适用于电压幅值双极性调控的直接式AC/AC变换器拓扑结构

针对电网中不确定性事件所带来的电压幅值波动问题,提出了一种适用于电压幅值双极性调控的直接式AC/AC变换器拓扑结构。该拓扑是由2个无差分脉冲宽度调制(PWM)型交流斩波桥臂构成的H桥结构,具有输入/输出"共地"、双自由度、双极性调控与无换流问题等特点。详细分析了变换器的拓扑构成、PWM原理,通过正/反极性场景的分析揭示了其工作模式;在参数设计的基础上,研制了变换器原理样机并搭建了动态电压恢复器系统。不同工况下的实验结果表明,所提出的直接式AC/AC变换器能够有效抑制电压幅值波动。

一种新型地铁列车AC400V供电系统接地方式

通过对地铁列车AC 400 V供电系统常用接地方式的比较,推荐了一种新型AC 400 V供电系统接地方式,并结合具体地铁项目详细阐述了此接地方式的特点、原理及相关部件的选择方法。此种接地方式以最低成本满足了地铁列车供电系统的供电连续性及检修维护及时性的要求。

关于AC 380 V空调客车接地保护的探讨

介绍了AC 380 V空调客车的接地保护方式以及不同接地保护形式并存的危害,并提出了改进措施。

励磁系统交流侧接地对转子接地保护的影响

励磁系统交流侧接地将引起注入式转子接地保护、乒乓切换式转子接地保护误动作。本文介绍了一起相关案例,并对引起误动的基本原理进行了深入分析和定量计算,总结了励磁系统交流侧接地引起采样数据变化的典型特征,提出了关于缩小转子接地保护定位范围的思考。当转子一点接地保护动作后,应首先根据采样数据的变化,对故障点位于励磁系统交流侧还是直流侧做出初步判断,缩小故障定位范围,为快速查找故障提供决策依据。

GE控制系统(AC)接地保护原理与故障点快速诊断

为了快速判断和处理GE控制系统(AC)接地故障,分析了交流电动轮卡车接地保护电路的主要部件的作用及接地保护电路的工作原理,通过wPTU软件来对卡车实时运行数据进行数据分析,可以快速地判别接地故障的大概范围。结果表明:通过此处理方法可以大大地提高维修工作效率,避免了因盲目维修而造成的不必要损失。

基于负荷电流计算交流海底电缆铠装接地电流的方法

海底电缆铠装与大地连接形成回路,高压交流电缆线芯的负荷电流通过电磁感应在海底电缆铠装层产生感应电压,感应电压通过回路形成铠装接地电流。铠装接地电流已在海底电缆安全运行和载流量计算等方面广泛应用。文中建立海底电缆接地电流的计算模型,根据基尔霍夫电压定律对模型中的回路列写方程组,方程组右侧的铠装层感应电压依据电磁感应定律可以被线芯负荷电流线性表示。通过克拉默法则计算方程组的解,铠装接地电流被负荷电流通过电缆相间距离和本体结构参数组成的行列式线性表达。舟山—宁波500 kV交流海底电缆实际运行案例表明,基于负荷电流计算铠装接地电流的方法简单、有效、可行。

一起110 kV GIS开关合闸瞬间交直流窜电故障分析

交直流窜电是变电站直流系统中较为严重的接地故障,极有可能造成保护误动或拒动,严重影响供电可靠性。针对某实际运行的110 kV变电站交直流窜电故障,首先结合保护动作、故障录波情况给出了事故原因分析与故障排查过程;然后进一步结合二次原理图与现场接线情况提出了整改方案,并验证了整改后回路的安全性;最后给出了此类故障的预防措施与建议,可为防范交直流窜电引起保护误动、拒动提供参考。

超、特高压交流线路反时限零序过流后备保护的整定建议

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的概念以及接地距离保护与反时限零序过流保护的配合原则;充分考虑配合时间定值和最小时间定值对保护动作特性的影响,综合超、特高压电网实际短路电流水平和接地距离保护的过渡电阻耐受能力,将反时限零序过流保护低电流区的选择性与接地距离保护高电流区的选择性进行结合,提升了对接地故障全域电流范围的选择性切除能力;提出了方向元件投退原则。通过对某省级电网进行算例分析,验证了整定原则的有效性,该整定原则已经在实际电网中进行了应用。

