基于电流的静止无功补偿装置电容器过电压保护

针对串联电抗器的静止无功补偿装置中电容器两端未安装电压互感器导致不能精准实现电容器过电压保护的问题,提出了一种基于电流的并联电容器谐波过电压保护方法。首先,采集电容器两端的电流,利用傅里叶算法计算各次谐波电流;其次,推导电容器基波、谐波电流与电压的关系,依据所推导公式计算电容器两端各次谐波电压;最后,通过仿真软件对文中推导公式进行验证,并阐述了继电保护装置实现电容器谐波过电压保护的方法。结果证明该方法理论推导与实际仿真结果相符,提高了电容器过电压保护可靠性。

基于活性炭‖Na_(0.44)MnO_(2)的低成本、高倍率和长寿命碱性钠离子电池电容器

水系钠离子电池电容器具有成本低、功率大、安全性好等优点,是下一代大规模储能系统的理想选择之一。本文采用Na_(0.44)MnO_(2)正极、活性炭(AC)负极、6mol·L^(-1)NaOH电解液和廉价的不锈钢集流体构建了可充电碱性钠离子电池电容器。由于Na_(0.44)MnO_(2)正极在碱性电解液中具有较高的过充耐受性,通过首次充电时的原位过充预活化过程可以解决半钠化Na_(0.44)MnO_(2)正极和AC负极初始库伦效率低的缺点。因此,AC‖Na_(0.44)MnO_(2)可充电碱性钠离子电池电容器具有优异的电化学性能,在功率密度为85 W·kg^(-1)时,能量密度达26.6 Wh·kg^(-1),循环10000次后容量保持率为89%。同时,在50℃的高温和-20℃的低温也具有良好的电化学性能。这些结果表明AC‖Na_(0.44)MnO_(2)可充电碱性钠离子电池电容器具备应用于大规模储能的潜力。

10 kV并联电容器组不平衡保护动作诊断及分析

针对一起10 kV并联电容器组不平衡保护动作的故障案例,通过现场对并联电容器、电抗器、放电线圈、避雷器等进行诊断性试验,利用PSCAD对不平衡电压仿真计算,以及根据规程重新核算保护定值,最终确认了引起保护动作原因为该电容器内部存在故障以及不平衡保护定值设置不当。

地铁列车电容击穿故障原因分析及优化

厦门地铁1号线列车发生多起电容击穿故障,不仅影响列车正常牵引运行,而且其过热爆炸引发牵引箱体内部起火事件,严重影响行车安全。文章通过对厦门地铁1号线电容击穿故障的深入分析、研究,对可能导致三相交流滤波电容击穿故障的不同原因进行分析、测试,同时根据可能导致故障的不同原因制定一套完善的电容设计优化、故障预测、预防维护以及质量控制等全面提升方案,经评估,优化方案效果显著,在提高电容可靠性的同时,提高电容维护便利性,为地铁运营单位在列车滤波电容的设计选型、故障分析、技术改造以及预防性维护等方面提供重要参考。

10 kV电容器组运行异常的原因分析与处理

不平衡电压保护是电容器组的主要保护,首先介绍了电容器组故障的基本情况,分析了电容器组不平衡电压保护动作的原因,剖析了2起电容器组开关合闸后故障跳闸的案例,通过试验检查和数据分析找到了故障产生的原因,验证了保护动作原因分析的有效性,最后提出了相关防范措施和处理建议。

超级电容器组备用电源管理方案的设计与实现

针对集散控制系统(DCS)需要具备掉电保护功能,在系统断电的情况下,对组态、过程数据进行保持的需求,对比分析了锂电池备用电源方案以及相关技术特点、难点和应用情形,设计了一套基于BQ33100芯片的超级电容器备用电源管理方案。该方案主要包括恒流充电、电压检测、电流检测、温度检测、电压均衡、SMBus串行通信、保护报警等,并利用恒流放电法对超级电容进行ESR和容值的测量,计算其健康状态。该方案应用在ECS-700系统中,经测试,该备用电源方案能够对超级电容器组进行有效的监测和管理,长期有效地为系统提供断电保护功能,确保了工业控制现场的安全。

