应对变电站二次直流失电的超高压输电线路相间保护方案

变电站二次直流失电会导致本站继电保护装置等设备失去供电电源而无法动作,本站出线发生故障时需要依靠上级变电站的远后备保护进行切除。针对变电站二次直流失电情况下超高压输电线路发生相间短路故障时保护远后备灵敏度不足的问题,提出了一种应对变电站二次直流失电的超高压输电线路相间保护方案。首先,根据超高压电网相间故障时负序电流的自然分布特性,探讨了反时限负序过流保护的远后备应用可行性和相间距离保护的补充特性,确定了相间故障远后备保护的构成思路。接着,研究了助增系数和负序电流对反时限负序过流保护整定时间定值的影响,讨论了临界助增系数的确定方法和反时限负序过流保护的时间定值整定方法。然后,提出了反时限负序过流保护为主、相间距离保护为辅的应对变电站二次直流失电的超高压输电线路相间保护方案。最后,以IEEE 39节点系统和某实际500 kV电网作为仿真算例,对所提方案的有效性进行验证。

子模块故障下基于变执行频率的MMC功率损耗优化控制

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)因其高度模块化和低谐波失真而逐渐成为最适合大功率应用的拓扑之一。当子模块(submodule,SM)发生故障时,故障桥臂中SM电容电压和开关频率将升高,这会导致MMC故障桥臂的功率损耗不平衡,从而影响MMC的寿命。文中提出一种基于变执行频率的功率损耗优化控制(variable execution frequency-based power losses optimization control,VEF-PLOC),该控制通过调整电容电压平衡控制的执行频率来调节功率器件的开关损耗,从而优化故障桥臂中功率器件的损耗。提出的VEF-PLOC能够优化SM故障下故障桥臂功率损耗,从而有效地提高MMC的寿命。最后,在时域专业工具PSCAD/EMTDC上进行仿真,并在小型MMC样机上进行实验,仿真和实验结果皆验证了提出的VEF-PLOC的有效性。

基于电池储能配置的直流系统失压补偿控制方法研究

在失压故障发生时,蓄电池能够及时补充电能,避免系统中断。提出一种基于蓄电池容量配置的变电站直流系统失压故障补偿方法。通过配置蓄电池容量,设计变电站直流系统失压故障补偿方法,基于流入节点功率计算变电站直流系统潮流,获取失压故障发生后的零序电阻和分布电容,结合潮流方程中的有功、无功功率计算变压器无功补偿,完成变电站直流系统失压故障的补偿,从而降低配电线路的损耗。实验测试结果表明,该补偿方法不仅可以提高配电线路的使用率,还可以降低配电线路的损耗,具有更好的故障补偿效果。

基于集成SAO优化互相关熵极限学习机模型的变压器故障诊断方法

针对基于传统机器学习的变压器故障诊断方法在数据不平衡、训练数据集存在离群值等条件下稳健性弱和泛化能力不强等问题,提出一种稳健集成学习模型用于实现电力变压器的高精度故障诊断。首先针对离群值对模型稳健性的影响,将互相关熵损失(correntropy loss,CL)引入极限学习机(extreme learning machine,ELM)框架并应用梯度法获得最优解,以构建稳健学习模型CLELM,并利用雪消融优化器(snow ablation optimizer,SAO)优化CLELM的隐含层权重和偏差,以进一步改进其性能。其次,为了增强模型的泛化能力,将多个SAO-CLELM进行加权融合以构成稳健集成学习模型。最后,针对变压器故障数据集不平衡问题,采用合成少数类过采样技术对数据进行扩充,并应用平衡化后的数据训练集成SAO-CLELM模型以实现故障诊断。在两种故障测试集下对所提集成SAO-CLELM模型的故障诊断性能进行了验证,实验结果表明所提模型能获得准确的故障分类结果,说明其具有较高的稳健性和泛化性。

新能源电网电压波动下同步调相机失磁运行能力研究

同步调相机(SC)较强的无功支撑能力可有效提升新能源电网的电压稳定性,但实际运行中励磁系统故障引起的调相机失磁可能导致其转子失步,影响电网安全运行。为了研究新能源电网不同电压下同步调相机失磁后保持同步运行的能力,建立了300Mvar调相机的时步有限元模型,研究了励磁绕组开路和短路故障下同步调相机的失磁运行特性,对比分析了励磁绕组不同失磁故障下同步调相机各电气量的差异;在此基础上,研究了新能源电网不同电压下同步调相机失磁运行特性,揭示了同步调相机失磁运行能力随初始无功功率的变化规律。结果表明,随着同步调相机初始无功功率的增加,其失磁后保持同步运行所需的系统电压会逐渐增加。

