电流变化率和电流增量保护滤波算法研究

分析了几种常用滤波算法对DDL(电流变化率和电流增量)保护的适用性,提出了滤波算法应用的新思路:用中值滤波后的电流波形作为保护启动判据;用小波滤波后的电流波形作为保护出口判据,兼顾接触网短路故障时保护装置动作的快速性和可靠性,解决当前DDL保护存在的问题。通过建立地铁直流供电系统DDL保护装置滤波算法的数学模型,在MATLAB环境中仿真,通过系统样机模拟试验等手段验证了保护配置的正确性与合理性。

基于电流变化率检测技术的无模型预测电流控制

为提高永磁同步电机控制系统定子电流的跟踪响应能力,文章提出一种无模型预测电流控制算法。算法不依赖于电机模型以及定子电阻、电感等电机参数,在一个采样周期内检测2次电流,根据检测的定子电流以及定子电流的变化率,通过简单的运算预测定子电流。在MATLAB/simulink中搭建i d=0矢量控制系统仿真模型,分别验证基于模型和无模型预测电流控制算法,仿真结果表明采用提出的算法,控制系统在暂态和稳态下都有良好的电流跟踪能力。

采用电流增量关联度的柔直配电线路双端量保护

针对有效提升多端柔性直流配电线路双端量保护动作速度以及抗干扰能力的问题,提出一种基于故障电流增量关联度比较的直流线路双端量快速保护方法。该方法利用直流线路两侧故障电流增量的变化特性,利用灰色T型关联度算法对故障电流增量的变化态势实测数据求解关联度,分别对正负极线路首末端电流增量序列的灰色T型关联度进行比较,实现线路故障的快速切除。通过在PSCAD/EMTDC平台搭建±10 kV多端柔性直流配电系统进行算例仿真分析,结果表明该保护方法可以准确判别区内外故障,保护实现流程原理简单,动作快速可靠,具有良好的适用性。

基于参考电流增量法的感应分流器校验方法

感应分流器具有高准确度和高稳定性的电流比例,在电流互感器检定领域有着广泛的应用。文中提出了一种基于参考电流增量法原理的感应式分流器校验方法,文中介绍了参考电流增量法的基本原理;分析了参考电流互感器和差值电流测量线路的设计原理;搭建了感应分流器自校验的实验线路;对研制的双级感应分流器在50 Hz~1 kHz频率范围进行了校验,并对校验结果进行了不确定度分析。实验结果表明,在50 Hz~1 kHz频率范围内,双级感应分流器比值差测量合成标准不确定度优于5×10^(-8) A/A,相位差测量合成标准不确定度优于1×10^(-7) rad。

基于动车组负荷电流特征的电流增量保护改进方案

电流增量保护由于整定值过高可能在牵引网发生高阻接地故障时拒动,受动车组负荷特殊工况和牵引网结构的影响可能误动作。为了分析电流增量保护拒动和误动的原因,有效辨识高阻接地故障电流和动车组负荷电流,在高速铁路牵引变电所馈线和动车组上进行电流录波测试,分析牵引变电所馈线电流和单列动车组负荷电流的电流增量和高次谐波增量特征及其形成原因,提出一种带高次谐波增量闭锁的电流增量保护改进方案,并对电流增量整定值和高次谐波增量闭锁整定值提出建议。基于现场高阻接地故障录波和动车组负荷测试电流波形分析以及基于MATLAB/Simulink的含动车组的牵引供电系统建模仿真分析,验证了所提改进方案在动车组负荷与高阻接地故障辨识方面的有效性。

基于电流变化特征量的保护方法探析

根据牵引网短路时和正常运行时电流的特点,结合电流上升率(di/dt)保护和电流增量(ΔI)保护的思想,提出了一种新的保护方案,并给出了整个保护方案的保护配置以及整定原则。

基于零序全电流与全电压变化率互相关性分析的故障选线方法

为进一步提高配电网故障选线准确性,提出一种基于馈线零序全电流与母线零序全电压变化率互相关性分析的单相接地故障选线方法。通过分析中性点非有效接地系统中馈线零序电流和母线零序电压间关系,发现非故障馈线上零序全电流波形与母线零序全电压变化率波形变化趋势相同,而故障馈线上两者之间变化趋势相反或不存在明确的线性关系。首先,求取母线零序全电压变化率;然后,基于波形相似度原理定量分析各馈线零序全电流与母线零序全电压变化率的互相关系数;最后,构建互相关系数组,通过组内数据与阈值比较完成故障选线。仿真试验及现场数据分析结果表明,所提选线方法准确且适应性强。