电容器组故障的分布式电流保护方法研究

针对电容器组三相不平衡保护存在使用范围有限和无法识别对称故障的问题,提出一种电容器组故障的分布式技术保护方法。电容器组某台电容器内部发生短路故障后,若不及时切除,易发生外壳爆裂事故。本文研究利用短路故障发生时的电流暂态峰值与电容器标准中的整定值进行比较,实现各台电容器的分布式保护。本文研究过程中利用PSCAD/EMTDC软件,搭建了18台电容器组模型(单台电容器4串13并结构),对电容器内部元件发生短路故障的状态进行模拟仿真。研究结果表明,电容器内部一个或多个元件故障时,其故障电流峰值基本相同,且投切时系统最大峰值电流小于故障电流峰值,故障电流峰值对电容器组的分布式保护整定值提供了重要参考依据。

A new principle of traveling wave differential protection on series-capacitor-compensated transmission lines

Traveling wave differential protection has the ability,in theory,to entirely eliminate the effects of distributed capacitive current,but it cannot be applied on series-capacitor-compensated lines directly.In this paper,unbalanced output of conventional forward and reverse traveling wave differential currents under normal operating conditions and external faults was analyzed.A new type of traveling wave differential current was defined by combining forward and reverse traveling wave differential currents.Expressions of the defined differential current when internal and external faults occur were deduced.On this basis,a new principle of traveling wave module differential protection on series-capacitor-compensated lines was proposed,and characteristics of module differential current under different faults were analyzed.The priniciple is immune to line distributed capacity,series capacitor positions,and presence or absence of MOV breakovers.The validity of this scheme was verified by PSACD simulations.

高压并联电容器装置继电保护的探讨

随着现代社会经济的飞速发展及人民生活水平的提升,人们对高压电网无功补偿需求逐渐增加,使得无功补偿电容器装置不断增多。随之而来的是人们对高压电网的各项需求日益提升,特别是针对其安全和运行上的质量方面。在当前,并联电容器已经成为高压电网系统中的关键设备,其安全工作对电力系统意义越来越重要,而电容器的保护问题也一直以来都是电力领域重点关注内容,保护整定值的确定也一直是重点问题。在实际工作中,有关人员需要从高压并联电容器装置的继电保护和整定2个方面着手,提升电容器保护能力,为高压供电线路的稳定运行提供安全保护。该文主要围绕高压并联电容器装置继电保护和整定保护展开具体研究与探讨,在确保安全运行的基础上,满足人们对高压电网的各项需求。

基于超级电容电池的移动储能车研制

针对采用超级电容电池的新型移动储能车,介绍超级电容电池特性、移动储能车结构和超级电容电池组装方案,提出储能功率变换器的控制方法和工作模式,设计装备的消防系统,对超级电容电池移动储能车进行了功能测试。测试结果表明,超级电容电池移动储能车在并网时充电、放电及孤岛模式下均运行良好,能量转换效率高,具有较好的应用前景。

直流滤波电容器内部熔丝的过流能力验证及对保护的影响

文中针对换流站的直流滤波电容器组C1保护整定计算方式“一定数量的串联段短路”这一要求,对内熔丝的通流能力进行试验,发现单元电容器在运行过程中故障串联段不一定会出现稳态的短路,当谐波电流较大时与击穿元件相串联的内熔丝会短时间内熔断。同时分析了单元电容器内单个串联段中的元件数损坏到一定数量后,理论上电容器组C1不平衡电流值也能达到按串联段短路时计算的整定值,但此时电容器存在开路的风险。

高压并联电容器组保护整定值计算及仿真

对变电站高压并联电容器组的三种保护原理进行分析,并给出对称情况下三种保护的整定值计算公式,通过PSCAD与MATLAB软件建立模型进行仿真,验证整定值计算的准确性,为现场电容器组保护的整定计算工作提供参考。

