IGBT Overcurrent Protection of Welding Inverter Power Source

ＩＧＢＴＯｖｅｒｃｕｒｒｅｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆＷｅｌｄｉｎｇＩｎｖｅｒｔｅｒＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅＹＩＮＳｈｕｙａｎ；ＧＥＮＧＺｈｅｎｇ；ＳＨＡＯＨｏｎｇ；ＧＵＯＤａｙｏｎｇ（殷树言）；（耿正）；（邵宏）；（郭大勇）（Ｄｅｐｔ．ｏｆＭａｔｅｒ...

基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动作时间差入手,建立曲线拟合模型,并运用梯度下降法对反时限过流保护的动作时限曲线进行优化。通过在优化整定计算中考虑保护的选择性以及DG接入所带来的影响,使优化参数适用于配电网中各分段位置。然后,在配电网中设置两相、三相短路故障,并根据故障位置、类型进行整定参数再调整,最终得到参数的全局最优解。基于PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和实用性。

手跳线路分相断路器失灵时预防事故扩大的方法

现场出现了几起手跳分相断路器时一相或两相断路器失灵的情况,但目前的规范并未要求手跳断路器失灵时启动失灵保护,若由零序过流保护动作切除负荷电流,可能导致事故扩大。目前南网220 kV线路保护通过修改软件实现了三相不一致和单相运行三跳动作后远跳线路对侧,但国网以及南网有些地区的保护不具备软件升级条件,提出了将手跳继电器触点和断路器三相位置不一致状态触点串联后接入纵联电流差动保护的其他保护动作开入方法。该方法简单可靠,便于实施。

超、特高压交流线路反时限零序过流后备保护的整定建议

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的概念以及接地距离保护与反时限零序过流保护的配合原则;充分考虑配合时间定值和最小时间定值对保护动作特性的影响,综合超、特高压电网实际短路电流水平和接地距离保护的过渡电阻耐受能力,将反时限零序过流保护低电流区的选择性与接地距离保护高电流区的选择性进行结合,提升了对接地故障全域电流范围的选择性切除能力;提出了方向元件投退原则。通过对某省级电网进行算例分析,验证了整定原则的有效性,该整定原则已经在实际电网中进行了应用。

基于改进灰狼算法的配电网反时限过电流保护定值优化

随着分布式电源接入配电网,改变了电网结构,导致故障电流特征越发复杂。本文针对配电网反时限过电流保护定值优化问题,提出一种基于改进灰狼算法的反时限过电流保护(ITOCP)定值优化算法。首先,针对反时限过电流保护参数约束复杂、关联性强的特点,引入静态惩罚函数对约束项进行处理,建立一个含静态惩罚函数和保护动作总时间的新颖的配电网ITOCP优化模型;其次,为了避免参数寻优陷入局部最优,引入比例调节因子改变全局搜索和局部搜索的比例,浮动因子优化灰狼个体的活动范围。提出一种改进的灰狼算法对ITOCP的时间系数和启动电流进行优化整定,缩短配电网故障保护动作时间,实现故障的快速有效切除。最后,以含分布式电源的IEEE 15节点配电网的两相短路电流故障和三相短路电流故障为例,验证所提方法的有效性和优越性。

新型本质安全电源保护电路设计

为了解决本安电源过流和短路的安全问题,设计了一种用于本质安全电源的新型保护电路。该电路通过电流镜电路按一定的比例复制主路电流,并由副电路采样电流信号,经过放大、移位处理后接入比较器负输入端,比较器正输入端接入短路检测信号。该新型电路的功能是当电源负载发生过流或短路故障时,滞回比较器输出过流或短路控制信号,迅速关断主电流开关,从而实现对负载主电路截断的保护;同时启动微电流开关,检测短路故障是否消除,使得故障消除后能够自动恢复主电流开关电路。此外,电源保护电路的软启动电路可用于解决电源启动过程中的浪涌电流可能会造成过流保护误动作的问题。

基于分布式不平衡配电网双方向整定的自适应过流保护方案研究

随着传统化石能源的大量消耗与环境问题的日益严重,分布式发电(DG)技术快速发展,DG接入配电网也产生了新问题。由于重合器-熔断器的不协调,可能会降低网络可靠性。为了防止这种可靠性的降低,提出一种保护协调策略,展开理论分析,得出重合器快速和慢速操作修正设置以及熔断器系数的取值,以实现尽量少地使用熔断器的情况下满足保护目的,增加保护装置的协调范围。在IEEE 13个节点测试系统上模拟出现故障情况时应用该策略,重合器和熔断器能够配合处理故障,验证了策略的有效性。

