基于励磁绕组差模电流基频分量的新型磁阀式并联电抗器匝间保护方案

作为一种新型无功补偿装置,磁阀式可控电抗器(magnetic valve controllable reactor,MVCR)能够实现无功功率的大范围平滑调节,进而有效解决无功失衡导致的电压波动问题。该文针对一种新型MVCR开展研究,首先介绍了该种新型MVCR的拓扑结构,分析了其正常运行时励磁绕组的电气特性,在此基础上针对新型MVCR励磁绕组和工作绕组发生匝间故障时的故障特性开展研究,其中引入了励磁绕组差模电流的概念来表征匝间故障特征。当匝间故障发生后,新型MVCR励磁绕组差模电流中将产生较大的基频分量。基于该故障特性,提出了一种基于励磁绕组差模电流基频分量的匝间保护方案,并进一步分析了该保护方案在预励磁合闸暂态过程中的适应性。最后,通过Matlab/Simulink仿真实验,验证了该文所提新型MVCR匝间保护方案的可行性及有效性。

检测暂态零模电流相关性的小电流接地故障定位方法

提出了一种利用暂态零模电流的馈线自动化系统小电流接地故障定位新原理:故障点前非故障区段两侧馈线终端装置(FTU)检测到的暂态零模电流波形相似,相关系数接近1;故障区段两侧FTU检测到的暂态零模电流初始极性相反,波形差异很大,相关系数接近0。通过求取相关系数最大值,避免FTU数据采集不同步引起的计算误差。数字仿真与静态模拟实验证明了所提出的故障定位方法是正确、可行的。

基于并联电抗器差模电流波形特征的三相自适应重合闸永久性故障识别

针对带并联电抗器的超高压输电线路,详细分析了发生两相或三相瞬时性及永久性故障时,故障相并联电抗器差模电流的特征:在线路两端三相跳闸以后,对于瞬时性故障,故障点熄弧以后,差模电流中只存在衰减周期分量,对于永久性故障,差模电流中只存在衰减直流分量。利用差模电流的这一特性可以提出适用于三相自适应重合闸中相间故障性质识别的新判据,该判据只需利用单端并联电抗器电流即可实现,并且可以判定熄弧时刻。大量ATP/EMTP电磁暂态仿真表明,该方法能够快速准确地识别故障性质,且基本不受故障位置、过渡电阻、采样频率、负荷电流、故障时刻、跳闸时刻、故障点熄弧时刻等因素的影响,且同时适用于单端和双端带并联电抗器的输电线路。

利用零模电流的VSC-HVDC输电线路单端量保护原理研究

电压源换流器型直流输电(Voltage Source Converter HVDC,VSC-HVDC)控制系统复杂,故障承受能力差,研究适用于VSC-HVDC系统的高性能保护十分必要。分析了三相两电平VSC-HVDC系统的结构特性及VSC-HVDC系统的零模网络,并在此基础上提出了一种单端电气量保护。该方法仅需单端电流量,对直流线路一端正负极电流之和进行积分得到零模电流,根据零模电流的幅值大小可以判断出区内单极故障,适用于正负极对称运行的三相两电平VSC-HVDC系统。算法简单可行,在时域进行,计算量小,对采样率要求低。利用PSCAD搭建VSC-HVDC系统进行仿真,仿真结果表明,该原理能够快速可靠地动作区内单极故障。

基于暂态零模电流近似熵的小电流接地故障定位新方法

提出一种通过计算暂态零模电流近似熵确定小电流接地故障区段的新方法。该方法以故障点两侧暂态零模电流波形差异较大为基础,分别求取沿线各检测点暂态零模电流的近似熵。健全区段两端暂态零模电流近似熵基本相同,其近似熵之比接近1;故障区段两端暂态零模电流近似熵差异大,其近似熵之比(数值小的与数值大的之比)最小,利用此特征可以确定故障区段。该方法数据传输量小,各检测点不需要精确时间同步。最后通过仿真和现场试验验证了该方法的正确性。

基于暂态主频零模电流的故障选线仿真研究

研究配电网单相接地故障产生的暂态信号故障检测问题。配电网中性点非有效接地系统中发生单相接地故障时,故障暂态过程中存在主谐振频率。在暂态主频下,故障线路零模电流的幅值比非故障线路大得多,且相位与非故障线路近似相反。利用Prony算法拟合故障暂态信号,提出一种基于暂态主频零模电流的故障选线新方法。新方法通过比较故障线路与非故障线路暂态主频零模电流幅值和相位的不同来确定故障线路。进行仿真的结果验证了改进方法的有效性,并为电网接地故障识别提供了依据。