利用基波电流相量变化率识别行波保护中雷击干扰

输电线路遭受非故障性雷击可能会造成行波保护误动。针对该问题,通过分析短路故障、故障性雷击及非故障性雷击产生的附加电流分量的特征,提出利用基波电流相量变化率快速识别雷击干扰的方法。线路发生短路故障或遭受故障性雷击,附加电流分量中的衰减直流分量和基波故障分量导致基波电流相量变化率迅速增大;线路遭受非故障性雷击,雷击后基波电流相量变化率较小。利用S变换确定雷击或故障的起始时刻,依据起始时刻之后基波电流相量变化率的大小识别雷击干扰。EMTDC仿真结果验证了所提方法的有效性和可靠性。

利用电流变化率极值特征的变压器涌流识别研究

为进一步提高电力变压器差动保护性能,提出一种利用电流变化率极值特征的励磁涌流识别的方法。变压器发生涌流时,三相电流波形至少存在一相以上有间断及尖顶波特性,一个工频周期内电流变化率的极大值与极小值的时间间隔小于半个周期,且不具备周期性特点。而内部故障时,故障电流变化率波形近似呈正弦特征,一个工频周期内极大值与极小值的时间间隔近似为半个周期,且具有周期性特征。利用电流变化率一方面可以削弱非周期直流分量的影响,另一方面可以凸显幅值较小的间断变化临界点的特征,构造了利用电流变化率特征的涌流识别判据及实现方案。最后利用动模试验进行验证,不同情况下的计算分析结果表明该算法原理清晰、判据简单、计算量小,在一个周波内能可靠识别出涌流与内部故障,为进一步提升和优化变压器保护性能提供了有益的理论基础。

基于电压对电流变化率的IGBT结温变化机理及监测方法

为了有效监测IGBT的工作结温,通过机理分析提出了一种基于电压对电流变化率的结温在线监测方法。首先基于半导体物理论述了IGBT饱和压降UCE与电流ICE的关系,得到了UCE、ICE与结温的对应关系,然后分析了结温对d UCE/d ICE的影响机理,进一步得到d UCE/d ICE随结温的变化规律,且所得规律不受电压、电流绝对值以及负载的影响。实验结果表明:在IGBT饱和工作区内随着结温的升高,d UCE/d ICE呈正比例增大,d UCE/d ICE与结温之间表现出良好的线性唯一对应关系,UCE在电流不变的条件下与结温也呈线性关系,并进一步得到了完整的UCE、ICE与结温的3维关系曲线,验证了机理分析。因此可通过监测d UCE/d ICE的值来有效表征IGBT的实时结温,该方法不受负载影响,更易实现。

采用电流变化率判断短路电流的新型限流熔断器

本文阐述了开发一种新型电力熔断器的必要性，并介绍了其组成结构及应用范围，着重分析了短路电流的特点，并根据短路电流变化率具有在短路瞬间即可报告短路发生的特点，设计了新型的大电流高电压限流熔断器。

基于电流变化率的短路检测保护方法

介绍了基于电流变化率的短路检测保护方法,该方法采用单片机检测这一变化率,实现了短路检测和保护,解决了短路故障电流波形变化与其他故障电流波形变化的区分问题以及干扰电流波形突变与短路电流波形突变的识别问题,通过开发的新型煤电钻综合保护装置,验证了该方法的有效性和准确性。

小电流接地系统故障选线的暂态零序电流变化率方法

分析了小电流接地系统发生单相接地故障时暂态零序电流的特点,给出了利用故障线路与非故障线路暂态零序电流变化率差异的选线判据,提出了小电流接地系统故障选线的暂态零序电流变化率方法.该方法不受系统中性点接地方式、电压初相角、过渡电阻的影响,故障判别准确,选线灵敏度高,算法简单,实用性强.最后用Matlab中建立的小电流接地系统仿真模型验证了该方法的有效性.

