端换流阀保护的两种方案,结果表明所提策略在发生瞬时性和永久性故障下对过电流和过电压均具有良好的抑制效果。

柔性直流配电系统换流器交流侧接地故障的分析

柔性直流配电网中的换流器若经联结变压器接入交流电网,联结变与换流阀之间发生绝缘损坏会产生换流器交流侧接地故障。接地故障对系统运行的影响及其保护方案值得研究。首先分析了柔性直流配电网中各部分的共模等效模型。考虑联结变不同的接地方式,建立了一个典型的五端柔性直流配电系统共模等效电路。推导了各端基频共模电流、电压的计算公式。其次考虑系统可能存在的各种谐振,提出了一种基于换流器直流侧基频共模电流、电压以及功率方向的多端柔性直流配电系统交流侧接地故障的保护方案。最后在PSCAD仿真平台上进行了验证。

青岛地区电网故障对银东直流影响的仿真研究

从换相失败的机理出发，依据银东直流系统实际参数建立其PSCAD电磁暂态仿真模型，对受端山东交流电网等值建模，并对山东青岛地区电网的220KV交流联络线设置单相接地故障，研究分析其对银东直流输电系统换相失败的影响，能够为±660kV银东直流输电工程的稳定运行和故障解决提供指导和理论依据。

特高压交流系统横向接地故障对直流系统谐波的影响研究

针对交直流混联系统中谐波的相互影响以及分析精度问题,提出了一种建立保护动作区域的快速校核方法.该方法以交流故障对保护影响特性为研究切入点,分析交流系统横向故障发生时直流侧谐波的特性,在此基础上,获取长时间间隔下交流故障参数,并建立起其对谐波影响的关联关系以及直流保护动作的运作机理.通过对故障影响定性和定量的分析以及保护动作特性分析,表明该方法在一定程度上提高了谐波的分析精度,对工程计算和整定校核具有一定的现实意义.

动车组交流辅助供电系统接地故障检测方法研究

以CRH3型动车组交流辅助供电系统为例,分析了动车组三相三线交流辅助供电系统接地故障的检测方法,构建了检测方法的数学分析模型,并推导出检测方法相关的计算公式,给出了CRH3型动车组交流辅助供电系统接地故障检测判据。通过Matlab仿真和试验共同验证了检测方法的正确性,为动车组交流辅助供电系统接地故障检测提供了指导。

既有线信号自动控制系统接地故障查找

铁路信号设备接地故障中,常见的电源接地故障和传输网络接地故障通常会造成联锁关系彻底失效,危及铁路行车安全及设备安全,甚至是人身安全,对运输的直接和间接影响都比较大,本文主要介绍了一种简单的、操作性强的接地故障查找方法,该方法可以提高施工现场接地故障查找的效率。