基于钳位型断路器的柔直系统控保协同技术

柔性直流系统以其在输电领域的巨大优势而获得广泛应用.但在直流系统中,短路故障的强冲击性与电力电子器件的脆弱性之间的矛盾异常尖锐,现有保护策略难以同时满足高速动性与高可靠性的要求.本文从控保协同思想出发,基于一种电压钳位原理的直流断路器,提出一种新的故障处理模式,初步探究在柔直系统中控制与保护深度融合的可能性.当发生短路故障时,投入断路器和换流器相配合的限流功能,一方面限制电力电子器件的过流,解决其脆弱性问题;另一方面为保护提供边界,辅助实现故障的快速定位.在甄别出故障线路后,利用断路器的故障切除功能将故障隔离.此方案同时实现了故障限流、保护边界和故障切除3项功能,可有效缓减由于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)器件脆弱性所带来的一系列保护问题.在PSCAD/EMTDC中搭建四端双极柔性直流电网模型,仿真结果表明,本控保协同方案能在5 ms内准确识别并隔离故障线路,而且具有较强的耐受过渡电阻能力.

计及新型限流与断路器协同作用的直流配网故障隔离策略研究

针对直流配电网故障电流上升速度快、峰值高以及无法保证非故障区域供电可靠性的问题,该文提出一种应用于直流配电网的新型故障限流器,并对抑制故障电流峰值的桥式电路、加速故障转移速度的耦合电抗器以及通过斩波抑制故障电流的主限流支路进行理论推导和参数分析。基于电压微分判据和方向性过流保护原理,提出新型限流器与直流断路器的协同作用策略。在仿真系统中验证所提方案的正确性和有效性,并进行限流器的初步实验验证。结果表明,所提限流器能够有效限制故障电流,与已有故障隔离方案相比,采用协同作用策略降低了直流断路器至少90%的分断电流,成功避免了换流站闭锁,确保了系统的供电可靠性。

医疗建筑中不同场所断路器选择性配合应用分析

针对医疗建筑中ICU等重要场所和普通诊室等非重要场所供电的配电线路保护要求的不同,结合产品制造标准,分析在满足不同产品制造标准断路器应用场景下对医疗建筑线路保护的选择性要求。

杭州国家版本馆电气系统安全研究

国家版本馆是中华文明种子基因库,建设国家版本馆写入了国家“十四五”规划。电气系统作为建筑机电的一部分,安全可靠是第一要素。从供电电源、用电安全、长寿命电缆的使用等方面进行阐述:供电电源强调电源的独立性,在用电安全方面主要针对SPD在线监测系统、库藏区域故障电弧断路器的使用和KNX总线展开论述,布线系统采用长寿命电线线缆。上述技术措施和产品的使用构建了杭州国家版本馆坚强的配电系统。

断路器后备保护和大短路电流下的上下级选择性研究

引入电流三区段概念,主要分析在选择性极限电流I_(s)超过上级断路器短路保护阈值时的上下级选择性问题,并就实际工程应用给出相关建议。

电缆的热稳定校验

针对设计阶段导体热稳定校验的重要性,总结低压电缆采用断路器和熔断器保护时热稳定校验的几种方法,并就短路点的位置选取进行探讨并提出作者的看法。

断路器选型与配电距离的探讨

研究了配电距离和断路器选型的关系。分析实际工程项目中采用双拼电缆的配电回路的单相接地故障,探讨电缆配电距离、短路电流和断路器选型的可能性。分析在电缆配电回路中短路电流的不同情况,参考产品样本和国家规范的要求,给出了配电电缆回路断路器选型建议,可为设计优化提供理论依据。

一起电缆故障后继电保护动作行为分析及改进

对某水电站10 kV厂用电电缆接头故障后继电保护动作行为进行了分析,介绍了保护装置接地零序电流采样错误、保护动作死区等问题的发现方法,以及调整电缆零序CT安装位置、优化10 kV母线进线断路器安装位置、增加带电显示装置等有效解决措施。

直流混合型断路器与直流故障限流器的匹配研究

目前,直流断路器的开断容量还难以达到直流电网的要求,通过限流器和断路器的配合是解决问题的有效方式之一。本文在分析混合型直流断路器开断原理及其特性的基础上,对断路器与直流限流器的配合问题进行研究。首先,以ABB公司混合型直流断路器为例,通过PSCAD/EMTDC软件建立仿真模型,对其开断原理和过程进行分析;然后,根据直流电网电压等级、开断电流大小和开断过程IGBT承受电压电流等不同要求,研究限流器对断路器的影响,进而确定匹配原则;最后,通过故障状态分析计算确定限流器的参数。

适用于MMC直流电网的源网配合式电容型直流断路器

为充分发挥模块化多电平换流器(modularmultilevel converters,MMC)的控制能力,解决直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB)开断电流和开断速度要求高、造价昂贵等问题,文中提出一种适用于MMC直流电网的源网配合式电容型DCCB。预充电电容是该DCCB最主要的部分,安装于每条直流出线上。所提DCCB利用MMC主动调压控制策略,在故障期间自适应调节子模块投入数量,使换流器直流出口电压与预充电电容电压相等,从而为快速机械开关提供低电压、零电流分断条件。文中详细介绍所提DCCB的拓扑结构、MMC主动调压控制原理、所提DCCB工作原理及其控制时序,并给出所提DCCB元件参数的设计方法。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建四端MMC柔性直流电网模型,通过仿真及对比验证该方案的有效性。

