基于PSCAD/EMTDC的带气隙电流互感器建模及仿真

在分析TPY级电流互感器铁芯特点、电流基本方程和铁芯磁化特性的基础上,借助PSCAD仿真程序自定义元件的方法建立了TPY级电流互感器仿真模型。详细说明了模型建立的过程及步骤,并对模型的外观及参数设置进行了阐述。从仿真计算实例可以看出,新建的TPY级电流互感器模型由于气隙的存在不易发生铁芯饱和现象,由此证明了该模型的合理性,为PSCAD/EMTDC中的超高压系统电磁暂态仿真计算提供具有良好暂态特性的电流互感器模型。

考虑磁滞特性变压器PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真建模方法及励磁差异性分析

为了研究高压直流输电中励磁涌流问题,该文结合ATP-EMTP电磁暂态仿真软件中描述铁心铁磁材料磁滞特性的非线性电感Type96以及BCTRAN共同建立考虑磁滞特性变压器模型思想,提出一种考虑磁滞特性变压器PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真新模型。该模型在经典模型的基础上增加了考虑磁滞特性的励磁支路,利用试验获得的最大磁滞回线数据便可有效地反映变压器的磁滞特性,验证表明该模型能很好地反映变压器磁滞特性,且因参数易得,便于用户在PSCAD/EMTDC中仿真使用。同时也仿真研究利用磁滞回线和磁滞中线模拟变压器励磁特性的差异性,得出采用磁滞中线代替磁滞回线来模拟变压器铁心励磁特性在励磁涌流峰值上具有一致性,但磁滞回线对涌流稳态过程特别是谐波特性有较大影响。

基于PSCAD/EMTDC的P类电流互感器暂态饱和特性分析

针对现场运行中发生的110 k V母线保护区外故障动作的行为分析,通过PSCAD/EMTDC仿真再现了故障。仿真结果表明事故是由于故障电流中的直流分量造成电流互感器饱和所致。经仿真分析,通过增大电流互感器变比、绕组匝数、铁芯截面积,减小二次回路阻抗、铁芯剩磁等措施可以有效提高电流互感器的抗饱和能力。

基于PSCAD/EMTDC的变压器过励磁故障仿真分析

过励磁故障使变压器过热导致绝缘老化,降低设备的使用寿命。使用PSCAD/EMTDC建立变压器过励磁故障下的仿真模型。通过理论,实践,仿真三者的比较分析,验证了该软件在变压器过励磁仿真方面有着很好的应用价值。

基于PSCAD/EMTDC的变压器励磁涌流仿真研究

提出了一种基于PSCAD/EMTDC的双交流源模拟变压器剩磁的方法,并在仿真软件中建立了该模型,与直流源模拟法进行对比,仿真结果表明了该方法的可行性和有效性。

基于PSCAD/EMTDC的1000kV特高压变压器仿真

特高压变压器是电网核心设备之一,其电磁暂态仿真模型是继电保护研究的基础。通过分析1000 kV特高压变压器运行基本原理,充分考虑主体变和调补变绕组连接特点,建立了基于PSCAD/EMTDC的主体变和调补变联合仿真模型,并对其正常运行、空载合闸和出口短路故障进行了仿真分析。

基于PSCAD/EMTDC的变压器保护建模仿真

基于PSCAD/EMTDC软件对变压器保护装置进行建模,测试各种故障情况下,采用合理的保护算法,保护元件的动作情况。在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中,以自定义元件为基础,结合实际线路和变压器构建模型,建立主保护逻辑,验证了数字式变压器保护装置的性能。结果证明,利用该软件建模能识别各种不同故障下励磁涌流和内部故障电流,利用FORTRAN语言编写的自定义保护元件模型能正确动作。

基于PSCAD/EMTDC的电网复杂方式下主变合闸仿真研究

利用电网数据搭建地区电网的局部片区220 k V以上电压等级的PSCAD/EMTDC模型,通过与电网潮流以及故障录波等数据进行比较,验证模型的准确性,在此基础上进行有故障电流以及中性点带小电抗等多种电网运行方式下的主变压器合闸模拟仿真,分析主变压器在不同情况下合闸带来的影响。

