变压器油温加速的反时限过电流保护方法

针对当变压器处于重负荷且变压器油温达到报警温度其内部发生轻微故障时,传统反时限过电流保护不动作或动作时间过长的情况,提出一种变压器油温加速反时限过电流保护的新原理及其优化整定方法。首先,引入变压器油温因子和加速指数对反时限特性曲线进行修正;然后,根据反时限保护动作时限配合关系建立数学模型进行优化整定。最后,基于现有理论分析和仿真验证结果,得出所提新方案能够在保证选择性和可靠性的前提下有效提高保护的速动性和灵敏性。

变频器过流故障问题分析

针对船用变频器过流故障,通过构建故障树,从位置采样异常、电流检测异常等底事件对问题发生的根本原因进行分析,根据分析结果采取有效措施,验证了分析过程的有效性。

巨型水轮发电机中性点新型接地方式分析

水轮发电机采用的主流接地方式为经消弧线圈接地和经配电变压器高阻接地两种方式,但随着发电机容量的增加,这两种接地方式难以同时将故障电流和暂态过电压控制在标准范围内。文中以某水电站巨型水轮发电机为对象,对电阻加补偿电抗的新型组合接地方式进行研究。首先通过理论分析得到“电阻—电抗”串联、“电阻—电抗”并联接地方式在短路电流限值下电阻、电抗的取值区间,其次建立MATLAB/Simulink仿真模型对4种不同接地方式下的暂态过电压进行计算。结果表明:相同短路电流限值下,“电阻—电抗”并联的接地方式抑制暂态过电压的效果好于“电阻—电抗”串联的接地方式,可以将其限制在标准范围内。采用并联接地方式时会使脱谐度减小,但位移过电压增大。本研究可以为巨型水轮发电机中性点的接地方式提供参考。

变频载荷供电系统中的典型过流故障影响分析

针对变频调速系统传输线特性对变频电机供电系统故障特性的影响,文中通过对含变频器和不含变频器两类供电系统分别进行Matlab/Simulink建模仿真,分析了两相短路、三相短路和电机堵转三种最为典型的过流故障,通过对比过流故障下的时域波形及技术指标揭示了变频器引入对电流波形和故障响应速度造成的影响。仿真结果表明:两相短路发生时变频器引入了新的高频谐波,堵转故障和三相短路发生时,系统不会出现新的高频谐波。短路故障发生时含变频器的系统具有更为剧烈的瞬态响应以及更高的调节时间,电流突变峰值甚至达到未装设避雷器时的3倍以上。研究填补了传输线特性对变频电机供电系统故障特性影响的研究空白,对于提升供电系统整体安全性和故障监测系统的可靠性具有重要理论参考价值。

数字化IGBT智能驱动与故障监测存储系统设计

介绍了一种新颖的数字化IGBT智能驱动与故障数据监测存储系统。结合IGBT多发故障设计出了相应的驱动保护与故障测量存储电路,对IGBT进行实时保护和数据监测存储,并运用仿真和实验验证了设计电路的正确性和有效性。对于在复杂环境下运行的IGBT的寿命、安全性和可靠性,以及相关的维护有着很重要的作用。

HXD1C型电力机车速度信号故障分析

介绍HXD1C型电力机车速度信号检测控制原理,将速度信号异常现象划分为速度信号丢失、突变、干扰和错位4大类,结合故障案例对4类现象导致的故障进行深入分析,归纳出故障数据波形和速度信号监控波形的特点,总结故障处理方法。该分析和方法也适用于同平台产品。

基于故障过流度的配电网故障区域定位新矩阵算法

针对现有配电网故障区域定位算法存在的问题,提出一种基于故障过流度的配电网故障区域定位新矩阵算法。该算法通过网络描述矩阵和故障信息矩阵计算比较故障时各区段的故障过流度,判定发生故障的区段,实现对配电网的故障定位。算例分析表明,该算法有效,适用于单电源、多电源和馈线末端故障等各种情况。

大型水轮发电机中性点接地方式的若干问题分析

详细讨论了大型水轮发电机中性点经两种不同方式接地时存在的若干问题。对中性点经消弧线圈接地 ,主要分析了限制故障电流在安全接地电流范围内时补偿系数的选取范围 ,在满足安全接地电流的条件下 ,高压侧发生接地故障时产生的传递电压可能使基波零序电压型定子接地保护误动 ,不对称系数和安全接地电流影响正常时的中性点位移电压。对中性点经配电变压器高阻接地方式 ,主要论述了其在限制过电压方面的优点 ,但存在增大故障电流和降低接地保护灵敏度的不足 ,分析了两个中性点经配电变压器高阻接地的设计实例。

