分频输电系统同步发电机端口三相短路引起的振荡转矩分析

为了研究分频输电系统频率降低对水轮发电机机端三相短路时所产生的振荡转矩初始幅值的影响,建立了同步发电机的5阶数学模型,推导了5阶模型下同步发电机带负载机端突然三相短路时,振荡转矩初始幅值的解析表达式;比较了工/分频水轮发电机在额定工作状态下经同一短线路向系统送出有功和无功时,机端电压与功角的大小关系;在水轮同步发电机的实际工程应用标准参数与电气参数限定范围内,研究了振荡转矩初始幅值关于机端电压与功角的单调性,比较了相同工况下工/分频系统振荡转矩初始幅值的大小,并量化分析比较了包括频率在内的多种因素对振荡转矩初始幅值的影响程度。研究结果表明:在水轮同步发电机参数、工况相同,仅考虑频率降低的情况下,经短线路向系统送出功率,分频输电系统振荡转矩的初始幅值小于工频系统;在各影响因素中,直轴次暂态电抗对振荡转矩初始幅值影响最大,交轴同步电抗影响最小。

考虑锁相暂态响应的光伏发电系统三相短路电流计算方法

光伏发电系统具有不同于同步机的故障响应特性,给电力系统故障保护与控制带来严峻挑战。锁相环的输出直接影响光伏发电系统的故障响应特性,特别是在电网故障后电压相位跳变使得锁相环输出呈现非周期性的暂态响应偏差,对光伏输出短路电流产生较大影响。现有研究忽略锁相暂态过程,可能造成光伏及其并网系统短路电流的分析计算出现较大误差。为此,本文推导了光伏锁相环输出相位与并网点电压相位间偏差的解析表达式,分析了锁相偏差的时域变化特性及其影响因素和锁相偏差对光伏发电系统三相短路电流的影响,从而提出了考虑锁相暂态响应的光伏发电系统三相短路电流解析计算方法,并分析了短路电流的特征,最后搭建光伏并网系统仿真模型,验证了理论分析的正确性。

低压0.4kV配电网络三相短路电流的简化计算

本文提出低压0.4kV配电网络三相短路电流的简化计算公式,只要知道10/0.4kV变压器的参数及其低压侧三相短路电流,以及配电线路的长度和三相短路电流长度,就可以很方便地算出配电线路终端的三相短路电流,其简化计算精度可以满足实用要求。

电网三相短路故障下并网虚拟同步发电机的暂态特性评估与提高

与同步发电机相比,虚拟同步发电机(VSG)的显著缺点是没有过流能力,故障发生时的过电流会损坏逆变器的器件。对此,研究电网三相短路故障下VSG的暂态问题综合考虑了电压控制和功角稳定性电流限制,通过增大虚拟阻抗和改变有功功率参考值,可限制VSG输出电流,保持VSG功角稳定。此外,细化和定义了电网三相短路故障VSG的暂态过程阶段,研究了虚拟电感和功率参考值在各阶段的调节范围,并提出了改善VSG短路故障暂态特性的控制策略。

一起10 kV单相接地引发三相短路故障的辨识与分析

针对一起10 kV中性点非有效接地系统中由单相接地引发两相异地接地短路,最终发展为三相短路的事故案例,通过故障录波及现场故障信息情况进行辨识分析,得出了故障原因,并提出了防范措施及建议。

基于双馈风电场的三相短路电流计算及保护方法

新能源发电技术在电力系统中逐渐占据越来越大的比重。为了实现电力系统安全运行的稳定性,需要了解系统故障的影响,根据双馈风力发电机的撬棒动作情况以及相关暂态特性完成短路电流计算。通过建立双馈风力发电机模型,并根据双馈风力发电机在三相短路故障期间投入的撬棒保护,对风机内在机理的动态变化进行分析,精确计算定转子磁链在故障期间的变化情况,从而得到撬棒动作时的新三相短路电流计算方法。最后通过PSCAD/EMTDC进行仿真验证,并利用Matlab检验计算方法的精确度。同时根据风场的低电压穿越能力与电流保护装置的特性,提出一种针对双馈风电场的低电压穿越保护方案。该方案根据低电压穿越能力的电压变化要求以及短路电流的大小协作完成对线路的保护,以便清除故障后风场电压可以及时恢复并且保持并网运行,且在一定程度上可应对低电压穿越能力的延时问题。