双极柔性直流输电系统换流站交流三相接地故障分析及保护

随着电压等级和传输容量的提高,基于对称双极接线的多端柔性直流输电技术被越来越多地应用到实际工程中。换流站交流接地故障会对双极柔性直流输电系统产生严重危害,因此换流站的快速保护技术尤为重要。为此,首先分析了基于双极结构的多端柔性直流电网换流站交流三相接地故障的暂态特性,推导了故障电流中各组成成分的解析表达式。其次,根据故障暂态特性提出了一种适用于双极拓扑结构和金属回线接地方式的多端柔性直流电网快速保护策略。该保护利用换流器桥臂电流识别故障,动作速度快,可靠性高,并具有一定抗过渡电阻能力。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端直流电网模型,仿真结果验证了故障暂态特性分析及所提出的保护方法在不同故障情况下的正确性。

特高压交流输电线路接地阻抗继电器动作特性分析

针对特高压交流输电线路分布电容大、故障后波过程明显的特点,从分布参数线路模型入手,分析了正常运行和接地故障状态下,接地阻抗继电器测量阻抗的变化规律,证实了故障情况下测量阻抗与故障距离呈双曲函数关系,提出了一种新型接地阻抗继电器电流接线方式,并探讨了P值常数化、线性化的相关问题。理论分析和测试结果表明:对于400km以下的特高压交流输电短线路,接地阻抗继电器可以基于集中参数模型整定;但是对于400km以上的长线路,在基于分布参数模型整定阻抗继电器和采用新型电流接线方式的基础上,方向性接地阻抗继电器能够正确判别故障发生、检测故障位置。

河北南网绝缘监测装置的性能研究及校验方法的改进

通过研究交流注入式和电桥式绝缘监测的工作原理,阐述了几种检测方法的优缺点。分析了河北南网主要型号绝缘监测装置的性能指标及检测功能,计算了平衡桥电阻和切换桥电阻对直流对地电压波动及偏移的影响范围。研究了离线式直流系统绝缘监测装置校验方法,利用直流接地校验仪的各种试验工况模拟直流系统各种接地故障,校验多点接地、双极平衡接地、交流串电接地和电压偏移等试验工况。该校验方法可规范绝缘监测装置的功能,有效避免在发生一点接地时保护装置误动作。

柔性直流配电网接地方式对故障特性的影响分析

采用理论分析和仿真验证相结合的方法研究了柔性直流配电系统接地方式对其故障特性的影响。首先,介绍了柔性直流配电网的系统架构,确定了直流侧电容的接地方式;其次,分析了直流不平衡电压恢复的理论依据;接着讨论了联接变压器的接地方式对换流器交流侧不同位置单相故障的影响;随后分析了联接变压器接地方式对直流侧单极接地故障的影响,并讨论了不同过渡电阻情况下的故障特性。与电压源型直流输电技术(voltage-sourced converter high-voltage direct current,VSC-HVDC)分析故障特性方法不同,为提高配网供电可靠性,在分析直流侧单极接地故障时,考虑了绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)不闭锁的情况。最后讨论了在实际应用中实现IGBT运行在不闭锁状态下的方法。分析结果表明,接地方式对系统的故障过程和故障恢复过程有显著影响。分析方法和结论为柔性直流配网的接地方式选取、保护方案配置提供了参考。

降低高压交流输电线路地线损耗的运行方式

为降低高压交流线路因电磁感应导致的地线损耗,提出了光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)换位和普通地线分段绝缘的地线连接方式,并与常用地线运行方式的地线损耗进行了定量比较,计算结果表明:该地线连接方式的地线损耗仅为常用运行方式的25%,节能效果明显,同时OPGW电气上保持连续,其通信功能不受影响。