煤矿电网电压互感器故障的PSCAD仿真研究

在煤矿电网中,由于单相接地故障而引起的母线电压互感器(TV)烧毁的现象时有发生。依据电网单相接地故障时的等效模型仿真了TV一次电流的暂态特性,推导出引发TV故障的主要原因是煤矿电网单相接地时电容电流值较大。利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC对一组6 kV TV进行仿真,并比较了TV一次侧经非线性电阻(消谐器)接地、开口三角并电阻和系统中性点经消弧线圈接地三种解决措施,得出中性点经消弧线圈接地是解决煤矿电网中此问题的最适合方法。

基于PSCAD软件的阻抗匹配平衡变压器仿真研究

研究了阻抗匹配平衡变压器的接线和内部"阻抗匹配"特性,结合多绕组变压器的电磁耦合关系,以电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中的统一电磁等值电路(UMEC)变压器模型为基础,建立了电气化铁路牵引供电系统的仿真模型。对正常运行、故障状态、励磁涌流等情况进行了仿真和分析,仿真结果验证了该模型的正确性,对于阻抗匹配平衡变压器的现场运行具有一定的指导意义。

基于修正J-A模型和改进遗传算法的变压器建模方法

变压器直流偏磁会导致铁心半周饱和,可能导致高压直流输电系统中谐波不稳定现象发生。为实现对直流偏磁条件下变压器运行工况的精确模拟,基于能量守恒式及Langevin方程对原Jiles-Atherton(J-A)模型进行修正;进一步提出了适用于修正J-A模型参数辨识的改进遗传算法,提高了传统遗传算法的全局搜索精度和收敛速度。在PSCAD/EMTDC中基于修正J-A模型搭建了非线性磁滞电感,在此基础上建立变压器仿真模型;基于等比缩小的变压器实物进行直流偏磁实验,将励磁电流仿真波形与实验波形进行对比。结果表明:修正的J-A模型物理意义更加明确,改进遗传算法具有更高的精度和更快的收敛速度,所建变压器模型与实验结果吻合度很高,验证了所提建模方法的准确性。

基于小波变换的高压直流输电线路暂态电压行波保护

详细研究了高压直流输电线路发生故障后暂态电压行波的能量分布特征,利用小波变换对暂态电压进行多尺度分析,并使用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对直流线路在区外和区内故障、故障性雷击和非故障性雷击等几种典型故障下,直流线路暂态电压在各个小波分解尺度下的能量分布进行了仿真计算。计算结果表明,当直流线路发生不同类型故障时,其暂态电压的低频与高频能量的比值有较大差异。根据这些特征,构成了一种新的高压直流线路行波保护判据。

基于电流行波能量和小波变换的输电线路故障选相研究

根据输电线路的故障行波进行故障相的识别,考虑故障时的电压初始相角对行波特性的影响,提出了针对不同电压相角区间的故障识别原理,即对线路故障进行分区讨论。利用小波变换的时频特性提取故障后各相α模电流的行波能量,根据不同故障类型中各相电流行波能量的相对关系确定相应的选相方法和判据。运用PSCAD/EMTDC得到的仿真结果表明,划分不同相角区间的思想和利用电流行波能量的相对关系进行故障选相的方法具有选相迅速、准确的特点,不受故障类型、故障时刻、接地电阻和故障位置等因素的影响,适应性良好。

直流偏磁条件下变压器的谐波畸变特征

结合我国在建的±660kV直流输电线路(银川至青岛),基于建立的非线性磁模型,对距青岛换流站30km的220kV匡正站一号主变进行了谐波定量分析。结果表明,直流偏磁条件下变压器输出电压的偶次与奇次谐波含量均显著增加,使得变压器成为系统的严重谐波源。通过分析直流偏磁对变压器影响的相关因素,给出了该变压器输出电压偶次谐波含量与中性点注入直流的对应关系,为发展基于中性点反向注入电流的直流偏磁抑制方法提供了新思路。

特高压直流输电系统非特征谐波分析

特高压直流输电(UHVDC)以其特有的大容量、远距离、高电压等优点,在国内迅速发展起来。针对特高压直流输电系统普遍存在的网侧非特征谐波电流问题,展开了一系列的研究。首先理论分析了特高压换流变阻抗不平衡和触发角不平衡时,5、7次等非特征谐波电流的产生。其次,根据国内某一实际的UHVDC相关运行参数,以PSCAD/EMTDC软件为平台,搭建了其仿真分析模型。最后,重点针对换流变阻抗不平衡和触发角不平衡两种情况,计算了网侧5、7次非特征谐波电流。仿真结果表明,换流变阻抗不平衡对交直流互联系统的影响较小;换流器触发角不平衡时,网侧5、7次非特征谐波电流较大,超出了谐波电流含量最大1%的标准,对交直流互联系统的影响较大。

