相控开关的早期故障检测及过零预测方法研究

本文分析了相控开断技术的意义和难点,简要介绍了短路电流过零点预测现状。将短路故障早期检测技术引入高压断路器短路故障分断,采用小波变换第四尺度小波分量作为短路故障特征量,通过建立动模实验室模型仿真验证其对中压线路短路故障早期检测可行性,仿真表明在400μs后即可判断短路故障。在此基础上,针对相控开断技术中短路电流过零点预测的需求,本文提出故障早期检测的短路电流等比直流分量递推的故障电流预测算法,在故障早期检测出故障后,使用约半个周波的采样时间后实现电流过零点预测,通过Matlab对0°~180°故障初相角及含有谐波和噪声的故障信号进行仿真,结果表明过零点误差在小于0.5ms,满足相控开断技术的需求。最后,采用Compact-RIO测控系统经动模实验室实验验证了早期检测及其过零预测的快速性和有效性对绝缘油老化引起的一起高压电缆终端故障进行了深入的分析,结合可能造成终端内绝缘油老化的原因,提出了相应。

短路电流预测方法综述

随着用电负荷与新型电力系统容量的不断增大,短路保护如何与之适配的技术难题日渐突出。系统发生短路故障时,可对短路电流发展进行预测,并根据该规律制定最佳保护与控制方案,力求安全前提下,使得短路造成的停电范围、设施损害最小。因此,短路电流预测方法被广泛研究。首先对短路电流进行了数学分析,得出其主要特征与影响因素;其次,以不同短路电流预测应用场景为分类依据,将国内外主要相关贡献归纳为节点预测、零点预测和峰值预测共三种研究类型,并总结了各类型预测方法的优缺点;最后,对短路电流预测方法进一步的研究方向和趋势进行了展望。

故障电流早期检测及其过零点预测的相控开断技术

为实现相控分断短路电流技术,提出了基于故障早期检测的等比直流分量递推故障电流预测算法,从而快速准确地识别短路故障并预测电流过零时刻。基于Compact-RIO短路故障测控系统,在FPGA上将故障早期检测的等比直流分量递推故障电流预测算法予以技术实现,采用函数/任意波形发生器进行仿真模型与动模实验室短路电流数据验证,结果表明:算法故障识别时间在1 ms以内,过零点预测的误差在0.5 ms以内,在一定程度上提高了相控开断技术的快速性和准确性,为相控分断故障电流争取了较为可观的时间。