1000kV交流输电线路架空地线感应电压测试分析

1000kV晋东南(长治)—南阳—荆门特高压交流试验示范工程是我国第1个1000kV电压等级输变电工程,测试并掌握该工程的架空地线感应电压水平对特高压交流线路的设计和安全运行具有重要意义。为给我国后续特高压交流线路提供基础参数,1000kV晋东南(长治)—南阳—荆门特高压交流试验示范工程的系统调试期间,在不同输送功率和单相瞬时人工接地故障工况下,对架空地线进行感应电压测试。通过测试,得到1000kV晋东南(长治)—南阳—荆门特高压交流输电线路的架空地线稳态感应电压水平和暂态感应电压水平。计算结果与测试结果基本符合。对测试结果和架空地线运行方式进行了分析。分段绝缘一点接地的运行方式可大大降低线路损耗。

交流浮地电网对地绝缘故障相判别方法

根据交流浮地电网发生单相、两相绝缘故障时系统中性点偏移的理论,得到了中性点对地电压UNN'的幅值、相位与故障相的关系,从而提出了仅利用UNN'的两个特征量(幅值和相位)判断绝缘故障相的方法,并设计了基于MCS-51单片机的绝缘故障相定位装置。实验结果表明绝缘故障相判断方法正确可行且简单易实现,所设计的绝缘故障相定位装置可与任何绝缘状态在线监测装置组合,提高了交流浮地电网绝缘故障的定位能力。

船舶中压交流供电系统设计关键技术分析

船舶电力系统容量的不断增大促进了中压交流电力系统在船舶上的应用,然而船舶中压交流电力系统与传统的400V低压系统在设计上存在多方面较大的不同。依据相关标准和设计原则,对中压船舶电力系统的接地、保护、电能质量等问题进行了分析,提出了解决的思路和方法。分析结果可作为中压船舶电力系统设计的参考。

MMC换流站阀侧交流接地故障电流解析

对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)换流站阀侧交流接地故障特性进行研究发现:阀侧交流系统发生金属性接地故障时,故障点入地电流由下桥臂电容放电电流和上桥臂以及对端桥臂电容放电电流构成,网侧交流系统不会馈入入地电流;带过渡电阻接地故障时,网侧交流系统将通过过渡电阻作用于故障点入地电流。详细推导了三相接地故障和单相接地故障下的入地故障电流和桥臂电流的数学解析式。采用RTDS仿真验证了该表达式的正确性。由于阀侧交流出口处电位被钳制为0,因此上桥臂的子模块电容将产生过电压。下桥臂与故障点构成放电电容回路,下桥臂流过的故障电流迅速增大,且无法通过断路器切断故障电流。因此,建议采取可靠的限流措施避免阀侧故障对换流站等一次设备造成严重伤害。

牵引供电系统对埋地管道阻性耦合交流干扰建模及仿真

牵引供电系统对埋地管道阻性耦合干扰原理分析表明,埋地管道的管地电位主要受"钢轨—大地"回路传播常数的影响,由牵引供电系统的电气拓扑结构及其设计参数决定。在此基础上,运用CDEGS软件建立牵引供电系统对埋地管道的阻性耦合交流干扰模型,计算牵引供电系统的短路阻抗和埋地管道的管地电位,与传统Carson理论计算结果的对比验证了该模型的准确性。针对牵引供电系统特殊的电气拓扑结构,研究牵引变电所接地电阻、回流网阻抗和钢轨泄漏电阻在电力机车距牵引变电所不同位置时,对埋地管道管地电位的影响。结果表明:牵引变电所接地电阻越小,埋地管道距牵引变电所越近,其管地电位越高;与单线铁路相比,采用上下行钢轨横联方式的复线铁路,降低了回流网阻抗,也降低了埋地管道的管地电位;钢轨对地绝缘防护越好,钢轨泄漏电阻越大,埋地管道的管地电位越低。

直流侧故障时模块化多电平变换器运行特性分析

基于半桥子模块(HBSM)级联的模块化多电平变换器(MMC)广泛用于中高压直流输电工程。分析了直流侧短路和直流单极接地故障的暂态特性,并提出了相应保护策略。分析直流侧短路故障,将三相桥臂等效成为1条支路,给出了桥臂电流与系统电气参数的关系;分析系统交流侧接地时的直流单极接地故障特性,描述了交流三相出口电压和直流母线电压;在RT-LAB平台上搭建21电平的MMC模型进行验证,并对上述2种故障分别提出了保护策略。