柔性直流输电系统近区交流线路三相短路故障分析

三相接地短路故障是高压柔性直流输电(VSC-HVDC)系统交流保护区典型故障中最严重的故障,其对电力系统造成的影响最大。大容量直流输电系统发生交流三相短路故障后若得不到及时的处理,将会影响整个区域电网的电能传输。基于模块化多电平换流器(MMC),在PSCAD/EMTDC中搭建了VSC-HVDC系统的模型,对高压大容量VSC-HVDC系统交流区域的三相短路故障电磁暂态特性进行了仿真分析。

一种三相短路保护装置的设计

为解决线路短路出现电弧和火花四溅造成电气火灾的问题,保护人身和财产安全,分析了一种三相短路保护方案的原理,逐步分析了固态开关元件的选取、MOS管的原理、单相短路保护的原理、三相短路保护的方案设计及MOS管的保护方式,通过以上的分析设计出针对三相电路短路的保护方案,避免出现电气火灾。

三相感应电动机起动及三相短路故障的过程仿真

文章首先列出了三相感应电动机的运动状态方程,包括各部分系数的值。然后分析起动时的初始状态以及空载稳定运行的状态,并分别作为起动和三相短路故障的初始值。利用四阶龙格-库塔方法求解不同时刻各状态量,并利用Excel自带的VBA编写了程序,实现了上述功能。最后通过实例计算了一台三相感应电动机在空载起动和三相短路故障两种工况下,定子电流和电磁转矩的冲击峰值。

双馈风力发电机三相短路分析及短路器最大电阻整定

双馈风力发电机三相短路保护装置的整定取决于其短路电流。为了提高整定精度,提出将三相短路过程分解为稳态运行和反向电压暂态运行2个部分,并建立了相应的数学模型。利用Maple软件对数学模型进行拉普拉斯变换及其逆变换,求取短路电流的解析表达式,并用仿真方法加以验证。分析结果表明在短路电流中存在直流分量、交流基波分量和交流谐波分量,各分量的变化规律由双馈风力发电机的参数、转差率及转子励磁电压决定,而短路电流的大小主要取决于交流分量。因此,根据短路电流的交流分量对短路保护装置最大电阻进行了整定。

双馈感应发电机三相短路电流解析计算模型

电网电压跌落在双馈感应发电机(DFIG)定、转子绕组中激发的电磁暂态过程是影响DFIG和电网安全的重要因素,因此,定量分析电压跌落后DFIG的电磁暂态过程具有重要意义。以DFIG电压完全跌落后的物理过程分析为基础,研究了DFIG在三相短路后的磁链初值平衡电路、电流频率特性以及定、转子电流中各频率成分之间的依存关系。根据磁链平衡电路,求解得到了三相短路电流的解析表达式,提出了DFIG三相短路电流的解析计算模型,统一了三相短路过程中频率成分、衰减时间常数、幅值和初相位的分析结论,并通过解析模型与DFIG经典模型的仿真对比验证了模型的有效性。

双馈风力发电系统在电网三相短路故障下的响应与保护

为了研究双馈感应风力发电机组的低电压穿越以及故障保护技术,根据双馈风力发电系统的数学模型采用数学解析的方法详细地分析了双馈感应发电机和变换器在三相电网短路故障时的动态响应特性;推导出了三相电网短路故障时双馈发电机的故障电流最大值及其发生时刻;并在此基础上,研究了双馈风力发电机的转子保护电路的具体设计方法及计算依据。

双馈风力发电机三相短路电流分析

为了研究双馈风力发电机组的低电压穿越控制问题,分析了双馈风力发电机定子端三相短路时短路电流的产生机理,给出了双馈风力发电机在空载同步转速条件下的定转子短路电流的近似解析表达式。在此基础上,根据双馈风力发电机内部的电磁关系,分析了发电机故障前不同转速、输出有功功率及无功功率等运行状态对双馈发电机短路电流的影响。在理论分析的基础上,建立了3 MW双馈风力发电机的模型,对发电机定子端三相短路故障状态进行了仿真研究。仿真结果表明:通过定转子短路电流的近似解析表达式和发电机故障前的初始状态可以有效对双馈发电机短路电流进行定性分析,为进一步研究双馈风力发电机的低电压穿越能力提供了理论依据。