单双端行波特征综合考虑的辐射状电网组合测距技术

为提高配电网行波测距的可行性及准确性,提出了一种适用于辐射状电网的组合测距技术。该技术综合考虑单端行波测距及双端行波测距的特点及适用性,首先利用双端行波测距易实现的特点判断故障大致距离,然后基于该故障距离及线路自身参数关系来准确识别故障点反射波和对端母线反射波达到测量端的时刻,从而精确测得故障距离。因此它克服了双端测距受GPS同步对时系统的误差对测距结果影响,以及单端行波测距无法准确辨识故障特征波前的困难。搭建了35 kV单端辐射状电网PSCAD仿真模型,针对不同的故障距离、接地电阻、故障类型分别进行数据分析,通过双端测距的结果准确验证了故障点反射波和对端母线反射波时刻,测距误差在100 m之内。研究结果表明,提出的方法通过单双端行波特征综合考虑的测距方法能实现2种方法的相互印证,提高了单端辐射状配电网行波测距精度。

高压直流输电中谐波对换流变压器差动保护的影响

由于高压直流输电系统特有的优点,使高压直流输电系统得到越来越广泛的应用。但高压直流输电系统具有其本身的特点,使得换流变压器与普通电力变压器在构造上有一些不同,高压直流输电系统中换流器是非线性元件,产生大量谐波,谐波对换流变压器保护动作有影响,再加上直流控制系统对故障的控制和调节作用,导致换流变压器和传统电力变压器保护存在差异。基于PSCAD/EMTDC仿真程序研究了CIGRE直流输电标准测试系统在正常运行,换流变压器内部故障和整流侧换流阀短路典型故障情况下的特点。并用Matlab分析了各种情况下的数据,并得出换流变压器差流中谐波的特点及对换流变压器差动保护的影响。

基于改进递归小波变换的超高压线路边界保护元件算法

在分析输电线路边界频率特性的基础上,提出了一种基于改进递归小波变换的超高压输电线路边界保护元件算法。采用改进递归小波变换分别提取高频和次高频2个不同中心频率的故障暂态电流分量,利用母线对地杂散电容和阻波器对高频暂态分量的衰减作用,根据2个不同频率分量的暂态能量比值来识别保护区内外的故障。采用PSCAD/EMTDC对某500kV超高压输电线路模型进行仿真,结果表明该算法基本不受故障位置、故障过渡电阻、故障类型和故障初始角的影响,能准确识别保护区内外故障。改进递归小波变换算法只采用历史数据信息,实时性好,计算量少,因此基于改进递归小波变换的超高压输电线路边界保护元件算法可提高计算速度,能够满足超高压输电系统高速保护的要求。

电磁式电压互感器铁磁谐振特征

为研究PT发生铁磁谐振现象时的特征,以一个中压三相电压互感器为例,建立了一个基于PSCAD/EMTDC的PT仿真模型.针对系统电压、断路器开断时刻以及系统串联电容等不同参数,做了大量的仿真试验,通过分析试验结果,得到了PT发生铁磁谐振时的几种行为模式,并能用过电压和电压波形失真率等参数对不同频率的铁磁谐振进行识别,这对铁磁谐振的检测有重要的使用价值.

基于小波包分析与神经网络的变压器区内外故障判断方法

作为变压器主保护的瓦斯保护经常在发生变压器区外故障时误动作,严重影响了变压器和电力系统运行的安全性和可靠水平,准确识别区内外故障是解决瓦斯保护误动作的重要前提。研究了适用于区内故障仿真的变压器PSCAD模型,验证了该仿真模型与原有模型的一致性。设计了基于小波包分析的变压器区内外故障特征量提取方法,通过不同小波包能量的对比,分析了区内外故障时差动电流的特征。基于小波包能量差异性,提出了利用神经网络进行区内外故障识别的方法。通过具体算例验证了方法的正确性和有效性。