基于投入并联小电阻的含多分支配电网单相接地故障行波测距方法

含多分支配电网拓扑结构复杂,传统算法常忽略分支,测距精度受到影响。为此,提出基于投入并联小电阻的含多分支配电网单相接地故障行波测距方法。首先,检测故障零模、线模波到达首端的时间差,投入消弧线圈处并联小电阻,利用并联小电阻产生的零模波到达首端的时刻,以及零模波到达故障点后折、反射产生的线模波到达首、末端的时刻,消除零模波波速影响。其次,定义故障判别系数,判断故障发生在主干线路或分支上,根据故障所在区段精确计算故障距离,并根据混合线路的特点对故障判别系数进行修正以适应混合线路。最后,在PSCAD仿真平台上对所述方法进行验证,结果表明所提方法可判断故障区段,精确定位故障点且耐受过渡电阻能力和抗同步误差能力强。

混合级联输电工程的可靠性纵联保护技术研究

为提高混合级联直流输电线路工作的稳定性,文章提出了基于电网换相换流器–模块化多平换流器的混合级联输电线路纵联保护模型。试验结果表明,该保护模型在维护输电系统的稳定性与判断故障方面有较好的性能,对混合级联输电线路有较好的保护作用。

交流线路避雷线融冰故障电磁暂态分析与间接式行波故障定位方法

由于避雷线通常逐塔接地,因此往往对其进行消去处理以降低参数矩阵阶数,但是在避雷线融冰过程中其与沿线杆塔绝缘,会受到线路电磁耦合影响。在研究避雷线对地绝缘条件下多导体传输系统电磁暂态耦合的基础上,推导双回非对称相数多导体传输系统的解耦方式,提出避雷线对地绝缘情况下的相模变换矩阵,并指出避雷线对地绝缘会造成由三相线路所构成模量中出现“零模提速”现象。在此基础上,考虑电容式电压互感器暂态传变特性影响,提出一种利用三相交流线路行波测距装置对避雷线直流融冰期间发生的故障进行间接式双端不同步故障测距的方法,并通过渐进峭度曲线剔除现场实测信号中的电磁噪声,实现波头准确辨识,大量仿真表明该方法可行有效。

改进复合材料杆塔多波阻抗模型及其仿真计算

针对目前复合材料杆塔耐雷性能仿真分析中多采用传统多波阻抗模型,雷击过电压仿真计算结果偏大的情况,考虑导线对地电容影响,提出了改进的多波阻抗模型,根据110 k V复合材料杆塔结构与接地方式,计算各部分波阻抗;建立复合杆塔三维模型,利用有限元法计算导线对地等效电容;利用改进多波阻抗模型计算分析不同塔型、不同接地引下线方式的复合材料杆塔耐雷特性,并与传统模型计算结果进行对比。结果表明,考虑电容时杆塔上的过电压下降了38%,更接近实际值;采用沿线路方向内侧竖直悬垂接地引下的方式可使复合材料杆塔的耐雷水平最大化。

波浪荷载作用下箱筒型基础防波堤性状试验研究

箱筒型基础防波堤是一种新型的防波堤结构,适用于较深水域且海底为软土地基的筑堤情形。然而,这种新型防波堤出现时间较短,对其性状表现的认识尚在积累中,采取何种破坏模式进行设计计算是一个关键难题。为此,开展了土工离心模型试验,探讨了波浪荷载强度、波浪作用持续时间、结构下筒长度和压载等因素对防波堤结构位移模式的影响。试验在离心机高速运转条件下模拟了周期性循环波浪荷载,观测了箱筒型基础防波堤的水平变位、沉降和倾斜以及地基中孔隙水压力等反应。结果发现,修建于给定条件地基上的箱筒型基础防波堤能够很好地抵抗设计荷载强度波浪作用,所发生的沉降、水平变位和倾斜度均不会超出相应的控制值,其主要位移破坏模式为防波堤倾斜过度而失稳或水平变位超出容许值而发生侧向滑动破坏。

联合应用τ-p变换法和相移法提取面波频散曲线

在常见的多阶模式频散曲线提取方法中,f-k法要求空间域和时间域的采样都是等间隔的,如果记录中含有坏道,就会对f-k谱产生很大影响,从而影响频散曲线的提取精度。τ-p变换法对基阶模式低频段的提取效果较差,而对高阶模式的分辨能力较高。相移法对基阶模式提取效果好,但对高阶模式的分辨率不高。本文提出了一种改进的频散曲线提取方法,即联合应用τ-p变换法和相移法提取频散曲线,该法的基本思想是先对地震记录分别用τ-p变换法和相移法得到两种f-VR剖面,将两种f-VR剖面用各自的最大值归一化后再相加,将叠加结果作为最终的f-VR剖面。理论模型合成记录与实际资料处理结果均表明,本文提出的频散曲线提取方法兼顾了τ-p变换法和相移法的优点,既补充了基阶模式低频段的信息,又保证了高阶模式得到有效分辨,取得了理想的提取效果。

