基于最小二乘法的变电站故障录波测距系统设计

当前,变电站故障区域受录波器性能的影响,阻抗值获取难度较大,导致故障区域测距效率较低。为提高变电站故障区域的测距效率、确保变电站的供电稳定,设计了基于最小二乘法的变电站故障录波测距系统。在系统硬件部分,采用分布式的电力故障录波器装置,收集变电站电力数据,利用以太网后台机完成数据传输。在系统软件部分,凭借最小二乘法计算模拟量通道的变比参数,校正电力录波装置通道间的相位误差,以提高录波器模拟量的测量精度。通过故障相电流差与相电压差获得阻抗值结果,计算出变电站故障录波的准确距离。试验结果表明:所设计系统的步角误差与测距误差均较小,故障录波测距误差降到了1%以内。该系统可以有效完成变电站故障点的精准定位,具有较高的参考价值。

规模化电动汽车三相负荷平衡充电选线装置与仿真分析

居民小区规模化电动汽车的单相慢速充电方式可造成小区电力系统出现严重的三相不平衡现象,进而会对配电网造成不可忽视的影响,针对此问题设计了一种自动平衡电动汽车三相充电负荷的充电机选线装置。该开关装置可自动地选择电压最高的一相作为电动汽车充电电源,同时断开与另外两相的连接。在此选线装置作用下,居民小区配电系统陆续接入需要充电的电动汽车时,充电负荷会自动地均匀分配给各相电源以达到三相负荷平衡的目的。对此选线装置参与的居民小区配电系统进行了仿真分析,分析结果表明,该装置具有实现充电负荷平衡、改善三相电压不平衡度及降低配网线损的效果。

消弧线圈并联中阻选线的单相接地试验及分析

配网单相故障接地工况复杂,导致选线装置准确率低,影响供电可靠性。为提高选线装置的选线准确率分析了消弧线圈并联中电阻接地选线原理,并进行了35kV系统在金属性、砂土、水泥板、碎石堆、柏油板等工况下的单相接地试验。试验分析发现:选线装置能增大阻性电流信号,克服消弧线圈补偿等影响;利用线路零序电流增量可进行故障选线,并能正确区分母线与线路的单相接地故障;常见接地工况过渡接地电阻的大小依次为柏油板、水泥板、碎石堆、砂土;选线装置在接地过渡电阻很高时可能不动作。PSCAD数字仿真试验得出的规律与试验情况基本一致,从而验证了选线原理的正确性。

基于RTDS仿真测试的配网单相接地故障选线系统优化

在RTDS中建立小电流接地系统模型,设置各种故障条件,通过放大器模拟实际电压、电流信号接入选线装置,进行动态仿真试验。比对RTDS试验和选线装置现场试验数据和选线结果,优化设计RTDS模型和选线系统,证明了所建模型正确性。

基于小世界网络模型的补偿电网单相接地故障识别与选线

为解决补偿电网接地选线正确率不高,不能识别高阻接地和低阻接地故障的问题,提出了应用小世界网络理论进行单相接地故障识别和选线的新方法。研究了单相接地故障的四种类型,在实验室搭建了低压模拟补偿电网,并针对高阻和低阻接地建立了其故障前后的小世界网络模型,得出了各自的特征参数,以此可以区分不同的故障类型和接地线路。在此基础上,研制了相应的选线装置并进行了接地选线试验。试验结果表明,选线装置能够识别接地故障类型,正确选出接地故障线路,效果令人满意。

转动式交流接触器合闸相角的模糊优化设计与控制

介绍了基于MSP430-CPLD控制模式的光机电转动式电器动态特性测试装置的软硬件结构、功能、特点。对转动式交流接触器的动态过程参数进行了测试,在此基础上应用模糊理论对接触器的合闸相角进行了优化设计。完成了MSP430F449型单片机实现的最佳合闸相角控制系统的设计。从而为进一步研究、分析电器的动态特性,实现电器的最优控制,大幅度提高其性能指标发挥作用。

