考虑短路电流非周期分量影响的磁偏置型超导故障限流器设计方法及其限流特性分析

随着电力负荷快速增长,电力系统的故障电流水平持续上升,甚至超出了现有断路器的开断能力;为有效限制故障电流,超导故障限流器(superconducting fault current limiter,SFCL)逐渐投入应用。SFCL在正常运行时呈现零阻抗,故障发生后迅速转为高阻抗,可作为配合断路器开断的理想选择,提高电力系统的运行安全性。介绍了一种磁偏置型超导故障限流器(magneto-biased superconducting fault current limiter,MBSFCL),提出了考虑短路电流非周期分量影响的MBSFCL设计方法,对于MBSFCL的制造具有一定的指导意义。通过搭建仿真模型,验证了所提出方法的可行性,并对MBSFCL的限流特性进行了深入分析,讨论了不同非周期分量对断路器的开断影响,以及MBSFCL中电感、电阻参数变化对短路电流及其分量的限流效果影响。分析结果表明,在所提出MBSFCL设计方法中必须考虑非周期分量,且MBSFCL的电阻参数变化对短路电流的抑制效果更为显著。

非周期分量对电流互感器饱和特性的影响的仿真

电流互感器是将系统一次侧的电流信号传变到二次回路的重要测量设备,绝大部分继电保护依赖于电流互感器传变过来的电流信号而动作。电流互感器是否能够将一次电流准确的传变到二次侧是继电保护能否正确动作的关键。因此,电流互感器模型在电力系统仿真中有着重要的作用。着重介绍了电力系统暂态仿真中常用的Jiles-Atherton电流互感器的数学模型。并利用该电流互感器模型,仿真了变压器空载合闸产生的励磁涌流的过程,并分析了非周期分量对电流互感器饱和特性的影响。

滤除衰减非周期分量的微机保护算法研究

寻找合适的算法是微机保护的一个重要任务。作者的目的是在目前国内外有关微机保护算法的文献中寻找一种兼顾精度与速度 ,并适合微机保护的“最佳”算法。为此通过大量的仿真计算 ,对各种算法的计算精度与计算速度进行了对比。首先给出微机保护常用算法中傅里叶算法及改进傅氏算法、卡尔曼算法和递推最小二乘算法对含非周期分量的故障信号计算方法 ,分析各算法的误差来源和频谱特性 ,然后进行仿真计算 ,在采样率分别为 12点 /周、2 0点 /周和 40点 /周时 ,在 80 P5 1XA16位单片机上对各算法的计算精度和计算速度进行了对比计算。得出了采用并联补偿的傅氏算法且选择采样率为 2 0点 /周的方案是能兼顾精度与速度的“最佳”组合方案的结论。

非周期分量对电流互感器暂态饱和的影响

电流互感器一次侧电流中含有非周期直流分量时,会发生暂态饱和,致使二次侧电流波形失真,从而引起继电保护装置的误动或拒动。通过对非周期直流分量电流引起的电流互感器暂态饱和励磁电流进行计算,对电流互感器的暂态饱和特性进行了分析。利用Matlab仿真软件搭建了仿真实验模型,通过改变一次侧电流中非周期直流分量的方向,研究了非周期直流分量对电流互感器的饱和方向、入饱和时间的影响。最后,通过仿真比较说明了在含有不同方向非周期分量时电流互感器的暂态饱和特性。

基于光学电流互感器的非周期分量线路纵差保护

采用输电线路分布参数模型,用拉氏变换法推导了高压、长距离输电线路故障时两侧的暂态非周期分量,研究结果表明,线路两侧的非周期分量在区内故障时表现为故障电流,区外故障时为穿越性电流,经过计算、比较,可准确判断区内、外故障。基于光学电流互感器能够准确测量非周期分量,提出一种新的线路非周期分量纵差保护原理,并给出动作判据。仿真结果表明,该原理保护不受故障类型、故障位置和故障过渡电阻的影响,基本不受线路对地分布电容影响,解决了传统工频量线路纵差保护因受线路对地分布电容电流影响而性能降低的难题。

非周期分量下电流互感器的相位特性研究

实际电网中非周期分量电流的存在,会使得电流互感器的相位传输特性发生改变。针对非周期分量下电流互感器的相位特性,论文以非线性时域等效电路模型为基础,定性分析了在该模型下它的相位特性,同时建立了相位特性模型,并利用暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行了仿真。仿真结果表明:当存在较大非周期分量时,电流互感器出现暂态磁饱和并使得输出电流畸变,相位转换误差急剧增大,造成对继电保护和电能计量的影响。

消除非周期分量影响的改进傅里叶算法

傅里叶算法不仅具有滤除整数次谐波的能力,也具有很强的抑制非整数次谐波的能力,在电力系统信号分析中得到了广泛使用,但是传统傅里叶算法会受非周期分量的影响而产生较大的计算误差。在定量分析非周期分量可能造成的计算误差基础上,提出了一种改进傅里叶算法。先通过对两个不同工频周期下的采样值进行积分,计算出非周期分量参数,再从传统傅里叶算法的计算结果中将误差剔除。将泰勒级数的误差计算方法进行了拓展推导,并设置了应用条件以及优化措施,使改进傅里叶算法能够较好地兼顾速度与精度。分别采用静态模型信号和Matlab/Simulink仿真信号进行验证。结果表明,相比于传统傅里叶算法而言,改进傅里叶算法有效消除了非周期分量的影响,具有良好的计算精度和实用效果。

