基于复小波的快速相差保护研究

针对相差保护虽具有不受系统振荡影响的优点,但由于其对通道要求高,保护动作时间长的问题,该文提出一种利用小波变换提取非工频故障电流相位进行比较的保护新方法:基于故障产生的暂态电流分量在线路上的流向进行保护。它具有快速比相的能力,提高了相差保护在高阻接地和两相运行下的保护性能。新方法能够有效地加快保护速度,提高保护在大负荷电流下的抗过渡电阻的能力,改善保护在缺相运行时的保护特性等。对保护两端同步采样的要求较低,因而很容易实施。大量EMTP仿真试验验证了新方法的快速性和可靠性。该方法如应用于实际中,可提高运行部门的旧有相差保护性能和经济效益。

基于零序电流群体比幅比相的选择性漏电保护新方案

推导了煤矿井下低压电网不同位置发生单相漏电时的零序电流计算公式,用电流相量的实部和虚部比较了各零序电流的幅值关系与相位关系,并提出了一种新的选择性漏电保护方案。通过Matlab仿真与快速傅里叶变换(FFT,Fast Fourier Transform)对该方案进行了验证。结果表明,此方法不仅可以实现漏电保护的横向、纵向选择性,而且无需采集零序电压,既提高了漏电保护的可靠性,又降低了硬件成本。

提高脉冲比相可靠性的途径及其实现

在基于零序电流方向原理的矿井低压电网选择性漏电保护中，比相误差是导致保护误动的主要因素。文章在分析比相误差产生原因的基础上提出用有源移相与宽度可调的正弦波／ 矩形波变换电路相结合的方法来提高脉冲比相环节的容错能力。重点讨论了其电路组成及工作原理。

基于S变换的故障选线新方法

在研究采用S变换提取的信号的幅频特性和相频特性基础上,提出了一种基于S变换的故障选线方法。利用S变换后电气量在各频率点的模值和相角信息,通过模值比较,找出特征频率点;通过相角比较,制定选线投票机制。利用特征频率点的模值来表征其相角信息的可靠性,定义了投票信心度。通过对多个采样点的投票机制,形成了投票统计图。利用仙农模糊熵定义选线信心度,通过选线信心度对投票统计图进行融合,在选出故障馈线的同时,给出选线信心度。仿真结果表明,提出的方法选线正确率高,选线信心度的定义合理。

基于正序电流故障分量相位比较的电压暂降扰动源分界

准确判断电压暂降扰动源的相对位置,对界定供用电双方责任以及制定治理措施提高供电质量具有重要意义。文中提出了基于正序电流故障分量相位比较原理的配电网电压暂降扰动源分界方法。通过建立不同位置发生不同类型故障时的正序故障分量等值网络,分析变电站内所有进出线的正序电流故障分量相位分布与故障位置间的关联关系,进而构建基于正序电流故障分量相位比较的电压暂降扰动源分界判据及其动作边界。该方法进行电压暂降扰动源分界时仅利用站端进出线的电流信息,测量信息获取方便,具有很好的工程应用前景。基于PSCAD建模仿真,验证了短路故障、相位跳变以及负荷扰动情况下,文中所提电压暂降扰动源分界方法效果较佳。

计及分布式光伏发电低电压穿越能力的主动配电网保护方法

针对高渗透率分布式光伏发电并网造成主动配电网原有保护无法适应的问题,提出计及分布式光伏发电低电压穿越能力的主动配电网保护方法。根据分布式光伏发电低电压穿越控制策略对其故障特性的影响,定性分析了光伏发电故障电流与并网点电压的相位关系,推导主动配电网各馈线电流正序故障分量特征,结合电压信息,提出基于母线故障前电压正序分量与各馈线正序电流故障分量相位比较的保护方法。最后利用PSCAD建立主动配电网系统模型,对所提方法进行仿真算例分析,结果表明该方法正确、有效。

