大型可变速发电电动机定转子绕组端部电动力仿真分析

大型可变速发电电动机定转子绕组端部结构复杂,当电机出现突然短路等故障工况时,会在定转子端部绕组上产生强大的冲击电流,以致在绕组线棒上产生很大的电磁力。若线棒端部绑扎不牢,可能会引起线棒位移或变形,甚至出现绝缘损坏等故障。本文对一台414MW可变速发电电动机的定转子绕组端部电动力进行了仿真分析,首先建立可变速发电电动机三维端部磁场的有限元仿真模型;然后计算得到可变速发电电动机在额定发电工况下发生两相突然短路、三相突然短路时的定转子电流,并将其作为有限元仿真的求解输入源;最后仿真计算可变速发电电动机定转子绕组端部电动力,并获得定转子绕组端部电动力在短路故障工况下的分布规律。

含混合型MMC的多端柔性直流输电系统短路电流计算方法

多端柔性直流输电系统中存在多个换流站,换流站之间复杂的耦合关系使得直流短路电流的计算成为一个难题。针对含混合型模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)的多端柔性直流系统应用场景,首先搭建了故障穿越前后混合型MMC的故障等效模型,并从混合型MMC直流故障穿越期间电路结构变化的角度出发,分析了直流故障穿越对多端柔性直流系统各支路短路电流的影响,在此基础上基于叠加定理提出直流故障穿越附加网络的概念。然后结合多端系统的近似解耦解析计算方法和直流故障穿越附加网络的概念,提出含混合型MMC的多端系统直流故障穿越期间的短路电流计算方法。最后,基于PSCAD/EMTDC平台的电磁暂态仿真结果表明,所提出的计算方法在故障发生6 ms内计算的短路电流值最大误差均在±6%以内,且具有良好的适用性,为含有混合型MMC的多端柔直系统的规划设计与保护整定提供了参考。

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。

考虑母线故障的低通流损耗多端口整流型混合式直流断路器

混合式直流断路器是当前柔性直流电网最为理想的故障隔离方式,但是投资成本高限制了其大范围的应用。为了降低混合式直流断路器的成本,提出了一种多端口整流型混合式直流断路器拓扑,选择开关采用简单可靠的二极管桥式整流结构,负载转移开关和主断开关采用单向开断子模块,并通过电流转移控制策略的优化,使得直流断路器具备电流双向开断、设备成本低和通流损耗低等优点;同时,增加了一条母线保护支路,实现了直流母线故障隔离和公共母线故障保护。文中首先详细介绍了所提拓扑在不同故障工况下的工作原理以及内部组件的动作策略;然后,与现有拓扑进行了经济性和电气性能的对比分析,突出所提拓扑的优越性;最后,设计并搭建了一台三端口整流型混合式直流断路器样机及其试验系统,通过试验验证了所提拓扑的有效性和可行性。

2017年国际供电会议学术动态——配电网故障保护与自愈控制

配电网故障保护与自愈控制是第24届国际供电会议(CIRED 2017)讨论的热点专题之一。文章按照小电流接地故障保护、短路故障检测与定位、保护装置与系统、有源配电网与微电网保护、故障自愈控制5个子专题,介绍了该专题的学术交流情况、国际发展动态以及由此获得的启示。

低压进线开关远动复位问题的思考

以北京地铁13号线工程为例,阐述低压进线开关运动复位的目的和具体实现方法。

三相异步电动机常见故障分析与处理

三相异步电动机和其他一些电动机相比,价格低廉,运用方便,广泛应用于各个行业。本文针对三相异步电动机的常见故障进行分析,并在此基础上提出了一些常见的解决办法,希望以此保障三相异步电动机的正常运行。

具有直流故障阻断能力的电流主动转移型MMC

具有直流故障阻断能力的模块化多电平换流器(MMC)是柔性直流输配电技术的重要支撑设备。针对传统半桥型MMC无法阻断直流短路故障的问题,通过结合现有的故障阻断方案,提出了具有直流故障阻断能力的电流主动转移型MMC。该拓扑增加了断流支路、桥臂阻断支路以及能量吸收支路。直流故障发生后,通过断开断流支路,一方面主动转移故障电流,另一方面实现桥臂电流的换向,进而利用半桥子模块吸收MMC内部故障能量。同时,能量吸收支路中的全桥子模块在闭锁过程中也投入电容以吸收线路侧的故障能量,从而实现了短路故障的快速阻断。文中通过建立电流主动转移型MMC拓扑,详尽分析了故障阻断机理,并在MATLAB/Simulink中搭建了单端100 kV/25电平仿真模型,验证了该拓扑的可行性与有效性。

10kV线路用多腔室间隙防雷装置工频续流遮断能力选择建议

我国10 kV架空配电线路近年来安装使用了一些多腔室间隙防雷装置,由于相关研究未及时跟进,多腔室间隙产品的额定遮断工频续流值这一关键参数的选择目前缺乏理论依据。通过建立线路短路故障计算模型,结合典型多腔室间隙产品的试验数据,计算获得不同故障情况下通过多腔室间隙的实际电流,再结合线路工程防雷需求,提出对用在有连续建筑物或绿化树木屏蔽的城区线路(段)上的多腔室间隙产品,额定遮断工频续流峰值短期可选择不小于1kA,远期应选择不小于1.5 kA,对用于空旷地区的线路(段)上的多腔室间隙产品,额定遮断工频续流峰值短期可选择不小于5 kA,远期应尽可能选择更高的遮断续流水平,并进一步给出了安装使用建议。

单相短路故障条件下级联模块中压光伏发电系统的有功功率回流抑制

有功功率回流是级联H桥型光伏并网逆变器在电网不对称跌落故障条件下固有的问题,可能导致系统没有平衡运行点,H桥直流母线电压持续增大,逆变器因过电压保护而停机脱网。为此,该文以电网故障发生率最高的单相短路故障为研究目标,回顾现有控制方法,并定量地分析其局限性——在电网电压跌落较深且光伏阵列输出功率较低的工作场景下无法避免有功回流。在此基础上,提出一种适用于级联模块化中压光伏发电系统在单相短路故障条件下的有功功率回流抑制策略,根据光伏阵列实际输出的有功功率将系统的运行划分为两个区域,通过合理地设计系统的调制度,并在不同的运行区域内采用不同的控制方法,能够提高级联H桥光伏并网逆变器对不同的输出功率以及不同电网跌落深度的适应性,以改善系统的故障穿越能力。最后,通过实验验证了所提控制策略的有效性和可行性。

牵引变电所低压回路故障排查

对变电所低压回路常见故障进行了阐述和分析,提出了各种故障对应的排查方法,解决了如何综合运用变电所回路原理和相关测试工具等问题,达到快速判断故障和排除故障的目的。

小容量发电机出口断路器及馈线断路器瞬态恢复电压仿真研究

国内外学者论证了大容量发电机出口装设发电机断路器（generator circuit breaker,GCB）的必要性,而对小容量（≤30 MW）发电机出口及发电厂内馈线是否也应装设GCB并没有进行深入研究。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC计算分析了在开断条件最恶劣的三相短路故障情况下,12~30 MW小容量发电机出口断路器及馈线断路器的瞬态恢复电压（transient recovery voltage,TRV）,并从TRV上升率的角度出发,确定普通配电型断路器是否可以替代GCB安装在发电机出口及厂用电馈线处。计算结果表明,当发电机出线端及厂用电馈线中分别发生三相短路故障时,断路器TRV上升率均未超过0.34 k V/μs,普通配电型断路器可以替代GCB安装在小容量发电机出口及厂用电馈线处。