MMC柔性直流输电系统网侧故障时紧急功率支援控制

为了解决MMC-HVDC(Modular Multilevel Converter Based on HVDC,MMC-HVDC)交流侧系统故障时的过流问题,以及增强MMC换流器的低压穿越能力,通过对换流器功率数学模型及控制方式进行分析,发现了换流器有功和无功功率解耦的PI控制方式。提出了当交流侧发生对称和不对称故障时,通过控制PI值限制功率输出,同时由交流电压偏差有效值生成正负序补偿电流的紧急功率支援控制策略。将这种控制策略添加到电磁暂态仿真系统当中,当系统网侧发生对称或不对称故障时,利用数值仿真技术分析了换流器阀侧的电能质量。仿真结果验证了所提出的控制方法对故障时过流抑制的有效性,同时增强了换流器的低压穿越能力。

断线故障对零序过流保护的影响及保护新方法

在电网运行中发现,线路断线故障有可能会引起相邻线路零序过流保护的误动,特别是重负荷下的多回线路,断线故障后引起的同断面相邻线路零序过流末段保护同时误动会加剧事故扩大。通过理论和仿真分析,研究了重载线路发生断线故障的故障特性,及其对零序过流保护的影响,提出了适应线路断线故障的零序过流保护新方案,并通过实际保护装置的RTDS试验验证其有效性。

饱和铁心型超导限流器压敏电阻的实验

压敏电阻可抑制超导限流器断直流时产生的高压,同时加速直流励磁能量的释放以促使限流器交流侧快速退饱和,进入感性限流状态。为验证其保护和能量吸收作用,用NI采集卡、Labview以及其他电流电压传感器和可控的IGBT器件设计和制造了检测控制系统。对不同压敏电压等级的压敏电阻进行断直流的放电实验以验证其抑制电压的保护作用。结果表明:断直流时储存能量的释放是超导限流器产生高压的原因;励磁储能一定且压敏电阻通流量一定的条件下,压敏电压越大断直流产生的电压也越大,同时电流断开时间越小则能量释放时间越小。所得结果为设计更大容量的超导限流器,选择不同压敏电阻的压敏电压和通流量等级提供了实验和计算参考。

基于FTU故障信息的Petri网故障诊断方法

针对基于输电网的继电保护与断路器的动作信息的建模不适用于配电网络的问题,结合配电网络的结构和运行特点,提出了基于FTU(feeder terminal unit)故障信息的Petri网建模方法。综合利用FTU上传的过电流信号和幅值量测信息,实现了配网故障诊断的快速性和容错性。根据配网的拓扑结构特点采取分层故障诊断的方法,先后诊断出故障馈线、故障单元和故障区段;采用了基于概率信息和带有抑止弧的Petri网模型,增强了网系统的模拟能力。通过对典型算例进行故障诊断,证明了此方法的有效性和可行性。

MMC-HVDC的新型交流故障穿越策略

通常柔性直流输电(MMC-HVDC)系统在满功率调制下,开关管的过流裕度较小,容易在整流站交流故障恢复时刻发生桥臂过流现象。深入分析了柔直系统中的环流特性,推导出环流幅值和相位关系,以及环流对桥臂电流中有功和无功分量电流的影响。指出MMC固有的环流可减小桥臂有功电流的峰值,并基于此提出了在交流故障期间不使能环流抑制的新型交流故障穿越策略。新策略增加了交流故障穿越的成功率,简单可靠,易于实现,最后通过实时数字仿真(RTDS)试验平台验证所提策略的正确性。

纸张分切机变频器电流故障的处理

变频器在运行中出现过流,同时伴有电流传感器故障,则电流检测电路出问题的可能性比较大,是控制连线还是霍尔问题,需逐一排除:控制板连线或插件松动、辅助电源损坏、霍尔元件损坏和放大电路异常。本文通过实际案例阐述了分切机变频器过流的故障处理过程。