混合动力船舶直流配电系统选择性保护设计

串联式混合动力系统船舶是指船舶推进器的直接驱动力只来源于电动机的混合动力船舶[1],船舶主动力可采用两种及以上的电力能源装置,通过配电系统实现电能的混合调度。本文以一艘采用超级电容储能装置的串联式混合动力系统的近海轮渡为背景,分析本船系统中直流母排系统短路故障选择性保护设计的原理,仿真以及实际短路电流测试结果。研究结果可以为后续类似船舶动力系统提供选择性保护设计参考。

HVDC工程交/直流滤波器高压电容器不平衡保护的判据研究

为检测电容器内部元件的损坏故障,高压直流输电(high voltage DC transmission,HVDC)工程中交直流滤波器的高压电容器通常采用H形接线或分支接线形式,进而配置电容器不平衡保护作为反映该类故障的主保护。然而一些HVDC工程中电容器不平衡保护仍存在隐患。为此分别针对上述2种接线形式的电容器,定量推导了单个支路电容器的故障发展过程中及2个支路电容器均有电容元件击穿时的不平衡电流及相应过电压倍数。分别对2种接线的电容器不平衡保护提出了实用的判据,并探讨了相应的整定计算原则及动作策略。

1000kV系统用并联电容器组不平衡保护设计

由于特高压系统110kV侧用并联电容器装置的容量大、电压等级高,其保护设计也出现了一些新问题。为了保障特高压系统安全运行,提高并联电容器装置保护的可靠性,根据电容器组的不平衡保护整定原则,以EMTP软件为计算工具,计算分析了特高压示范工程中并联电容器组多种接线方式下的保护的灵敏度和整定值之间的差异及电容器组的接线方式对耐爆性能的影响。计算得出了故障时电容器元件过电压与不平衡保护电流的关系曲线和保护整定值的合理范围,结果表明:双桥差保护的灵敏度远高于单桥差,目前特高压系统用的并联电容器不平衡保护整定值设置成5个元件发生击穿时跳闸是合适的,这些可为今后设计计算提供参考。

500kV变电站并联电容器组保护整定的若干问题

介绍了500 kV变电站35 kV并联电容器组的熔断器保护与继电保护的一般配置。重点论述了针对内熔丝不平衡保护的选择与整定,给出了开口三角形不平衡电压保护、差压保护、中性线不平衡电流保护和桥差不平衡电流保护的保护定值和初始值的计算公式。通过对4种不平衡保护的可靠系数、灵敏度以及相关影响因素的比较,建议35 kV电压等级大容量电容器组使用桥差不平衡电流保护,并提供了相应的定值整定实例。

直流滤波器保护的研究和改进

介绍了中国南方电网高肇、兴安直流的直流滤波器保护原理和配置。通过故障案例,对直流滤波器C1不平衡保护和C1电容器过负荷保护进行研究,发现了保护误动的可能原因。针对C1不平衡保护,提出了ITD/ITS实际值与定值对比时考虑正负的改进方案;针对C1过负荷保护,提出了UdL大于170%时保护闭锁,来避免直流线路电压测量系统异常造成的误动。系统仿真结论和现场运行情况证明所提出的改进方案是有效、可行的。

固定串补电容对输电线路继电保护影响的综述

文章综述了固定串补电容对输电线路各种继电保护的影响，总结了迄今为止所采取的解决方法、仿真运行及实际运行的结果。

电容式电压互感器暂态特性对距离保护影响的研究

利用电磁暂态程序对电容式电压互感器 (CVT)的特性进行了数字仿真 ,发现CVT的暂态特性会造成距离保护的暂态超越和反方向出口误动作 .暂态超越现象与两侧电势相角差、故障时刻的电压初始相位密切相关 ,CVT暂态特性引起的反方向出口误动作仅仅发生在受电侧 ,且与两侧电势相角差有关 .分析结果表明 ,采用距离保护快速Ⅰ段的反时限特性是防止暂态超越的有效措施 ,同时提出了利用故障分量方向元件结合全阻抗特性继电器的方法 ,解决了距离保护反方向出口误动作问题 .