基于无谐波检测和选择性谐波补偿原理的组合式同相供电系统控制策略

针对组合式同相供电系统同相补偿装置(CCD)的常规控制方法受负载电流检测精度影响严重,且不能良好跟踪高速铁路负载高次谐波电流的缺陷,提出一种选择性谐波电流控制策略。该控制策略仅需要保留CCD的两单相变流器输出电压、电流的检测部分,不需要检测负载电流;并通过矢量比例积分控制器对连接负载的单相变流器输出电流误差中的各次谐波单独跟踪。该设计方法不受负载电流检测精度的影响,对牵引负荷各个频段谐波都具有良好的跟踪性能。利用MATLAB/Simulink搭建组合式同相供电的常规控制模型、改进控制模型和基于改进控制策略的半桥四臂模块化多电平电路模型,对交-直型、交-直-交型、混跑3种负载分别进行控制,仿真验证了改进电流控制方法的正确性以及在实际工程实现中的有效性。

基于TMS320F2812的选线装置硬件设计

介绍一种基于TMS320F2812DSP的小电流接地系统单相接地故障选线装置的硬件设计,主要分析了其设计思路及系统硬件组成,并简述了其电磁兼容(EMC)设计。

配电网单相接地快速处置装置运行情况研究

为确保配电网单相接地保护装置的正确动作水平,需开展人工单相接地系统试验,对消弧线圈以及小电流选线装置的动作性能进行系统测试。以西安地区开展的真实环境下人工单相接地系统试验为基础,总结了消弧线圈运行中存在的各类故障及小电流选线装置自身故障、二次接线错误等问题。结合发现问题,进一步给出配电网单相接地故障快速处置改造施工和运行的相关建议,为提高单相接地处置装置正确动作水平奠定了基础。

开关型消弧装置的故障选相及选线方法

在中性点不接地配电系统中,采用开关型消弧接地装置进行选相和选线存在准确率不高、会引起谐振等问题。为此,对中性点不接地系统中开关型消弧装置的工作原理和特性进行研究,提出基于相电压差值的选相方法和基于零序电流变化量的选线方法,分析母线故障与馈线故障的区别并设计故障线路判断流程。最后,应用PSCAD/EMTDC软件进行建模和仿真,仿真结果表明所设计的选相和选线方法具有较高的准确度和可行性。

220 kV母线高压电抗器投切对电力系统的影响

220 kV叠泉变电站是中国首个计划在高压侧母线投入电抗器以补偿容性无功功率的变电站,对该电抗器投切对电力系统的影响进行了评估。考虑电抗器励磁特性和投切过电压的统计特征,计算了由并联电抗器投切引起的各母线电压变化,对电压波动是否在设备耐受能力和系统容限范围内进行了评估;分别计算了安装和未安装选相合闸装置的投切暂态,包括投切并联电抗器所引起的操作过电压、励磁涌流。仿真计算结果表明:控制断路器截流值可以保证切除高压电抗器时过电压在设备允许范围内;使用选相合闸装置并制定合闸策略,可以降低励磁涌流至合理范围。

保护装置中小电流接地选线功能的分析

当前电力系统的中性点接地主要有大电流接地与小电流接地这两种方式。而我国多数配电网主要采用的就是小电流接地,而这种系统特别容易出现单相接地故障,因此及时找出出现故障的线路,对于维持电力系统的正常运行意义重大。通过对目前常见的保护装置中小电流接地故障的选线功能的应用情况进行分析,并对选线功能提出些许意见与建议,希望能为相关工作者提供参考。

换流站选相分合闸装置误动故障案例分析

在换流站的发展中为提高其运行质量以及稳定性,引入选相分合闸装置,通过该装置稳定电流以及电压并保证系统运行的寿命和稳定性。但是在换流站运用选相分合闸装置中还存在一些问题,针对这些问题需要进行解决和应对,避免故障问题。本文主要针对换流站选相分合闸装置误动故障进行分析,在分析过程中以某换流站的实际案例为例进行分析,最终分析出现误动故障的原因,针对原因提出改进和优化措施。