一种提高消除衰减非周期分量响应速度的交流采样数据修正法

利用交流采样数据修正法处理含有衰减非周期分量的故障信号,并结合DFT对修正后的数据进行滤波,对滤波的结果进行了仿真分析,验证了交流采样数据修正法处理衰减非周期分量的有效性。最后对交流采样数据修正法处理数据的响应速度作了分析,提出了改进方法并对改进后的算法进行仿真,仿真结果证明了改进后算法的可行性。

基于EMD方法的混沌信号中周期分量的提取

提出一种从Duffing振子产生的混沌信号中提取谐波分量的方法.依据任何信号由不同的固有简单振动模态组成的概念,利用经验模式分解(EMD)方法,将混沌信号分离为不同的内在模态函数(IMF),并在特定参数下从中分解出单一频率成分的谐波信号,从而成功地将混沌信号和谐波分量分离.仿真实验都表明该方法非常有效.

一种精确滤除衰减非周期分量的新算法

提出了精确滤除衰减非周期分量的新算法。新算法对衰减的非周期分量时间常数τ未作假定和要求,是从信号的离散采样值出发,严格推导得到精确结果。文中同时给出了基于该精确算法的简化算法,在τ较小时,精度仍很高。因此,该简化算法具有较高的理论和实用价值,本算法已运用在课题组研制的110kV微机保护通用平台上。

一种消除非周期分量的牛顿递推采样值修正法

在全波傅氏算法的基础上,提出一种改进的基于牛顿递推原理的消除非周期分量的采样值修正算法,详述了该方法的原理、实现过程及仿真结果。该方法能改进原全波傅氏算法的不足,消除非周期直流分量的影响,提高滤波的精度。算例表明该算法原理简单,计算量少,适用性强,精度高,是一种有效的算法。

一种消除非周期分量的交流采样数据修正法

提出一种可以消除衰减非周期分量的交流采样数据修正法 ,详述了该方法的原理、实现过程及仿真结果。该方法适应于各种保护算法 ,仿真结果和实际应用验证了该方法的可行性和有效性。

一种改进的消除非周期分量交流采样数据修正法

运用泰勒级数和递归算法 ,提出一种改进的消除非周期分量交流采样数据修正法 ,阐述了该新方法的原理、递推过程、仿真结果以及同其他方法的比较 。

地球自转速率年代际周期分量的时变特性

利用日长的年均值序列计算了1800～2002年间地球自转速率的年代际周期分量的参数,用小波变换方法分析了主要的年代际周期分量随时间的变化,发现它们均具有时变的特征。文章认为,在研究地球自转与地球物理现象和自然灾害现象的关系时,应特别注意地球自转变化的周期分量的时变性。

校正交流采样数据滤除非周期分量的实用算法

针对微机保护中全周傅氏算法无法滤除衰减非周期分量不足的问题,从模数转换结果入手,采用分段线性化方法对交流采样数据本身进行校正,来消除衰减非周期分量的影响。详述了该方法的原理和实现过程,仿真实验表明该算法具有实现简单,计算量小,精度高的特点。

消除傅氏算法中衰减非周期分量的方法在信号频率偏离额定值时的特性研究

针对几种消除全波傅立叶算法中衰减非周期分量影响的方法 ,分析研究了它们在信号频率偏离额定值时的特性。研究结果表明 :单纯一次差分法在信号频率偏离额定值时 ,消除衰减非周期分量的特性最好 ;经差分全波傅氏算法求出的基波幅值最接近于实际值。

一种消除非周期分量对非递推富氏算法影响的精确方法

提出了一种从不同数据窗的非递推富氏算法中消除衰减非周期分量影响的新方法。新的校正方法对衰减时间常数τ和数据窗长短未作假定和要求，是从富氏算法滤波结果的基础上严格推导得出的，理论分析和仿真验算都证明上述算法原理是正确的，补偿效果很好。新的校正方法还具有计算量小，只需在原算法基础上增加两个采样点，以及受分次谐波影响很小等特点，具有较高的理论和实用价值。

结合优化设计滤除非周期分量的新方法

提出一种在短数据窗傅氏算法中滤除衰减非周期分量的新方法。即在滤波方程中增加针对非周期分量的方程,通过优化设计法达到设计目标。新滤波算法的数据窗短,对衰减时间常数在设计整定值附近的非周期分量有较好的滤除效果。

粒子群优化齿轮箱振动信号周期分量提取方法

为了从齿轮箱振动信号中快速获得各零部件的振动信号,给准确定位故障部件提供理论依据,提出了一种适合于齿轮箱振动信号周期分量提取的改进型粒子群优化算法。在对齿轮箱振动信号、周期信号振幅与对应频率间的关系以及初始相位与对应频率间的关系分析的基础上,以各特征频率及其组合为基准生成初始种群进行优化,减少了周期信号提取中的盲目性,加快了周期信号的提取过程。最后,对实验室的齿轮箱进行了不同工况下振动信号的检测,以这些信号为例进行了周期分量的提取,结果说明所提方法是可行有效的。

变化的短路电流周期分量的实用计算方法

基于电路理论和发电机的短路过渡过程理论,利用节点阻抗阵推导出电力系统短路时任意时刻短路电流的实用计算机算法。该计算机算法大大减轻了传统运算曲线算法的工作量,且具有较高的准确度,能够自动完成系统短路电流任意时刻衰减周期分量的求解,并通过实例验证了算法的正确性。