计及等效负荷密度的变电站设备故障缺陷识别仿真

针对变电站设备故障缺陷复杂,识别精度较低的问题,研究了计及等效负荷密度的变电站设备故障缺陷识别方法。依照有所差异的边界条件智能选取接线方式,并将结果反馈至基础参数设置部分,匹配基础参数,构建等效负荷密度模型,分析不同负荷条件下配电站设备运行的馈线功率损失与电压降落情况,将所得馈线功率损失与电压降落情况作为变电站设备故障特征信息输入深度学习网络,通过二次学习与训练完成变电站设备故障缺陷识别。仿真结果显示该方法能够准确计算负荷的有功线损与电压降落情况,有效识别并定位变电站设备故障缺陷。

电表电压失电特征分析及其在低压故障点诊断中的应用

电表作为电能计量系统中的核心设备,其可靠性直接关系到电力系统的正常运行。文章旨在深入分析电表电压失电的特征,并探讨其在低压故障点诊断中的应用。通过详细分析电表电压失电的定义、分类和典型特征,揭示了其与低压电网运行的关联性。在此基础上,深入研究电表电压失电在低压故障点诊断中的优势,并设计了基于电表电压失电的低压故障点诊断算法。结合实际应用案例,验证了该算法在实际电力系统中提高故障点诊断准确性的效果。通过研究,为电力系统的安全运行和故障点的快速定位提供了新的技术手段,有望在电力系统运维中发挥积极作用。

弱电设备远距离供电探讨

针对离电源点较远的弱电设备取电较难、供电距离较长的问题,结合宽电压输入范围直流电源的实际电压输入需求、规范要求的电压降范围,在满足接地故障保护、短路保护等要求的前提下,进行计算和分析,提出远距离场所弱电设备低压供电距离的观点。

汽车静态电源管理系统研究

文章设计一种防止汽车亏电的电源管理系统,主要研究解决整车控制器异常耗电以及故障难以监测等问题。该系统包括:根据使用场景与功能需求,将整车用电器分类并通过不同的磁保持继电器连接车身控制器BCM,对继电器及用电器状态实时检测,BCM根据用电器故障状态及所属类别,控制端高低电平切换,控制相应磁保持继电器断开和闭合,控制蓄电池为相应电器控制回路供电或切断供电,复位或切断用电器供电。同时,ECU通过网络管理报文广播用电器状态及唤醒原因,并将用电器状态及断电标志等信息转发车载信息娱乐终端总成上传云端,远程管理和控制汽车用电器,可以有效降低整车亏电及远程故障监测问题。

简析室外道路照明电缆截面积的选择

结合实际案例,阐述选择室外道路照明电缆截面积时,除考虑电缆载流量及线路电压损失外,还应考虑断路器的保护灵敏性,通过分析影响断路器保护灵敏性的因素,提出室外道路照明电缆截面积的选择建议。

考虑冰灾天气时空分布影响的电力系统故障恢复策略研究

为评估覆冰情况下的故障风险,并在出现故障后快速准确地提供故障恢复策略,提出一种考虑冰灾天气影响生成电力系统故障恢复策略的方法。首先模拟冰雨过境工况,根据元件覆冰厚度得出计及冰雨时空特征影响的故障概率模型;然后,结合故障概率模拟系统故障场景,以最小化系统负荷损失为目标,建立电网故障恢复模型,并采用近似线性化方法进行模型转换和求解。最后,以某实际城区电网为算例进行分析验证,得到不同故障场景下的电力系统有效恢复策略。

核电站控制棒电源系统发电机失磁故障解析

核电站控制棒电源(简称棒控电源)是控制棒驱动机构的唯一供电系统,确保该系统的安全可靠运行对提高核电站安全性具有重大意义。实际运行的棒控电源系统中发电机的失磁保护判据原理简单,现场发生了多起失磁保护失配事件,且棒控电源系统中发电机的运行状态不同于常规并网发电机;为了有效解决失磁保护失配问题,需对棒控电源系统中发电机的失磁故障进行重新解析。首先,根据转差率和功角特点将失磁发展历程划分为等功角阶段、异步运行阶段和周期异步运行阶段;其次,以发电机等效电路及相量图为基础,以q轴电动势为切入点,结合发电机基本方程,由各阶段q轴电动势的变化解析得到各电气量稳态表达式;最后,通过实际机组的失磁实验数据以及基于PSCAD平台的失磁故障仿真,全面验证了解析结果的正确性。该文给出的失磁故障解析过程为棒控电源系统发电机失磁保护方案的制定奠定了理论基础。