两种开关磁阻电机无位置传感器起动技术的比较研究

无位置传感器起动技术一直是开关磁阻电机研究的难点。对传统的非导通相电流比较的起动方法进行了改进,同时还提出了一种基于非导通相电感双阈值法的起动策略。前者是通过比较非导通相电流大小来获得换相信号,实现电机的轮流驱动;后者则是通过比较非导通相估计电感与预设阈值之间的大小,来估计另外两相的开通与关断信号,实现电机的驱动运行。对两种无位置传感器起动方法进行理论分析,最后通过实验验证了这两种起动方法的可行性,并证明了理论分析的正确性。

基于双端电气量的输电线路故障测距算法

为了解决单端故障测距受故障点的过渡电阻和对端系统阻抗的影响,提出了基于双端电气量的比相式故障测距方法。首先推导出了分布参数模型输电线路的电流分布系数公式,分析了单端比相式测距算法误差产生的原因;然后求出输电线路两端系统的非同步角;再通过将线路一端的电压电流和线路另一端的电流进行对称分量变换与反变换,推算出沿线各点的故障支路的电压和电流,利用故障支路的电压和电流相位差最小值的特征进行定位;最后采用分布参数线路模型建立超高压输电系统仿真模型在Matlab/Simlink中进行全面系统的仿真验证。结果表明所提的故障测距算法不受过渡电阻、系统阻抗、故障类型等因素的影响。

500kV磁控式并联电抗器控制绕组保护方案

磁控式并联电抗器(MCSR)铁芯上绕有网侧绕组、补偿绕组和控制绕组,其中控制绕组作为控制无功功率输出的核心部分,对其保护性能的要求很高。基于一种已经投入运行的MCSR励磁系统结构,文中详细分析了控制绕组发生接地故障、相间短路和匝间短路的故障特征,提出了新的MCSR控制绕组保护方案,给出了整定计算原则。利用低电压与过电流复合型保护作为接地故障的保护,有效消除了死区;利用每相两绕组基波电流比相保护作为控制绕组相间短路的保护,提高了保护灵敏度;利用基于电流变化量的保护作为控制绕组匝间短路的保护,轻微匝间短路也有较高灵敏度。仿真结果验证了新原理的有效性。

基于DSP的井下选择性漏电保护装置设计

针对当前煤矿井下选择性漏电保护存在的不足,对零序电流方向式漏电保护工作原理进行重点研究,提出采用零序电压启动,比较零序电压和零序电流的相位的方法来判断零序电流方向,从而实现选择性漏电保护。方案实施以DSP为控制核心,通过软件实现零序电压和零序电流的比相,最后给出硬件电路设计及软件程序流程图,并试验验证了对漏电故障正确的选择性保护。

故障分量正序方向元件消除拒动措施分析

针对微机线路保护故障分量正序方向元件可能出现拒动,分析了故障分量的特性及故障分量正序方向元件的工作原理,提出了采用引入补偿电压、附加90°接线方向元件及用两故障分量正序电流进行比相消除拒动的措施。

同相牵引供电系统控制策略研究及仿真分析

针对电气化铁道的谐波、无功、负序及电分相等问题,讨论了采用Scott平衡变压器与综合潮流控制器(IPFC)构成的同相供电系统。提出IPFC直流侧电压PI均值前馈控制策略,可准确控制变压器副边电流幅值均衡,实现系统负序的完全补偿。为改善传统控制方法谐波含量高、直流侧电压波动大的不足,提出直流侧电流均值前馈控制策略。所提方法使系统具有良好的动态特性、稳定性及较小的稳态误差,且在牵引和再生制动工况下均适用。仿真分析验证了所提方法的有效性与正确性。

新型微机式电流方向继电器研究

提出了一种新型微机式方向继电器即电流方向继电器,分析了它的基本工作原理、硬件构成及基本的实现方法,还分析了具体实现过程中可能遇到的问题及其对策。这种方向继电器只需要检测电流值和电压的相位信息就可以实现短路故障方向的正确判别。由于它不需要检测电压信号的值,所以具有结构简单、实现容易、成本较低、动作较快、工作可靠等优点。此外,该型方向继电器的动作范围和灵敏角的设置非常简单、方便、灵活,而且其电压死区问题得到了很好的解决。