一种电流突变量选相元件三相短路判据的探讨

在详细分析相电流差突变量选相基本原理的基础上,对传统相电流差突变量选相元件三相短路故障判据进行了改进。改进后的判据克服了原判据在实际系统发生三相短路故障时过于严格而产生误判的缺点,较好地解决了三相短路故障的误判问题,具有实现简单、灵敏的优点。以一典型500kV系统为例,运用EMTP(ElectroMagneticTransientsProgram)进行数字仿真形成故障数据文件,并在VC环境中编制选相程序,对改进后的三相短路故障判据和传统判据进行了比较测试,测试结果证明了该判据的正确性和有效性。

三电平变频调速系统的三相短路制动仿真与实验分析

三相短路制动是变频调速系统中常用的一种制动方法。文中从电路的PSIM仿真和实际的55kW变频调速系统的试验结果出发,针对三电平变频调速系统的三相短路制动方法进行了有针对性的分析。文中详尽阐述了三相短路制动的原理和可行性,并通过仿真和试验结果的比较,剖析了在三相短路制动的瞬间过程中,由于制动电流过大而可能导致出现的电动机三相突然开路,直流母线电压跳升和IGBT闭锁等一系列问题。最后综合仿真和实验的分析结果给出三相短路制动的客观评价、使用建议及制动方法的改善措施。

人工三相短路试验数据验证的负荷实测建模方法

2002年国家电网公司设立了重大研究项目大区电网负荷测试技术及模型完善的研究,对东北电网234个负荷变电站进行了调查,并根据调查得到的负荷比例将234个负荷点分成10类。每1类中选出1个变电站安装测量装置,建立负荷模型,从而构成了东北电网负荷模型参数库。东北电网进行了2次共4个人工三相短路试验,事后对负荷模型和仿真进行了验证。结果表明实测建立的负荷模型有较好的外推特性,用实测负荷模型仿真的精度与用大扰动数据直接拟合的负荷模型相近,因此证明了实测建模方法的有效性。

双馈风力发电机三相短路状态下的参数辨识

双馈风力发电机转速大多采用矢量控制进行控制,为了给矢量控制提供更精确的电机参数,运用最小二乘回归方法研究了双馈风力发电机三相短路状态下的参数辨识方法。研究发现三相短路电流中存在直流分量、交流基波分量和交流谐波分量,各分量的变化规律由双馈风力发电机的参数、转差率及转子励磁电压决定;将各电流分量分离,与三相短路电流表达式对比即可辨识出电机内部参数。1.5 MW双馈风力发电机的仿真数据验证了辨识方法可行,且具有较高的准确性。

电网三相短路下光伏发电短路电流特性分析

随着分布式发电技术的发展,并网光伏发电得到越来越多的应用。光伏电源采用电力电子器件并网,其在电网故障下的反映机理较之传统同步发电机有很大不同,由于光伏发电的故障特性尚不清楚,使得当前电网的保护和控制面临较大风险。从光伏发电的并网控制模式出发,利用PSCAD建立了光伏电源的仿真模型,并对电网三相短路下不同电压跌落时光伏发电输出短路电流的特征进行了仿真对比,得到了光伏发电三相短路峰值和稳态短路电流随电压跌落程度、PI参数变化的规律以及光伏电源故障输出与传统同步发电机的区别。

一种配电网用固态三相短路限流器的研究

提出了一种在配电网中应用的固态三相短路限流器 .该限流器在无短路故障工作时 ,对电网无影响 ;在短路发生时 ,可及时、有效地限制短路电流 .该限流器具有反应快、无过电压、低损耗等特点 ,可以对电网中任意的短路故障进行限流操作 ,并可进行无电流冲击的软重合闸 .本限流器的控制模式非常灵活 ,具有良好的应用前景 .

三相短路故障时小容量发电机出口断路器瞬态恢复电压

利用PSCAD/EMTDC软件计算分析了在开断条件最恶劣的故障情况下,12~30 MW小容量发电机出口断路器的瞬态恢复电压（TRV）,并利用TRV上升率确定普通配电型断路器可以替代发电机断路器（GCB）安装在发电机出口处的条件。计算结果表明：当发电机出线端发生三相短路故障时,普通配电型断路器可以替代GCB安装在12~24 MW的发电机出口处,而24~30 MW的发电机出口处必须安装GCB;当变压器低压侧出线端发生三相短路故障时,普通配电型断路器可以替代GCB安装在12~30 MW的发电机出口处。给出了TRV的手算公式。