中性点非有效接地系统单相接地故障暂态零模电流获取方法研究

提出利用空间磁场感应原理获取中性点非有效接地系统架空线路单相接地故障暂态零模电流分量。详细分析了单相接地故障时架空线路周围故障磁场的特征,分析发现,架空线路下方磁场与零模电流基本成线性关系,通过感应该处的磁场变化就可以获取单相接地故障暂态零模电流分量。提出利用霍尔传感器感应架空线路周围空间磁场,并阐述了实际应用中诸多关键技术问题的解决办法。最后通过仿真及实验验证了上述方法可行有效。

基于零模电流与环流比例关系的变压器漏感参数获取方法

从分析变压器暂态涌流特性出发,致力于得到变压器各侧漏感值。首先推导了变压器回路方程,然后得到了原方零模电流和三角绕组环流的比例关系,并求出了自漏感表达式。针对220 kV变压器三角绕组环流无法测量的问题,基于三角绕组环流与原方不饱和相电流平衡的特点,采用原方不饱和相电流代替环流。从而求出零模电流与选定的不饱和相电流的准比例系数,进一步通过判别不饱和时间区间,以该区间内的平均值作为所求的比例系数,最后通过上述表达式计算出自漏感。该方法通过了改进变压器模型仿真验证和现场录波的应用。

带并联电抗器输电线路三相跳闸后的模电流频率分析

利用瞬时性和永久性故障时故障端口的边界条件,由相模变换得到了时域和复频域的复合模网络,进而分析得到了并联电抗器模电流中的低频振荡频率。理论分析及仿真表明:在两侧全跳闸之前,并联电抗器模电流中存在工频分量;两侧均跳闸后,工频分量消失。此后,若该故障为永久性,并联电抗器模电流的振荡频率与故障类型有关,可能不存在低频成分,或者含有1种甚至2种低频成分;若该故障为瞬时性且故障点已熄弧,并联电抗器各模电流仅含1种低频成分;不同故障性质下的振荡频率基本不受故障位置和过渡电阻的影响。该分析结果可用于构造基于并联电抗器模电流频率特性的三相重合闸故障性质识别判据。

差模电流注入等效电磁脉冲辐射技术仿真研究

为解决电磁脉冲(EMP)辐射敏感度试验中构建大范围强场的困难,在天线和线缆为干扰耦合主要途径的情况下,提出差模电流注入等效强电磁脉冲场辐射的试验方法,分析时域内辐射场强与等效注入电压幅值间的关系,研究等效注入电压波形特征的获取方法,并仿真验证试验方法的可行性。结果表明:在辅助设备响应为线性的条件下,场强与等效注入电压的幅值在时域内满足线性外推关系;当辅助设备端口匹配时,辐射时耦合装置监测端电压与等效注入电压的波形仅在幅值上存在倍数关系,其他波形特征相同;在仿真试验构成的理想条件下,高场强辐射与等效注入试验所得受试设备响应相等。

基于定向耦合装置的宽频带差模电流注入试验技术

本文对一种新型的宽频带差模电流注入试验技术进行了研究.以设备端口的响应电压相等作为等效依据,建立了差模电流注入与辐照响应的分析模型和强场条件下注入电压源外推模型,确定了差模电流注入与强场辐照等效应满足的条件.研究了工程上差模电流注入的实现技术,确定了辅助试验设备的功能、结构设计方案,推导了注入电压与辐照场强之间的等效对应关系,提出了基于定向耦合装置的宽频带差模电流注入试验新方法.通过对典型射频前端系统进行辐照与注入试验研究,验证了该试验方法的有效性.

基于暂态零模电流的配电网故障定位新算法

分析了配电网暂态零模电流的分布情况,引入了相关性理论,根据故障线路的暂态零模电流有效值最大且与非故障线路的内积小于0,故障点两侧的暂态零模电流极性相反,波形差异大,相关系数小于阀值且接近0的特征,利用暂态零模电流进行配电网故障选线、定位,给出了故障定位步骤。MATLAB仿真结果表明,基于暂态零模电流的配电网故障选线、定位方法正确,具有不受电压初相角、接地电阻、中性点接地方式制约等优点。

基于暂态零模电流的配电网故障定位新算法研究

分析了配电网暂态零模电流的分布情况,引入了相关性理论,根据故障线路的暂态零模电流有效值最大且与非故障线路的内积小于0,故障点两侧的暂态零模电流极性相反,波形差异大,相关系数小于阀值且接近0的特征,提出了基于暂态零模电流的配电网故障选线、定位方法,给出了故障定位步骤。MATLAB仿真结果表明,所提出的基于暂态零模电流的配电网故障选线、定位方法正确,具有不受电压初相角、接地电阻、中性点接地方式制约等优点。