比相式母差保护保护死区的消除

母差保护在220 kV及以上电压等级的变电站中广泛应用,是一种不可缺少的重要保护。由于比相式母差保护需要根据母联电流的相位来确定故障母线,在两条母线发生相继故障时,存在一定的保护死区。基于母联电流比相式母差保护保护死区的缺点,对控制回路进行了必要的改进。改进后的控制回路能够有效地消除比相式母差保护的保护死区。深圳市220 kV水贝站的实际应用验证了改进后控制回路的有效性。

故障分量比相原理在变压器保护中的应用

通过比较变压器内部短路、空载合闸、外部故障切除时电源侧母线电压的特征 ,提出一种识别励磁涌流的新方法。通过比较变压器内部短路、外部短路故障分量的相位特征 ,提出变压器主保护的故障分量比相原理。该原理可以很好地解决区外短路的不平衡电流对变压器主保护的影响 ,提高了主保护灵敏性、选择性和快速性。

模糊综合评判在接地故障选线中的应用探讨

现行的各种小电流接地故障选线方法利用不同的故障特征量进行处理,所适用的范围不同,检测故障的鲁棒性和精度不一样。由于小电流接地系统的复杂性及单相接地故障的特殊性,每种选线方法往往都有一定的局限性和不足,如果利用信息融合技术对多种选线方法进行综合应用,将不失为一种提高接地故障选线性能的有效手段。针对小电流接地系统中的接地故障选线问题进行研究,提出了针对多种选线方法进行模糊综合评判的小电流接地系统故障选线模式,对多种选线方法的模糊隶属函数及权重因子的确定进行了探讨,以能量函数法、小波变换法及相间工频变化量比较法三种接地故障选线方法为例进行了模糊综合评判实例仿真,仿真结果说明针对多种选线方法进行模糊综合评判的故障选线模式具有更高的可靠性。

基于模糊推理的配电网单相接地故障诊断方法

提出了一种基于模糊推理的配电网单相接地故障诊断方法,即采用模糊理论对传统的零序电流群体比幅法、暂态零序电流互积求和法、信号注入法这三种传统的配电网单相接地故障诊断方法进行改进,根据模糊推理理论将三种故障诊断方法的诊断结果融合以综合判断;针对配电网支路多且复杂,但每条支路并不长的特点,对配电网络进行化简分层,并采用基于模糊推理的配电网单相接地故障诊断方法对分层后的配电网进行逐层判断,最终确定诊断结果。分析结果表明,该故障诊断及电网分层诊断方法能够准确、快速地判断出故障线路。

基于零序电流比相的零序方向元件新原理

通过对线路单相接地故障时零序电流电压分布特点、零序功率方向元件动作的分析,提出了微机继电保护采用两零序电流比相判断零序功率方向的方法,零序方向元件不受电压元件断线、系统振荡及负荷的影响,从原理上确保了动作的可靠性。

多逆变器同步输出控制设计及实现

为实现多逆变器的同步输出,采用闭环控制的方法,采集各逆变器的输出相位信息,通过控制器计算相位差,利用相位差来调节逆变器的驱动信号,从而实现逆变器的输出同步。由于线圈耦合机构处于完全的谐振状态,因此逆变器的输出电压与电流为同步信号。其中相位信息的采集主要通过电流互感器与电压比较器相结合,将线圈电流的正弦信号转换为方波信号提供给控制器,利于后续相位差的计算。驱动信号的调节主要通过控制器FPGA对驱动信号进行移相来改变输出相位,从而实现逆变器同步输出的控制。

智能型高压漏电保护装置的改进

提出了一种利用单片机对零序电流和零序电压进行相位比较,改进一般智能漏电保护装置的新方 法。该方法可以加快漏电信号的检测速度,减少中间处理环节,提高保护系统的可靠性和灵敏度。