直流断路器与直流故障限流器的匹配研究

快速直流断路器是切除直流电网故障必不可少的设备,而其开断容量难以达到直流电网的要求,通过限流器和断路器的配合能够有效提升断路器的开断能力,从而确保直流电网安全运行。文中在深入开展快速机械断路器的特性的基础上,对断路器与直流限流器的配合问题进行研究:首先,分析机械断路器的开断原理,通过MATLAB/Simulink建立直流断路器电弧特性仿真模型;然后,根据直流电网电压等级、开断电流大小和开断时间等不同要求,研究限流器对断路器开断时间、开断瞬间峰值电压的影响,仿真分析与之相匹配的限流类型及其参数值优化方法;最后,根据超导带材的数学模型,搭建了电阻型超导故障限流器(RSFCL)的仿真模型,用可变电阻模拟超导限流器失超过程的电阻变化,进一步分析限流器对开断过程的影响,上述工作对直流超导限流器的直流电网应用有重要指导意义。

真空灭弧室与SF_6灭弧室串联的混合断路器开断容量增益特性分析

基于真空和SF6气体两种不同灭弧介质的灭弧特点,分析真空灭弧室与SF6灭弧室串联组成的混合断路器可获得更大开断能力的机理。根据混合断路器开断能力提高机理提出对其操动控制机构的要求,并将额定电压12 kV,开断电流20kA的真空断路器与额定电压12 kV,开断电流6.3 kA的SF6断路器串联搭建光控模块式混合断路器实验模型。对实验模型进行短路电流开断测试,并对比单个SF6断路器与基于相同SF6断路器串联真空断路器的混合断路器的短路电流开断能力。得出SF6断路器与混合断路器的开断容量曲线,混合断路器相比SF6断路器开断容量增益倍数在1.4以上。证明混合断路器可在不增加SF6气体使用量的前提下提高短路电流开断容量。

基于Matlab的站用电系统级差配合的建模与分析

针对目前变电站站用变压器低压侧总断路器采用四段式保护增加级差配合复杂度问题,构建了基于Matlab的站用电系统断路器级差配合模型,计算了不同故障下各级断路器脱扣时间,分析了站用电系统的级差配合,以西王220kV变电站站用电系统为例验证了该模型的有效性,并提出调整低压侧总断路器四段保护脱扣电流整定值和脱扣时间的建议。

变电站直流断路器选型配置及级差配合研究

介绍了直流断路器作为直流系统元件的重要性,分析对比了新旧版《电力工程直流系统设计技术规程》的差异,通过研究直流断路器选型配置和级差配合的要求,并以实际工程为案例,结合现场调试和数据分析,得出了直流断路器的选配方法,指导了设计单位对新版直流规程的应用,保证了直流系统的设计可靠性。

发电厂低压厂用电系统的保护整定

框架断路器、塑壳断路器广泛应用于发电厂低压厂用电系统中,其脱扣器的整定以及上下级供电时的保护配合是长期困扰工程技术人员的难题。本文以实际工程为例,简述保护整定、协调配合过程中应注意的几个问题。

直流电源系统保护中直流断路器及熔断器的级差配合探讨

文章针对直流回路保护常见问题,分别从熔断器的级差配合、直流断路器的级差配合、熔断器与直流断路器混合使用的级差配合等方面进行了论述,提出了直流回路保护元件的选用和级差配合的基本原则以及注意事项等,指出直流回路中禁用交流断路器。

10kV及以下变电所设计要点

介绍变电所设备的平面布置;变电所内的高压电缆截面选择;变压器低压侧短路电流的简单估算方法;低压配电系统中,变压器低压侧总断路器规格的选择。

火力发电厂直流系统设计中的保护电器选择性配合探讨

指出了目前直流系统中保护电器选择性配合出现的一些主要问题,分析了影响保护电器选择性配合的主要因素。提出了直流系统的主要设计原则,并通过工程实例进行了保护电器选择性配合的计算,计算结果能满足保护电器选择性配合的要求。

高压负荷开关-熔断器组合电器的保护配合

介绍高压负荷开关-熔断器组合电器的工作原理及选用原则,分析高压负荷开关-熔断器组合电器与低压侧出线断路器之间的保护配合原则。结合实例说明产品样本推荐的高压熔断器与低压断路器之间是否满足选择性配合要求,给出考虑保护配合的高压熔断器选择表。

中低压配电系统间过流保护电器保护配合探讨

针对配电系统中各级保护设备配合的安全性和可靠性问题,在追求高性能的同时,如何合理地通过优化设计,最大限度发挥各电器设备的优异特性,从而获得最大的经济效益。本文通过对两个保护配合的测算,阐明优化设计方案不需要过度追求某项性能的高参数。