基于行波模量传输时差的配电网接地故障定位新方法

为解决配电网接地故障的定位难题,在分析配电网接地故障行波零模与线模分量传输特性的基础上,提出了一种配电网接地故障定位新方法。该方法采用合适的小波变换标定零线模行波波头,并根据配电网故障行波历史数据拟合零线模时间差与故障距离、零线模时间差与零模波速的对应关系曲线,然后据此关系曲线提出了基于零线模传输时差的故障区段判别方法,最后研究了基于双端行波零模分量的配电网故障精确定位新方法,可在线路接地故障情况下准确判别故障区段并精确计算故障点位置。该方法具有较高的定位准确度,可有效解决配电网接地故障定位难题,仿真分析验证了该方法的有效性和准确性,有望在配电网中得到实际应用。

贵广直流系统一起站内接地网过流保护动作分析

介绍直流系统三种运行方式及接地网过流保护的原理与配置,分析了单极金属回线接线方式下高速接地开关电流Idee3存在直流分量及谐波分量的原因,指出了贵广直流系统中该保护定值整定存在的问题,并提出了相应的解决办法。

基于行波差动电流的输电线路接地故障测距

行波测距的准确性受多个因素影响.为此,分析了行波差动电流的不平衡输出,定义了经不平衡电流补偿的行波差流,推导了线路内部故障时该差流的表达式.由于行波在零模和线模上的传播速度不同,两种模量的行波差流也不相同,其幅值比和相角差与故障点位置相关,据此提出了基于行波差动电流的接地故障测距原理.该原理提取行波差动电流的工频分量进行测距,无需提取行波波头,不受线路对行波衰减及波速不确定等因素的影响,PSCAD仿真表明,测距误差很小,测距结果准确可靠.

基于暂态行波的配电网故障仿真分析

通过对配电网中故障点产生的暂态行波信号进行模量分析得出,故障的初始行波包含零模分量和线模分量,各模分量的幅值与过渡电阻有关,与线路长度无关。本文基于Matlab的Simulink仿真环境,搭建小电流接地系统的配电网仿真模型,利用行波线模分量作为故障检测信号,对不同条件下的单相接地故障进行了大量仿真。仿真分析结果表明可根据任意两线电压信号确定故障相;故障行波的暂态特征量不受中性点运行方式、故障距离的影响,为单相接地故障测距的研究提供了理论依据。

作用于防波堤上波浪荷载的离心机模拟

随着港口码头向深水大吨位化的发展,新扩建防波堤逐渐向深水区延伸,防波堤受到的波浪荷载强度越来越高,当堤基位于海底软黏土层上时,由于地基承载力低,往往考虑轻型防波堤结构,在某一防波堤延伸段工程中就推出了薄壁箱筒型基础防波堤新结构。然而,这类轻型防波堤能否经得住设计波浪荷载的作用以及它的性状为工程师所关注,故希望通过土工离心模型试验,在高速旋转的离心力场中模拟作用于防波堤结构上波浪荷载作用,观察其动态反应特性。根据电磁激励器原理研制开发了一套非接触式循环波浪荷载模拟器系统,能提供不同频率、幅值高达1200 N的不对称周期性往复荷载,满足了波浪荷载模拟需要。文中随后介绍了该装置在箱筒型基础防波堤结构与地基的波浪荷载作用试验中的应用,试验测量了防波堤结构的水平变位、沉降和倾斜以及地基中孔隙水压力等性状反应,基于模型试验结果,探讨了波浪荷载作用下箱筒型基础防波堤的破坏模式,结果发现,主要破坏模式为防波堤倾斜过度而失稳或水平变位超出容许值而发生侧向滑动破坏。

基于单相电流行波的配电线路单相接地故障选线方法

为解决现有单相电流行波选线方法有效时间窗短、存在死区,且受到现场电流互感器(current transformer,CT)配置方式的制约等问题,提出一种利用故障暂态单相电流和母线三相电压构造方向行波并进行故障方向识别的配电线路接地选线新方法。该方法选取一定数据窗内各线路单相电流和母线三相电压,利用单相电流与模量电压的线性组合,构造模量上的特征方向行波(characteristic directional traveling wave,CDTW)。通过二进小波变换求取CDTW在特定频带内的分解系数,进而计算出特征正、反向行波积分关系实现接地选线。数学证明与仿真结果表明,所提方法选线可靠性高,在故障全过程均有效,特征方向行波定义合理,且不受中性点接地方式等因素的影响。

自适应时频窗行波选线方法研究

数字化行波选线方法与行波分析所选的时间窗宽度、频带范围密切相关,时频窗的选择在一定程度上决定了行波选线的性能。提出一种利用自适应时频窗的高可靠性行波选线新方法。该方法利用线路零模电流行波两两之间的交叉小波变换(cross wavelet transform,XWT),自适应求取出零模电流行波相关性较强的时频窗,作为行波选线的时频窗,同时计算出零模电流行波在该时频窗内的相位差。最后通过自适应时频窗内的零模电流二进小波变换模极大值进行选线,确定故障线路。所提方法充分结合了复小波变换在频带分析方面的优势和实小波变换在突变检测方面的优势。理论分析与仿真结果表明,所提方法选线可靠性高,交叉小波变换应用合理,且不受中性点接地方式、线路结构等因素的影响。