全自动系统接触网失电故障应急处理联动方案研究与分析

地铁已经成为城市老百姓的出行必备工具,也是缓解城市交通的重要手段。像国内北京、上海、广州,地铁四通八达,几乎承载了75%城市人口的出行需求,是城市发展不可或缺的重要内容。地铁列车是由接触网进行牵引的,如果接触网突然失电或者因为故障无法给地铁列车供电,将会直接导致行驶的地铁列车没有牵引力,从而停在轨道中。这样不但对于列车上的乘客是一种极大的威胁,而且对后续的列车也会产生重大影响。所以,该文以此为切入点,针对全自动系统接触网失电故障情况,对列车的应急处理联动方案进行全方位的讨论,把控接触网失电之后列车运行的最小影响范围,也为后续全面提升列车运行安全,为城市轨道地铁应急处理提供有力保障。

一起直流系统故障引起的35 kV变电站全站失电事故分析

35 kV变电站作为区域供电的电源点,其全站失电会造成较多的用户失电,产生较大的影响。对某35 kV变电站全站失电故障进行了介绍,并结合保护动作情况、故障录波情况对故障原因进行了分析,在分析站内直流系统故障导致的保护拒动、越级跳闸后,给出了现场处置方法和蓄电池运行管理防范措施,可为后续类似直流系统故障处理提供参考,提高了35 kV变电站运行的安全可靠性。

某船不间断供电系统失电故障分析及处理

船舶电力系统中,不间断电源作为最重要的电源保护设备,在紧急情况下可以保证船舶的可靠运行,确保船舶安全航行。本文主要根据某船发生的不间断供电系统失电故障进行原理分析、故障定位及检修,积累了一些经验,可供类似故障分析提供参考。

基于18相风力发电系统容错控制策略研究

针对一种18相风力发电系统的绕组结构特点,对多相风机的故障工况进行了分析,多相电机系统可能出现的故障可以直接看作开路故障,等效为电机的缺相运行。通过分析机侧、网侧能量传输机理,对系统中绕组开路及变流模块故障后的三相不控整流器的输出电流参考值进行重新整定,提出相应的容错控制方法。最后,通过仿真对变流模块故障的电流重分配控制策略及直流短路故障控制策略的有效性进行了验证。

核电站控制棒驱动机构电源系统建模及故障分析

大型核电站控制棒驱动机构的电源系统由两台带飞轮的电动发电机组成,励磁方式包括自并励和相复励。某自并励机型棒电源系统曾发生一机失磁,与之并联的另一机过流保护抢先动作的严重事故。实际核电站中大量棒电源系统采用相复励机型,为了探究此次事故原因并判断棒电源系统中是否存在保护失配的共性风险,有必要对相复励棒电源系统故障特点进行研究。文中从相复励系统的全补偿公式出发,理论分析了机端短路电流变化趋势与相复励系统参数的关系,然后建立了棒电源系统的PSCAD模型。发现机端短路故障的仿真计算与理论分析相吻合,并通过动模机组单机机端短路实验共同验证了仿真模型的正确性。文中仿真分析了棒电源系统单机失磁时的故障特点,提出利用稳态等效电路估算棒电源系统失磁故障时机端电流的大小。结合制造厂家的真机实验验证了估算方法的有效性,同时说明了事故棒电源系统过流与失磁保护失配的原因,为核电棒电源系统保护装置改造奠定了基础。

电力变压器设备风险评估研究综述

电力变压器的风险评估问题是设备运维及管理人员关注的重点之一。在分析变压器设备风险评估内涵与特点的基础上,梳理出电力变压器设备风险管理体系框架图和风险评估流程图。以危险源识别、风险可能性分析计算、风险损失值分析计算、风险结果评价四项主要过程为对象,重点研究了变压器设备风险评估中的相关方法与应用现状。研究结果表明,目前对电力变压器运行中风险因素考量范围、故障概率计算方法、风险结果可接受度确定及如何量化分级、风险评估结果与其后续运维检修策略如何建立关联等方面仍存在一些不足,将是该领域后续研究的方向和关注重点。

基于损失功率匹配的配电线路运行故障检测方法

针对传统故障检测方法存在无法准确检测配电线路运行故障的问题,提出基于损失功率匹配的配电线路运行故障检测方法。该方法通过提取配电线路的运行故障信息,建立相应的训练模型,实现配电线路运行故障的选相。实验结果表明,该方法准确检测的次数多于对照组,可以有效提升故障检测的准确性,为配电线路的运行维护提供支持。

三相变频空调电网不平衡容错控制技术研究

当三相电网不平衡时,三相电网供电的变频空调容易因网侧电流突变而触发过流保护停机。为了增强三相变频空调在电网不平衡下的容错运行能力,文章探明了三相电网不平衡下的可控裕量与输入输出电压调制比、电网电压不平衡度之间的关系,并提出了不可控区域的退化Boost控制。实验结果表明,采用该控制方案的三相变频空调即便在电网缺一相时仍能输出较高的功率。