移相控制下的特高压直流断路器失灵保护策略

对于特高压直流工程,换流器区域故障后采用换流器移相控制有助于故障限流和隔离,但基于电流特征的断路器失灵保护适应性显著降低。为此,在分析断路器在时域、频域的失灵特征的基础上,文中提出了通过电压信号不同频段能量分布进行失灵诊断等研究思路。其次,将完全总体经验模态分解和希尔伯特—黄变换相结合,并在考虑互感器拖尾现象等基础上,提出了一种基于不同频段电压积分值的断路器失灵保护新原理。最后,制定了失灵保护出口后的后续动作策略。仿真验证表明,失灵保护原理满足了速动性和可靠性要求,后续动作策略实现了故障的快速隔离,显著提升了换流器区域保护的性能。

方向行波波形积分式快速母线保护

为提高母线保护的动作速度,根据行波传输理论,提出一种行波波形积分式快速母线保护方法。当母线故障时,在所有出线上检测到的初始行波均来自于线路的背后,是正向行波;而某条出线发生故障时,在所有非故障线路上检测到的初始行波是正向行波,而故障线路上检测到的初始行波是反向行波。在故障后特定时间内对各条出线上的方向行波进行积分运算,根据正反向行波积分值的比值大小识别故障方向。综合分析所有出线的故障方向,可识别母线是否发生故障。利用PSCAD/EMTDC构建了500 k V母线模型,仿真结果表明:所提方法鲁棒性强、动作快速、可靠性高,其性能基本不受故障电阻、故障初始角、开关操作等的影响,有望应用于实际的电力工程中。

智能漏电断路器抗电快速瞬变脉冲群干扰研究

在分析瞬变脉冲干扰产生机理及对智能漏电断路器影响的基础上,提出一种用于智能漏电断路器的电快速瞬变脉冲群干扰综合抑制方法,即通过改进电源滤波器结构,利用铁氧体磁珠增强其对高频干扰的抑制能力;并在智能漏电断路器的输入端口、输出端口和通信端口采取隔离和屏蔽措施,优化电路板布局、布线;同时,采用基于数字滤波、软件陷阱和数据冗余的软件抗干扰方法。实验结果表明,采取综合抑制方法后,进入断路器5V电源端的干扰信号幅值降低约80%,智能漏电断路器的抗干扰能力得到提高,可以满足EFT/B 4级抗扰度试验的要求。同时,该方法还可为类似浮地(无保护接地)设备抗电快速瞬变脉冲群干扰的研究提供参考。

高储能密度脉冲电容器保护的研究

分析了金属膜电容器损坏的原因 ,提出了采用电阻、电感和熔断器的电容器保护方案 ,同时分析了各保护元件的作用及各元件参数值的选取 ,并结合实例给出了实例分析的主要结果 ,该方案已很好地应用于实际系统中。

按串集成的分布式快速断路器失灵及死区保护系统

针对超高压交直流混联系统中交流系统断路器失灵及死区故障时间较长,导致直流连续多次换相失败的问题,分析了现有3/2接线交流系统断路器失灵及死区故障隔离时间的组成及其可优化环节,研究了断路器失灵及死区保护优化技术,提出了一种按串集成的分布式快速断路器失灵及死区保护系统。通过优化断路器失灵及死区保护逻辑,同时简化回路、缩短远方跳闸命令的传输时间并改进远方跳闸保护的逻辑,合理缩减了多环节的冗余延时,将断路器失灵及死区故障的隔离时间缩短至200ms以内。仿真和试验结果表明了理论分析的正确性以及优化策略的有效性。

脉冲高密电容器快速限流保护设计及试验研究

储能密度越高,单台容量越大,电容器的损坏对电容器本身以及电源系统其他设备造成的损失越大,为此,对常规铜丝保护方法存在的问题进行了分析,提出了快速限流熔断器保护技术来进行电容器的保护,以及熔断器熔丝截面直径、长度等设计与选取的方法.以高功率激光聚变电源的一个单元模块电容器保护为实例,用Pspice仿真的方法对熔丝直径过载系数的选取进行了详细的分析,并进行了试验研究,试验研究的结果验正了熔断器参设计方法和优化分析的正确性,该研究的成果已在实际激光聚变脉冲电源系统中得到了应用.

快速真空断路器在电力系统中的应用

介绍了涡流驱动型快速真空断路器的原理,分析了目前配网消弧消谐、故障选线及触电防护、电网短路电流限制、串联补偿及变压器直流偏磁抑制等技术的现状和存在的问题。根据快速真空断路器特点,提出了解决相关技术问题的方法,阐述了相关装置的结构、试验及应用情况,并对快速真空断路器在电力系统中的应用进行了展望。

UHVDC换流器故障隔离及重启策略优化

针对某特高压直流工程换流器故障隔离及重启耗时长、停电范围大、造成功率损失等问题,在分析故障机理的基础上,提出了一种优化后的故障隔离及重启策略。优化了换流器保护区域,改进换流器保护区域的连接方式,并增设快速断路器加速故障隔离及重启过程;优化故障隔离及重启策略,利用换流器移相控制策略快速限流,利用快速断路器动作缩小故障隔离范围,避免极隔离、极重启和大规模切机、切负荷的发生。仿真验证表明,优化后的故障隔离及重启策略总耗时低于0.5 s,仅隔离故障换流器,保证了健全部分持续传输功率,显著提升了特高压直流输电的可靠性和经济性。

基于架空线的直流电网保护方案研究

直流电网技术是我国进行可再生能源大规模开发利用的重要手段。然而,目前我国的大范围功率传输仍以架空线为主,因此研究以架空线为主要传输线路的直流电网技术是非常必要的。该文基于架空线故障率高的特点,针对直流电网故障保护,分析两种主要保护技术路线对于架空线应用直流电网的适用性,提出两种路线各自的系统保护流程,并分析对比其性能优劣,最后给出适用于架空线系统的合理保护方案,并进行仿真验证。

电机调速逆变电路保护措施浅析

本文介绍了电机调速逆变电路的保护措施。针对电机调速逆变电路中,常见的故障模式,通过对直流电路故障机理的分析,重点讨论了断路器、快速熔断器等保护器件的选择,保护电路的选择,绝缘保护及热保护的实现方法。