自锁型SiC MOSFET固态过流保护单元设计

新能源汽车动力电池发生短路故障时,可靠、快速地实现分断保护对于保护人身财产安全至关重要。传统的热熔型熔断器无法在低倍电流工况下实现稳定分断,而新型的烟火型熔断器则存在控制器判断失效的情况下无法执行保护动作的风险。为满足新能源汽车功率回路快速、可靠、被动分断的需求,在此采用固态分断电路的基本原理,基于SiC MOSFET设计了一种自锁型无极性过流保护单元,额定载流60A,可以实现1.5倍分断保护(90A)。该电路采用隔离电源直驱拓扑,结构简单,性能稳定。测试结果显示,在此所设计的过流保护单元保护动作时间8.4ms,闭合动作时间22.8ms,分断动作时间3.1ms,满足新能源汽车应用要求。

基于D5000系统的励磁变过流保护协调配置自动评估方法研究

阐述基于国家电网智能电网调度技术支持系统(D5000系统)的励磁变过流保护协调配置的自动评估方法。以励磁变过流保护和励磁系统强励为研究对象,通过研究两者之间的协调匹配关系,给出励磁变过流保护协调配置的自动校核方法。该方法可以迅速评估励磁变过流保护定值的合理性,防止励磁变过流保护误动而危及机组运行安全。

考虑电流瞬时频率特性的水上浮吊供电系统定时限过流保护方法

水上浮吊供电系统中,通常含有多台大功率异步电动机,多个电动机在并网启动时会产生较大的启动电流,当各电机启动电流叠加,可能导致变压器电流激增,触发过电流保护误动,给工业生产带来巨大损失。本文首先基于异步电动机等效模型,揭示了冲击电流的产生机理和箱式变压器保护误动原因;接着针对水上浮吊电机断续周期工作场景,提出了随机运行场景生成方法,基于希尔伯特黄变换技术,对系统的故障短路和电机启动状态下变压器的电流信号进行瞬时频率特性分析,揭示不同状态下箱式变压器电流的瞬时频率特性差异,在此基础上构建定时限过电流主动闭锁模块,确保浮吊供电系统正常工作时的可靠供电;最后通过湖南省某水上浮吊系统的仿真模型对所提出的保护方案进行了验证。

风电场站用变保护电流互感器一次电流选择

风电场站用变容量偏小,其保护用电流互感器额定一次电流值选择按保护故障校验电流取值将造成过电流保护、过负荷保护整定困难甚至无法给出二次定值。本文结合站用变保护整定计算,提出适用于站用变保护用的电流互感器额定一次电流值选择的方法。最后,已投运风电场工程站用变定值单验证了该方法的正确性。

有源电力滤波器驱动保护电路的设计及仿真分析

本文根据有源电力滤波器的应用环境和运行特点,设计了IGBT驱动保护电路,并对保护效果展开了仿真验证。采用RCD吸收电路实现过电压保护,利用过电流检测与“软关断”方法实现过电流保护,运用散热片和温控开关实现过热保护。根据设计方案,使用Multisim 14.0仿真软件,分别进行了驱动电路正常工作仿真和瞬时过流故障仿真。结果表明,在正常工况下,输出驱动信号的仿真值与理论值十分接近;在发生瞬时过流故障时,经过1μs的延时后触发保护动作,在故障排除后电压缓慢恢复至正常电压,达到了驱动保护目的。

卫星导航抗干扰射频单板自动化测试系统 设计与实现

针对卫星导航抗干扰射频单板人工测试过程较复杂且难以快速批量测试的问题,提出了基于C#与STM32的卫星导航抗干扰射频单板自动化测试系统。首先,通过自动化测试软件与STM32主控制器数据通信控制射频开关电路进行数据采集,然后将采集数据与多次人工测试结果对比分析,形成多项校准参数并应用于测试系统,最后通过批量测试验证系统测试结果准确性。通过批量试验数据证明各项测量指标误差均小于2.5%,测试效率较人工测试提升至少3.3倍,具有较高测量精度和效率。同时,该自动化测试系统对测试单板有过压过流保护功能,能有效保护被测单板不被损坏,综合整体性能具有良好的应用前景。