开关电源差模电流辐射干扰的模拟与分析

文中采用电磁场数值模拟的方法对开关电源差模电流的辐射干扰进行了模拟,并对模拟的结果进行分析,得出了差模电流辐射的基本特性和闭合印制线回路的变化对它的影响。

基于线模电流故障分量的高压直流输电线路纵联保护方案

针对现有高压直流输电线路纵联保护受分布电容影响大,动作速度慢从而导致系统闭锁这一问题,提出了一种不受分布电容影响的高压直流输电线路方向纵联保护方案。通过分析模电流传输特性得到线模电流具有受分布电容影响小的特点。基于输电线路线模阻抗推导了区内和区外故障下线路两侧测点电流幅值特征,从而利用整流侧和逆变侧测点线模电流故障分量幅值比的差异作为保护判据,构建了区内外故障识别方案,并通过理论分析为保护阈值选取提供了依据。仿真结果表明,所提保护方案能够可靠识别区内外故障,保护动作不受分布电容影响,对采样和通信要求不高,并具有较强的耐过渡电阻能力和抗噪性。

基于零模电流相关性的直流配电网单极接地选线方法

柔性直流配电系统最常见的故障是单极接地故障。发生单极接地故障后,系统出现故障极与非故障极电压不平衡的现象,对系统安全稳定运行产生威胁,对保护方案的快速性和可靠性提出很高要求。针对此问题,首先分析了柔性直流配电系统线路发生单极接地故障后的故障电流特征,然后验证了故障时线路两端零模电流分量的相关性,最后提出基于线路两端零模电流量相关性的柔性直流配电系统单极接地选线方案。该保护方案充分利用故障后系统固有暂态特征,无需利用边界元件构造边界特性。在实时数字仿真器(Real Time Digital simulator,RTDS)上搭建基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的柔性直流配电系统电磁仿真模型验证所述方案的有效性。结果表明该选线方案能够实现快速、可靠识别故障线路,且耐受过渡电阻、噪声、传输延时的能力强,不受交流侧故障影响。

基于特征暂态零模电流偏态系数的有源配电网单相故障定位方法

含分布式电源的配电网是新型电力系统的重要组成部分,但分布式电源接入导致配电网的故障形态变得复杂,特别是使得中性点经消弧线圈接地的配电网单相故障特征进一步被弱化,配电网单相故障定位变得愈加困难。现有方法存在灵敏度不足或特征量提取与处理困难的问题,通过解析有源配电网单相故障暂态过程中零模电流的分布特点,发现故障点上游和非故障区段的暂态零模电流始终呈振荡衰减且极性相反的特征。进而引入偏态系数刻画暂态零模电流的振荡衰减特征,构造了基于特征暂态零模电流偏态系数的单相故障定位判据,并提出了有源配电网单相故障区段的灵敏定位方法。理论分析和仿真结果表明,该方法在显著降低故障特征量提取及处理难度的基础上,仍能可靠实现有源配电网单相故障区段定位,具有整定计算简单和抗通信干扰能力强等优点,为新一代配电网单相故障快速定位提供理论依据。

不同空间矢量调制下三相两电平并网变换器的差模电流与共模电压对比研究

该文针对三相电压源型PWM并网变换器典型的空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,根据零矢量作用分配方式进行分类,并提出一种零序电压冲量周期平衡的SVPWM策略,从差模和共模等方面对五种调制策略进行了对比研究。通过建立三相PWM变换器的单相等效模型,利用Matlab对不同调制比及功率因数下的差模电流和共模电压进行预测及谐波分析。通过构造三维电压矢量空间,利用冲量等效原理对低频共模分量进行分析。通过实验对研究结果进行验证,为三相电压源型PWM变换器调制策略的选用提供了理论依据。

基于暂态零模电流的配电网故障区段定位

为降低小电流接地系统通信过程中小波扰动(噪声)对暂态电流法的干扰,减小因采样频率增加造成的通信网络负担,解决故障两侧馈线终端不同步的问题,提出了一种小电流接地系统的故障区段定位方法。通过检测故障区段两侧的暂态零模电流,提取其中的极值,并计算其衰减程度,利用其极性进行辅助定位。数值仿真的结果验证了所提方法的有效性,该方法可以大大降低各检测点暂态零模电流上传或者相互交换过程中的数据传输量。

基于暂态零模电流的输电线路故障选线仿真分析

在电力系统中,输电线路发生单相接地故障的概率非常高,若不及时排除故障,故障范围则会进一步扩大,造成惨重损失。于是,当输电线路发生单相接地故障时,有必要对其进行及时定位并选择故障排除措施。本文基于暂态零模电流的输电线路故障选线方法对中性点非有效接地系统中输电线路发生单相接地故障的选线方案进行了仿真分析。故障选线判据必须满足两个条件:一是该线路上有最大暂态零模电流有效值,二是该线路与其他所有线路做内积运算的结果全都小于零。MATLAB仿真结果表明,本文所采用的基于暂态零模电流的输电线路故障选线方法是正确及有效的。