基于DSP的小电流接地系统故障选线装置的研究

故障选线装置是电力系统的重要组成部分,而小电流接地系统在电网中应用较为广泛,因此对其故障选线装置的研究显得尤为重要。通过对国内外小电流接地选线装置和选线技术的分析,首先选择了运算复杂但选线效果较好的暂态量的选线算法,并且根据暂态量选线算法运算量大且对采样数据实时性要求高的特点设计了一套基于DSP＋CPLD＋ARM＋51MCU的小电流接地故障选线装置,然后在单相接地故障的条件下进行了装置性能的验证。实验结果表明,装置性能完全符合要求,同时也为研究更加复杂、运算量更大的选线算法提供一个性能优异的硬件平台。

转移型消弧装置对线路首端断线故障试验处理异常分析

针对故障转移消弧装置发生首端断线故障,装置不能准确选相并可靠动作,可能会进一步发生变电站相间短路故障的问题,在某10 k V配电真型试验场进行了故障接地转移装置首端断线故障试验,分析了配电网首端断线故障特征。试验结果表明,线路首端断线故障与单相接地故障的母线电压变化有相似之处,故障转移消弧装置仅利用中性点位移电压的变化和相电压的变化来判断是否发生单相接地故障是不可靠的,装置会出现选相错误的现象,应增加零序电流的判据条件加以限制。

整流侧大容量变压器充电对高压直流输电工程运行影响分析及改进措施研究

大容量变压器充电过程中产生的励磁涌流是交流系统常见的二次谐波来源之一,因高压直流输电工程固有运行特性,整流侧交流系统100 Hz谐波分量经直流换流阀转变后在直流侧呈现为50 Hz谐波分量,在直流线路谐波放大作用下,极易引发逆变站50 Hz谐波保护误动,甚至导致高压直流输电工程多回、多极闭锁,故在工程规划设计阶段需全面充分评估整流侧交流系统大容量变压器、换流变压器充电对直流工程运行的影响,同步策划解决方案。以某直流工程整流站换流变压器充电及整流侧交流系统电厂主变充电期间逆变站两起50 Hz保护动作为例,详细分析了保护动作原因,明确了整流侧大容量变压器、换流变压器充电对该直流输电工程安全运行的影响,并提出了后续运维建议及彻底整治措施研究的技术路线。

主动干预型消弧装置的附加电阻故障选相方法

正确选定故障相是主动干预型消弧装置正确动作的前提和基础,误选将引发更严重的相间短路故障。为提高故障选相准确率,文中提出了一种中性点附加电阻的选相方法。该方法通过投切附加电阻,实现线路对地参数的快速估计;进而利用系统正常状态和故障状态下各相对地参数的变化差异,精确辨别故障相。仿真结果表明,该方法性能优于传统的相电压幅值比较法,在发生高阻接地和电弧接地时仍具有较高的选相准确率。

小电流接地选线装置存在问题及处理措施

针对河北国华沧东发电有限责任公司380V小电流接地选线装置的误判、误报问题,分析其原因,提出相应的处理措施,该措施实施后提高了小电流接地选线装置报警的准确性,保证了机组的安全、稳定运行。

基于谐波分次检测与重复控制的配电网电能治理装置设计

为了实现三相四线制配电网电能治理装置对无功、谐波和不平衡电流的有效补偿,提出一种基于谐波分次检测与重复控制的配电网电能治理装置设计方案。首先将谐波分次检测算法在传统多同步旋转变换谐波检测方法基础上用比例积分(proportional integral,PI)闭环控制代替低通滤波器,实现对多个特定次谐波分量的高精度检测;继而基于常见的LCL滤波器给出一种重复控制参数设计方法,并考虑算法的电网频率适应性,实现对谐波分次检测算法结果的无静差控制。最后,针对配电网常见的无功、不平衡和谐波负荷,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。

小电流接地系统单相故障的改进小扰动选线法

由于电缆线路及架空电缆混合线路不断增多,基于小扰动原理的消弧线圈选线装置在故障后无法选线的情况时有发生。为解决这一问题,提出一种改进的小扰动选线法,在消弧装置选线失败的情况下,切换系统接地方式,通过线路的零序、过流等保护功能切除线路永久性故障,从而保证电网的安全稳定运行。仿真结果表明,改进后的小扰动选线装置具有更高的选线率,对不同的10 kV出线形式具有更好的适应性,可提高电网的安全稳定运行水平。