基于发电机零序电压和三次谐波构成的定子单相接地保护的探讨

本文对基波零序电压和三次谐波构成的发电机定子单相接地保护可靠性进行分析,得出两者存在的不足之处。提出以基波零序电压和三次谐波构成的第三种定子单相接地保护类型,避免了前两者存在的保护误动或拒动的可能性,提高了发电机运行的可靠性。

电磁式电压互感器二次侧电压异常现象分析

在发电厂不接地系统及35kV以下变电站中运行着大量电磁式电压互感器,当一次系统电气量参数不对称及电压互感器特性不一致时,会导致电压互感器二次侧电压存在较大不平衡。电压互感器一次侧中性点接地方式不合理也会对二次侧电压有直接影响,导致可能存在高次谐波分量。这些异常的电压量会对二次侧用户设备保护执行、电压调节等产生影响,对此,文章着重讨论上述异常现象中,对电压互感器二次侧电压的影响。

新增设备对发电机三次谐波比较式定子接地保护的影响

因内江发电总厂200MW发电机组新增系统设备,导致发电机端侧对地分布电容发生变化,对发电机三次谐波电压比较式定子接地保护灵敏度产生影响。用已有的理论依据,通过现有的实验数据进行分析计算,对发电机三次谐波电压比较式定子接地保护的灵敏度变化进行了探讨。

电压回路中性线对零序方向保护的影响分析和防范措施

通过一起高频零序方向保护误动事故,介绍了交流电压回路异常的排查方法,重点分析了交流电压中性线松动对零序方向保护动作行为的影响,并根据零序电压出现三次谐波的特点提出了设置电压回路异常告警的防范措施。

纵向零序电压保护新方案及其应用

由于结构设计的原因,综合性能较好的一些保护方案如横差保护和不完全纵差保护等将不能应用于大型超临界汽轮发电机。文中重点讨论了纵向零序电压保护方案的改进及其在应用中的问题。研究表明,发电机发生匝间短路故障时3次谐波电势减小,而机组外部故障时发电机3次谐波电势增大。因此,为了提高纵向零序电压保护方案的性能,可以根据故障时3次谐波电压增量的特性作为选取制动量的依据,从而提高保护性能。亦即:当3次谐波电压表现为负增量时,制动量取为0或接近0;而当3次谐波电压表现为正增量时,以该增量值作为制动量。此外,对匝间保护纵向零序电压元件增加一个小延时是可行的,它可以提高保护躲暂态3次谐波影响的能力。仿真计算表明,比例制动式纵向零序电压保护能可靠区分内外部故障,符合大型超临界汽轮发电机的保护要求。

大型汽轮发电机定子绕组接地故障零序电压的数字仿真

本文依据大型汽轮发电机定子绕组的结构,建立了新的接地故障时零序电压的数字仿真模型。某些难以处理的因素会使机端对中性点三次谐波电压之比值在不同正常运行工况下发生变化,对此本文建议用实测值来修正仿真结果,并给出一种简便的修正方法。该仿真可被用来分析各种定子接地故障保护方案的特性。

换流器阀侧零序电压保护异常原因分析及对策

通过对一起舟山±200 kV多端柔性直流输电工程换流站启动试验中换流器阀侧零序电压保护的异常动作波形分析,找到保护动作异常的原因是:在有源HVDC(高压直流输电)运行模式下,换流阀不控充电完成后,充电电阻旁路闸刀三相不同步合闸产生的零序基波电压将大于保护定值。分析表明,抬高零序电压保护动作定值,同时加入三次谐波制动判据,可以有效防止换流器阀侧零序电压保护误动。

大型汽轮发电机定子绕组接地故障零序电压的数字仿真

本文依据大型汽轮发电机定子绕组的结构(如极数;线圈组及相绕组联接方式等等),建立了新的接地故障时零序电压的数字仿真模型。某些难以处理的因素会使机端对中性点三次谐波电压之比值在不同正常运行工况下发生变化,对此本文则建议用实测值来修正仿真结果,并给出一种简便的修正方法,该仿真可被用来分析各种定子接地故障保护方案的特性。

配电自动化成套设备零序电压偏高原因分析

本文针对配电自动化零序电压偏高的问题,通过试验及现场测试,深入查找零序电压偏高的原因,用于指导配电自动化成套设备的安装、调试、验收应注意成套设备可靠接地。

电压回路中性线断线的隐性故障识别及其影响

继电保护的隐性故障对电力系统安全稳定运行具有重要影响。研究了在电压回路中性线断线情况下,零序方向保护将无法正确判断故障方向,从而造成超高压输电线路的零序方向纵联保护发生误动或拒动,可能进一步导致相关连锁故障的发生。针对电压互感器二次回路中的中性线断线的隐性故障,分析了此时电网正常运行时保护装置的测量电压特征,提出了基于零序电压三次谐波的电压回路中性线断线的识别方法。大量仿真实验结果证明了理论分析的正确性。

改进的五相电压源逆变器SVPWM算法

根据五相系统基波空间的大空间电压矢量在三次谐波空间相应地变成小空间电压矢量的特点,在五相电压源逆变器最近四矢量SVPWM算法的基础上,提出了一种改进的SVPWM算法。新算法能够同时合成基波空间和三次谐波空间的参考电压矢量。以电压源逆变器供电的五相永磁同步电机的驱动系统为例,搭建了基于Simulink的仿真模型,仿真结果表明:采用改进的SVPWM算法能够同时控制定子基波和3次谐波电流,定子电流近似于平顶波,定子电流峰值降低,电机性能得到提高。