层状弹性场地基岩斜入射地震动二维反演

提出了层状弹性场地基岩斜入射地震动二维反演的一个方法,方法利用土层和半空间的精确动力刚度矩阵,根据地表某一点的水平和竖向两个地震加速度记录,进行基岩地震加速度时程和入射角的反演,并以SV波二维斜入射为例对方法进行了验证。研究表明,根据水平和竖向两个地震加速度记录可以进行基岩地震加速度时程和入射角的准确反演。同时,对文献中仅根据地表水平加速度记录进行基岩面水平地震动的一维反演方法进行了误差分析,研究表明,一维反演因忽略了波型转换,在模型上存在一定的误差,且误差随着实际地震动斜入射角的增大而显著增大。

10kV配电网单相接地故障综合定位法

中性点不接地的系统运行方式广为我国10kV配电网所采用,发生单相接地故障时,流经对地电容的故障电流较小,使得故障信号难以捕捉,加之网络分支较多,故障定位难以实现。为了解决快速定位的问题,提出了C型行波与决策树相互结合的综合故障定位法。首先利用C型行波在故障测距中的优势与经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的去噪功能,确定故障点与测量端之间的距离;其次利用决策树的分类功能针对网络多分支的特点,对线路不同区段进行分类,判断故障信号来源,并通过与BP神经网络与RBF神经网络的判断结果进行对比表明:C型行波与决策树相互结合的方法能够准确地对带有多分支的10kV配电网进行单相接地故障的快速定位。

含单相配电支路的配电网单相接地故障行波测距技术

当前中国部分中压配电网采用单相配电的方式以提高电网运行经济性。但是含单相配电支路的配电网在发生单相接地故障后,行波传输过程相对复杂,影响了行波故障测距的准确性。文中深入研究了含单相配电支路的配电网发生单相接地故障后的行波传输机理,具体包括相模变换、不同模量的传输速度,以及单相配电支路分界处的传输特性。在此基础上,提出了根据线模、零模分量传输时间差判定故障位于单相配电支路或三相配电支路,以及准确的故障测距方法。EMTP/ATP仿真验证了所提出方法的可靠性和准确性。

煤矿井下电缆单相接地故障测距

矿井配电网为单端供电系统,其中性点不接地或通过消弧线圈接地,当出现单相接地故障时,由于故障电流微弱,故障点位置很难查找。针对该问题,提出了一种基于零模和线模行波波速差的单端行波故障测距法,详细分析了行波测距理论,阐述了线模波速与零模波速的测量方法。在理想情况和故障点存在过渡电阻情况下的仿真结果证实了该方法的有效性和可行性。

油田配电网雷电侵入波的仿真计算与分析

为了解油田35kV配电网受雷电过电压的影响程度,利用ATP电磁暂态仿真计算程序,对南阳油田江河变电站在不同情况下的雷电侵入波进行了仿真计算。由仿真分析的结果可知系统受雷击时主设备上过电压受多方面因素影响,类如系统的运行方式、杆塔的接地电阻等。研究的结果为减小雷电过电压的危害,提高配电系统的可靠性提供参考。

基于零模线模时差的配电网双端行波故障测距

快速、可靠定位配电网单相接地故障是提高配电网供电可靠性的重要技术手段。现有单相接地故障定位技术实用效果较差,过电压时间较长导致电缆相继燃烧的情形屡见不鲜。文中首先分析行波测距技术在配电网单相接地故障定位中的适用性;然后,利用模量分析法分析配电线路单相接地故障时暂态零模和线模行波的故障特征,提出基于零模线模时差的双端行波测距算法;最后,基于配电网仿真模型,对比分析所提算法与现有算法的单相接地故障定位精度,验证所提算法的有效性和优越性。仿真结果表明,所提算法不受过渡电阻影响、无需对时同步且不受行波波头折反射影响,具有较好的工程应用前景。

船舶中压直流电力系统接地方式对直流纹波影响研究

单相接地故障作为一种常见电气故障,会使船舶中压直流电力系统的直流电压纹波产生畸变,影响系统正常运行。以中压直流电力系统的单相接地故障为背景,研究了整流发电机中性点接地方式对纹波的影响。首先运用对称分量法和开关函数法,分别计算了直流电压的正常纹波次数与故障下纹波次数,并推导出故障下直流电压中交流分量的解析表达式。然后,通过分析绕组间的零序回路,得出了故障绕组零序电压与接地方式之间的关联,从而进一步得到接地方式对直流纹波的影响。最后,通过PSCAD与MATLAB/Simulink仿真软件搭建模型,进行仿真验证,为舰船中压直流系统整流发电机接地方式的选取提供参考依据。