基于LVRT能力光伏电源的配电网继电保护增强技术研究

近年来,具备低电压穿越(LVRT)技术的分布式光伏系统在配电系统中的应用不断增加。然而,由于分布式光伏系统的短路电流贡献较低,与传统同步电机的短路特性存在差异,这导致传统过流保护系统易出现误动作问题。针对该问题,提出了一种自适应整定策略,用于提高过流保护系统的性能。该策略基于LVRT工作原理,通过对故障电压进行估计,并利用故障期间电压下降效应来补偿分布式光伏逆变器的限流控制引起的电流轻微增加,从而加速保护系统的动作速度,并在IEEE-12节点配电系统上使用DIgSILENT软件对所提出的方法进行了验证。实验结果表明,在保持选择性的同时,所提出的自适应整定策略显著改善了保护系统的动作时限,验证了其有效性。

APT电源芯片过流保护设计和检测方法优化

平均功率追踪(Average Power Tracking, APT)电源芯片过流失效甚至烧毁会导致整个无线移动通信终端设备无法正常工作。针对这一问题,结合降压(Buck)模式APT电源芯片失效的场景,提出了通过优化过流保护电路参数和有效拦截因制造工艺波动而导致不良电源芯片漏测的措施。一方面,在设计过流保护电路时,选取不同电感值的储能电感,对比不同电感值电路的电流纹波大小,分析不同纹波大小和芯片过流保护之间的关系,给出了通过选择合适的电感值来提高电源过流保护的方法。另一方面,在APT电源芯片生产测试环节使用By Pass模式,直接评估芯片的最大负载电流值与过流保护电流值,有效拦截过流保护不良的芯片。通过以上措施,无线移动通信终端设备的APT电源芯片过流保护的性能得到了质的飞跃,市场产品因为APT电源过流烧毁的概率几乎为0,产品质量信誉得到了很大的提升。

基于自适应神经元的配电网输电线路反时限过流保护优化整定方法

为了减少反时限过流保护整定值过于依赖人工经验,缓解保护动作之间配合程度较低、电流稳定性较差的问题,提出基于自适应神经元的配电网输电线路反时限过流保护优化整定方法。分析输电线路运行模式和线路故障存在的不确定性,计算发生故障的概率;通过探究反向荷载率、电源容量、谐波含量等指标确定输电线的实际承载力;构建反时限过流保护动作方程,确定反时限过流保护的3种特征;以主保护与后备保护动作时差最小为目标,构建目标函数,确立约束条件;设计具有三个神经元的神经网络模型,每个神经元对应一种保护特征,引入转换模块,将输入量变换为状态量,通过神经元学习,输出最终的过流保护优化整定结果。比较实验结果表明:应用所提方法,随着故障电流增大,保护动作时间曲线未出现相交状况;在测试刚开始时,电流波形出现波动,但迅速恢复到平稳。所提方法能够使保护动作之间有效配合,输电线电流可以始终保持在稳定状态,为保护定值优化提供了新的研究思路。

变频感应加热炉电网频率波动下低压智能断路器过流保护控制

电网频率波动会导致电流波形在短时间内发生变化,从而影响过流保护控制的响应速度。为了保障电网频率波动下低压智能断路器过流保护控制的稳定可靠性,提高变频感应加热炉电力系统的保护性能,提出变频感应加热炉电网频率波动下低压智能断路器过流保护控制方法。利用PCL-818L数据采集卡,采集变频感应加热炉供电系统中的电压电流信号;通过强化学习Q-Learning算法,消除信号中的电网频率波动,提高断路器的稳定性;采用引入滑动时间窗口的三段电流保护方法,实现低压智能断路器的过流保护控制。实验结果表明,所提方法能够在有效消除电网频率波动干扰的情况下,提高断路器过流保护控制精度、效率以及稳定性。

35 kV不接地系统开关柜内故障TA饱和波形分析

电流互感器饱和引起的区内故障拒动、区外故障误动在电网运行中是存在的,发生此类故障对电网和用户的影响比较严重,特别是66 kV及以下电压等级电流互感器,由于制造、成本等原因,TA饱和现象比110 kV以上电压等级普遍。本案例是一110 kV用户35 kV开关柜故障两组35 kV电流互感器先后饱和造成区内故障拒动,区外故障误动,使工厂停产,直到恢复正常供电。

浅析低压电动机的过电流保护

低压电动机的过电流保护,是以电动机运行电流参数作为整定条件的保护类型。通过设定不同的电流整定值,实现电动机运行电流异常时,发出警告信号或控制电动机直接跳闸的保护功能。通过对过电流保护中两种常见类型过载保护和短路保护的定值整定原则、动作的原因、实现的原理、动作的途径等进行分析,阐述了过电流保护目前存在的短板并提出保护整定方案,为更早发现并控制电动机异常提供了宝贵意见。