低压配电系统短路故障保护方法综述

随着分布式电源与直流负载的大量接入,低压配电网的规模不断扩大,网络结构日益复杂化,低压配电系统对供电质量、供电连续性与可靠性提出了更高的要求。短路故障是低压配电系统最常见的故障类型之一,实现有效的短路故障保护是保障系统安全、稳定运行的关键。将低压配电系统分成交流、直流及交直流混合配电系统,阐述了不同配电系统的基本特性与短路故障保护原理,并对其故障保护方法的国内外研究现状分别进行归纳总结;详细分析了不同保护方法的特点,并指出其存在的问题;最后,根据目前不同配电系统的短路故障特性,结合低压配电系统故障保护的现状与发展趋势,对低压短路故障保护技术的研究方向提出展望。

新型直流断路器在短路故障保护中的应用

阐述了新型直流断路器的工作原理和新颖的结构形式 ,结合基于单片机技术的检测控制系统 。

中低压直流配电系统的主动保护研究

分布式发电和储能的大量接入、直流负荷的快速增长、电力电子技术的迅速发展,使得直流配电越来越受关注。直流配电系统将会成为未来配电技术的一个重要组成部分。但直流配电保护是直流配电系统快速发展的一个关键问题,亟需深入研究。针对中低压直流配电网中常见的短路、接地、环网、交直流混接、绝缘下降等典型故障类型,该文分析了这些故障的特点和发展过程,并提出了一种基于电力电子技术的主动保护方案,即将直流保护与电力电子变换器有效集成,基于变换器的拓扑结构和运行机理,保护动作逻辑与器件控制逻辑协调配合,实现快速保护和故障自然隔离。该文阐述了直流主动保护的应用场景,分析了主动保护各功能的实现原理和方法,论述了直流配电系统的短路主动保护和接地主动保护,以及直流环网、交直流混接故障的出现机理和基于主动保护的解决方法。最后通过试验进行验证,结果表明,主动保护能够有效可以实现故障的快速切断和准确隔离,从而保障系统的稳定。

水电厂发电机变压器保护原理及继电保护的研究

发电机变压器在水电厂发电系统中发挥着重要的作用.电力设备制造原理、运转规律和维修技术方面的理论创新,已经为我国电力设备质量的提升提供了一定的支持.从水电厂发电机变压器的应用过程来看,发电变压器的机电保护原理和保护方式是无法忽视的内容.本文主要对水电厂发电机变压器的保护原理、继电保护方式、继电保护配置和继电保护的发展方向等问题进行了探究.

现代配电网继电保护技术及其发展

随着供电安全性与可靠性要求的提高以及分布式电源(distributed electric resource,DER)的大规模接入,配电网继电保护成为一个热门研究领域。综述了中压配电网保护的发展历程、技术现状与亟待解决的问题。针对相间短路保护优化提升的需求,介绍了兼顾动作快速性与选择性的电流保护方案;提出基于短路电流边界值评估DER对保护的影响,给出了DER高度渗透配电网电流保护拒动与误动问题的解决方案。分析了防止触电与电气火灾事故对接地故障保护提出的新要求,介绍了小电流接地故障暂态方向保护技术及其应用情况,提出了基于零序电流与故障相电压同步变化关系的小电阻接地系统高阻接地保护新方法。指出电压/频率原理防孤岛保护难以兼顾DER在配电网故障时快速解列与大电网扰动时穿越运行的要求,为此提出了故障量加速防孤岛保护方案;建议研发信号协同注入法等新型防孤岛保护技术,以彻底解决电压/频率保护存在动作死区以及在大电网扰动时误动的问题。

新型T源直流固态断路器技术研究

针对传统直流断路器分断短路故障时间过长、熄弧困难、需要快速的故障检测和严格的时序判断等问题,该文提出一种基于T源阻抗网络的新型直流固态断路器,该断路器可通过阻抗网络响应短路故障,从而快速分断故障回路,不需要外加检测、控制系统,增强了系统可靠性。文章采用等效二端口网络方法,分析T源直流固态断路器的拓扑结构,给出电压和电流传递函数,在稳态和短路暂态两个方面验证拓扑的有效性;从晶闸管反向恢复过程的固有特性出发,结合T源断路器短路过程的外部电路特性,对断路器的短路关断过程进行推导,阐释晶闸管反向恢复时间对断路器参数设计的影响,并对线路电感的影响进行分析;最后,仿真和实验表明,T源直流固态断路器可以自动并快速分断短路故障,对直流微电网系统的短路保护具有重要作用。

三电极气体开关在LHCD高压电源中的应用研究

为在低杂波电流驱动(LHCD)系统打火等严重故障时及时保护高压电源,提出了设置三电极气体开关作为第一级快保护方案,并研制了一套能通流60 k A、5μs快速导通的三电极气体开关。通过联合LHCD高压电源与开关进行短路故障保护实验,证明了开关工作性能稳定,大大提高了LHCD高压电源运行的安全性与可靠性,在脉冲功率装置中具有较好的应用前景。

双向Z源直流断路器的研究

在分布式直流电力系统中,为了防止故障对系统的整体影响,提出一种基于双向晶闸管(TRIAC)和Z源阻抗网络结合的双向直流断路器,与传统的直流断路器相比,无需额外的故障检测、控制环节,增强了系统的可靠性。分析了双向Z源直流断路器的工作原理和拓扑结构,给出了故障时的稳态和暂态数学模型。通过PLECS软件对负载短路故障进行了仿真,并搭建实验平台进行了短路开断实验,最后,仿真和实验结果表明,双向Z源直流断路器能够自动响应并切除故障,还可以根据需求调整故障关断时间和故障电流额定值。

基于混合信号状态机的交流固态功率控制器功能模型

提出了一种基于混合信号状态机的交流(AC)固态功率控制器(SSPC)功能模型。通过分析交流SSPC工作特点和工作模态得出其状态转换规律和阻抗变化规律。定义了交流SSPC的3个稳定状态、4个中间转换状态和11个状态转换函数以描述交流SSPC在稳态导通和关断、零电压开通、零电流关断以及短路故障关断过程中的阻抗转换规律。讨论了交流SSPC短路故障关断的两种方式:"立即关断"和"零电流关断"的功能级建模方法。利用Saber软件的混合信号状态机建模工具StateAMS实现了该模型,并与两种短路关断方式交流SSPC实验结果对比验证了模型准确性。模型仿真速度测试结果对比表明该模型能够显著提高仿真效率。