基于状态量信息的含分布式电源配电网保护新方案

为消除分布式电源(DG)接入对保护的影响,同时尽量减少改造成本,提出了一种基于多点状态量信息的含DG配电网保护新方案。对于DG下游辐射状线路和无DG接入的馈线,所提方案根据过电流保护动作信息实现故障定位。另外,基于馈线首端和DG并网点处的电压和电流信息,提出了补偿阻抗极性信息的新判据及其故障定位方法。当DG上游区域发生故障时,所提方案无需加装电压互感器,即可快速准确地切除DG上游区域的故障线路。最后,通过PSCAD/EMTDC软件对一个含DG的10 kV配电网进行故障仿真与分析,结果验证了所提方案的有效性和正确性。

智能配电网信息物理融合保护系统的研究

为了实现智能配电网中继电保护系统信息在更深层次上的融合,引入信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)的概念,借助其计算机网络与物理系统紧密结合特点,提出了由嵌入式计算设备,实时通信网络、电子式互感器以及智能开关设备组成的智能配电网信息物理融合保护系统。阐述了系统各个组成部分的功能及结构,给出该系统的基本结构并讨论了其功能与关键技术。探讨了智能配电网信息物理融合保护系统中与传统继电保护系统中过流与选线保护执行方式的区别及其优势所在。

磁通耦合型饼式线圈短时直流冲击特性研究

基于电压源型换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)技术在经过多年的研究后取得了一定的进展,并且已有多项工程在运行中。然而直流短路故障的处理仍然是VSC-HVDC电网亟待解决的问题之一,目前的断路器难以在短时内开断如此大的故障电流,因此要与限流器进行配合。电阻型超导限流器(RSFCL)已经在交流情况下进行了大量的研究,它被认为是最具有潜力的直流限流技术。然而传统的双绕无感线圈并不适用于直流输电场合,由于结构特殊使其在直流高压故障中容易发生闪络,造成超导限流器发生不可控的后果,因此需要新型的线圈结构来满足柔性直流输电保护的需求。本文基于连续式单饼限流线圈结构,对不同磁通耦合连接方式的磁场分布进行了仿真分析,建立了短时直流大电流冲击平台;同时设计了磁通耦合型饼式线圈,并对其进行了高压过电流冲击实验与分析,计算了冲击电阻过程中的电阻和热量变化并进行了讨论。本文的分析结果对电阻型直流超导限流器的设计,以及阈值与裕量的确定有一定的指导意义。

小接地电流系统单相接地消弧、过压、感电、保护技术研究与应用

电力系统中性点接地是一个综合性技术问题,文章从张家口地区运行情况出发,针对目前系统采用的中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统存在的熄灭接地电弧能力低及系统发生人身感电时、间接性接地过电压时、设备内部故障接地时,无保护能力等诸多问题,在深入研究保护方法的基础上,利用先进的电子技术结合电气原理,将上述系统变为智能接地系统运行的保护方案。

电缆出线变电站应用自动重合闸的探讨

中压电缆网络中单相瞬时事故占较大比例,但一般规定不建议装设重合闸装置。为此,用ATP-EMTP程序分别建立了电缆出线变电站和架空出线变电站中发生单相短路事故的模型,仿真分析了它们进行重合闸操作时产生的过电压和过电流以为保证电缆出线变电站的安全运行提供较准确的参考。仿真表明电缆出线特别是线路较长时,变电站装设自动重合闸装置可能出现的最大重合闸过电压水平比常规架空出线变电站高,但该过电压水平在出线较多时将大大降低,在线路带负载运行时还会进一步减小,故电缆出线较多时采用重合闸装置不会带来危险的过电压。同时,短路时间愈短,电缆能承受的冲击电流愈大,要求装设的重合闸装置要兼顾暂时故障自行消失的时间和快速动作两个要素。另外,电缆系统中变压器需承受的冲击电流比架空线系统中大很多,若要采用重合闸装置则应严格校核变压器的动稳定特性。

配电网中分布式电源的选址定容和电流保护策略

反时限过电流保护常用于配电网的线路保护,而不同容量的分布式电源接入配电网的不同馈线不同区段时,会对原有配电网的继电保护及安全运行产生很大的影响。文中分析了逆变型分布式电源对传统反时限过电流保护的配合特性和动作行为的影响,给出了基于反时限过电流保护的选址定容方法并指出其局限性。在此基础上,研究了故障限流器在电网故障时呈现的高阻抗特性,提出了一种基于故障限流器的含分布式电源的配电网保护策略,并结合福建省湄洲岛储能电站实例,建立PSCAD仿真模型,进行计算验证。仿真结果表明,所述方法能够有效降低逆变型分布式电源对反时限过电流保护的影响,使配电网线路的保护具有良好的协调性,保证配电网的稳定运行。