基于电流变化率的矿井电缆短路电流检测的研究

结合煤矿供电实际情况,为保证煤矿电气安全,提出一种检测电流变化率的快速检测短路电流的方法,并用数学模型对该方法进行理论论证和用MATLAB进行仿真分析,最后得出结论:当煤矿供电系统发生短路故障时,短路电流变化率的值均能在极短时间内超过正常情况的最大值,该时间明显比短路电流幅值超出正常值的时间短;相对于目前检测短路电流幅值等方法,该方法能够更加迅速地检测到短路故障,降低短路故障对煤矿造成的危害。

基于电流变化率与短路合闸角综合判据的船舶交流电网短路故障方向判断

对船舶交流电网三相与两相短路电流变化率的特性进行理论分析,研究短路合闸角、功率角及线路阻抗等参数对短路电流变化率的影响,分析短路初始阶段电流变化率的正负极性与短路故障方向之间的对应关系,在此基础上,提出基于电流变化率与短路合闸角的短路故障方向综合判据。应用该判据,通过检测和比较短路合闸角与短路初始阶段电流变化率的正负极性,即可实现短路故障方向的快速判断,因而对采样精度要求不高,所需的实时数据量和计算量较少。仿真结果验证了该短路故障方向判断方法的有效性。

基于暂态零序电流变化率的小电流接地系统单相接地故障选线方法的研究

首先,对小电流接地系统的单相接地故障进行仿真,分析故障后暂态零序电流的特征,即在暂态初始阶段的暂态故障电流主要由暂态电容电流所决定,因此故障线路的暂态零序电流幅值最大。若忽略暂态电感电流,则故障线路的暂态零序电流幅值等于所有健全线路的幅值之和,且方向与非故障线路相反。因此,在求得各线路的暂态零序电流变化率后,通过比较它们的大小和极性就能准确定位出故障线路。最后,采用Matlab搭建仿真模型,对不同的电压初始相角、过渡电阻、故障位置以及中性点的不同接地方式进行仿真实验。仿真结果证明该方法能够准确、迅速地定位出故障线路,具有较强的可靠性、实用性。

基于电流变化率的电网短路保护原理

建立了电网三相短路电流模型,并利用Matlab对三相短路故障过程进行了仿真,结果表明短路电流的变化率可以快速地反映出短路故障,而且故障越严重电流变化率反映越迅速。据此提出采用短路电流变化率作为电网发生短路的判据,该判据可以提高短路故障检测的可靠性和保护动作速度,从而减轻短路电流产生的破坏性电动力。文章最后介绍了基于电流变化率的大容量高速开关与原断路器配合构成的短路保护工作原理。

基于谐波电流差值变化率的滤波器故障在线监测研究

滤波器在电力系统中具有举足轻重的作用,为保证滤波器的安全稳定运行,应对滤波器进行有效的监测。本文在分析了滤波器的功能、结构以及谐波电流特点的基础上,提出了新的指标:谐波电流差值变化率,用于滤波器故障在线监测。运用支持向量机(SVM)进行故障分类,通过对不同核函数的分类效果的比较,确定了最优的核函数。通过对双调谐滤波器各元件发生故障时进行仿真,验证了该指标的有效性和SVM分类的准确性,从而说明了本文所提出的在线监测方法的有效性,对实际工程具有一定的价值。

改善硅基功率晶体管电流放大倍数高低温变化率的工艺研究

依据功率晶体管电流放大倍数高低温变化率的实际电参数指标要求,利用TCAD半导体器件仿真软件和晶体管原理对其进行深入的分析。结果表明,针对较大测试电流、较高电流放大倍数的功率晶体管,在一定程度上降低发射区掺杂浓度、提高基区掺杂浓度可有效改善电流放大倍数的高低温变化率。并在一定的发射区表面浓度和基区表面浓度下,通过优化发射区结深和基区宽度可满足常温电流放大倍数的指标要求。结合仿真研究结果,通过实际流片,对关键的工艺进行工艺攻关。流片结果表明,采用降低发射区掺杂浓度并提高基区掺杂浓度的工艺方法,电流放大倍数高低温变化率得到有效改善,并能控制其他参数实测值满足设计要求。

基于电流变化率的短路故障快速检测原理分析

基于煤矿供电系统三相短路电流模型,理论分析了使用电流变化率代替电流值作为短路故障的判据原理。并深入分析了短路故障发生瞬间,不同电流初始角情况下的电流变化率;研究了电流初始角为零情况下电流变化率随时间变化的规律;并通过Matlab数值仿真进行了分析说明。提出了"零时刻可判断点"和"零相角可判断点"的概念,指出对应的短路故障判别"相角死区"和"时间死区",为利用电流变化率作为短路故障判据提供了理论依据。最后介绍了利用数值微分三点公式实现电流变化率实时计算的方法。