分布式潮流控制器对系统功率控制的研究

为了深入研究分布式潮流控制器对系统功率控制的特性,得出分布式潮流控制器的串并联等效模型,给出分布式潮流控制器的控制系统。采用分布式静止无功补偿器单相等效电压源建模的方法对分布式功率潮流控制器的基波和三次谐波分别建立了系统模型,并建立了串并联变流器交换的三次谐波有功功率与直流电容的数学模型。基于该等效模型,推导了分布式潮流控制器的最大功率调控范围,设计了以串联侧基波电压为控制变量、线路有功无功为控制目标的串联侧基波控制器,得出了以三次谐波电压为控制变量、直流电压为控制目标的控制器。静动态仿真研究表明,所提出的分布式潮流控制器的数学模型和控制系统是正确的,为分布式潮流控制器的进一步研究提供了理论依据。

双频式定子接地保护的分析与改进

介绍了基波零序电压保护原理、三次谐波电压幅值比保护原理、三次谐波电压幅值比突变量保护原理以及三次谐波电压矢量比较保护原理等四种定子接地保护原理,并根据三台汽轮发电机的参数,对上述原理进行灵敏度分析。分析表明基波零序电压保护原理与三次谐波电压矢量比较保护原理相配合时灵敏度最高,但该保护方案在大型机组采用接地变接地时灵敏度仍显不足。针对高压侧三次谐波电压的干扰,为了同时提高保护方案的灵敏度与可靠性,提出了一种改进方案。该方案在降低制动系数的同时增加了自适应制动门坎判据,仿真结果表明该方案能够兼顾灵敏度与可靠性。所得结论为定子接地保护的研发改进提供了参考。

共直流母线开绕组永磁同步电机系统零序电流抑制策略

由于变流器调制产生的共模电压和永磁电机反电动势三次谐波的存在,开绕组永磁同步电机两端共直流母线情况下会在电机绕组产生零序电流,影响了电机运行效率和稳定性。由此提出了共直流母线开绕组永磁同步电机系统零序电流抑制策略,通过建立开绕组永磁同步电机数学模型,分析了零序回路的工作特性,并通过对零序电流的闭环调节控制变流器产生共模电压以抵消反电动势三次谐波分量,达到抑制零序电流的目的;同时深入分析和对比了所提零序电流抑制策略和传统共模电压抑制策略的调制能力和最大调制度;最后,通过构建开绕组永磁同步电机实验机组,对所提零序电流抑制策略的可行性和有效性进行了实验验证。

大容量发电机中性点接地方式的研究

目前对大容量发电机中性点接地方式有两种不同观点,即中性点经配电变高阻接地和经消弧线圈谐振接地。本文从有利于构成性能良好的发电机定子绕组单相接地保护的观点出发,对两种接地方式下发电机基波零序电压保护和三次谐波零序电压保护的灵敏度进行了分析,分析表明发电机中性点谐振接地的方式有利于提高发电机定子接地零序电压保护的灵敏度。

一种低功率家用负荷的非侵入式识别方法

针对当前非侵入式负荷监测方法对低功率的家用负荷识别准确率较低的问题,提出了使用遗传算法改进支持向量机的负荷识别方法。该方法以改进的支持向量机为基础,除采用有功和无功功率作为特征外,还采用基波功率因数和电压–电流三次谐波含量差作为负荷识别的新特征,引入遗传算法来对分类过程进行优化,进而实现对家用负荷的分解。实验结果表明:随着监测的家用负荷种类的增加,监测负荷数据量剧增,该方法在大数据场景下具有良好的鲁棒性和准确性。

基于稳态特征和IGWO-FCM模糊聚类的非侵入式负荷监测方法

对当前非侵入式负荷监测(NILM)方法对低功率用电设备的辨识准确率不足的问题,提出了一种改进的方法。该方法以改进FCM初始聚类中心为基础,除了采用有功功率特征外,并选取基波功率因数和电压—电流三次谐波含量差作为新特征,引入灰狼算法(GWO)和单纯形法(SF)对聚类过程进行优化,通过模糊聚类来确定负荷的种类数,实现对负荷的识别。实验结果表明,随着负荷种类的增加,该方法在不同场景下具有良好的鲁棒性和较高的准确率。

瑞明电厂2号发电机中性点接地方式特性及定子接地保护分析

瑞明电厂2号发电机采用中性点经配电变压器高阻接地方式,1号发电机采用中性点经单相电压互感器接地方式,通过对二者接地方式不同特点的比较及对2号发电机接地保护的分析,提出瑞明电厂2号发电机定子单相接地保护的基波零序电压出口方式应该由信号改为投延时5s跳闸,3次谐波电压比值出口则继续投信号位置的建议。

同一机组多次定子接地保护事故对比分析

对同一台机组3次定子接地事故进行对比分析,3次故障分别发生在发电机机端、发电机内部和发电机中性点。对故障情况进行简单介绍,对故障原因进行分析,提出一种能够在工程中快速判定发电机"内部故障"和"外部故障"的方法。此方法能够快速判定故障区间,为发电机故障后是否进行零启升压试验提供依据。