The Research on Grounding Protection for 110kV Resistance Grounding Distribution System

Using the neutral grounding method by the resistance in 110?kV system, it can limit the voltage sag and short circuit current when one-phase grounding fault occurred, but it will change the sequence of the network structure and parameters. This paper analyzes the size and distribution of zero sequence voltage and current when one-phase grounding fault occurred in the 110 kV resistance grounding system, and puts forward the grounding protection configuration setting principle of this system combining the power supplying characteristics of 110?kV distribution network. In a reforming substation as an example, the grounding protection of 110 kV lines and transformer have been set and calculated.

一种适用三电平并联系统的虚拟矢量调制策略

直流侧中点电位平衡和零序环流抑制是保证三电平逆变器并联系统正常运行的重要问题,然而基于冗余小矢量对调节的环流抑制方案进一步增加空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)中点电流无法对称消除的场景,加剧双机系统中点电位不平衡程度。该文基于虚拟矢量合成思路,提出一种满足零序环流抑制和中点电位平衡需求的双机虚拟矢量调制方法。该方法重新定义虚拟中矢量,通过缩短中矢量作用时间和增加参与合成的对称冗余小矢量以减少中点电流不平衡场景;分析不同扇区不同控制目标下虚拟矢量合成规则,利用相占空比法优化虚拟矢量的作用顺序,减少矢量合成过程中的开关次数。与传统SVPWM策略下中点电压变化量的对比分析表明,所提方法能够削弱环流抑制和中点电位平衡的耦合关系。最后,利用Starsim平台实验验证该策略的有效性。

DL/T 684—2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》修订探讨

DL/T 684—2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》(以下简称“2012版《导则》”)对提高发电机变压器继电保护装置的正确动作率、保障发电厂电气设备的安全运行发挥了重要作用。然而随着我国发电机组单机容量的增大以及一些新故障情况的出现,2012版《导则》也暴露了一些不适应的问题,需要对其进行修订,以便更好地指导工程实践。为此,分析2012版《导则》存在的问题,并提出具体的修订建议,以解决发电机比率差动保护在和应涌流情况下误动作、经消弧线圈接地的发电机组定子接地保护在系统侧接地故障切除后误动作、误上电保护在同期条件较差时误动作、主变间隙零序电流保护在线路瞬时性单相接地故障重合闸前跳开主变压器等问题。所提建议可为2012版《导则》修订提供参考。

基于环流相似度的变压器零模涌流识别与零序保护方法

随着我国电力系统规模的扩大和输电容量的增加,Yd连接的高阻抗变压器得到了广泛应用。传统的变压器零序差动保护采用二次谐波比进行涌流制动,但该方法在空投于内部故障时会出现拒动情况。提出了一种基于环流相似度的变压器零模涌流识别与零序保护方法,该方法计算原方零模涌流和副方环流的波形相似度,再根据变压器三相的饱和系数识别内部故障,综合实现变压器准确的涌流闭锁。仿真和实验结果表明,所提保护方法在变压器和应涌流及空投于内部故障情况下均能正确动作。

三相VIENNA整流器的控制策略研究

为了降低三相VIENNA整流器交流侧的电流畸变率,并抑制直流侧电容中点的电位波动,提出将无源控制和零序分量注入相结合的控制策略,并应用于三相VIENNA整流器。首先,根据VIENNA整流器在三相静止坐标系下的数学模型,通过坐标变换获得在同步旋转坐标系下的电压和电流关于功率开关的状态方程。然后,根据无源控制理论,建立基于三相VIENNA整流器的欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange,EL)数学模型,并推导出无源控制器的电压调制方程。同时,设计将零序分量注入调制波的中点电位平衡控制模块。最后,通过构建仿真模型对控制策略进行验证。仿真结果显示,与传统的控制策略相比,该控制策略能较好地平衡电容电压中点电位,降低输入电流的畸变率,并在单位功率因数下实现系统的稳定运行。

基于三相4PT接线方式的PT短路故障特征量分析

针对基于三相4PT(Potential transformer,PT)接线方式的PT短路故障特征量进行分析,并得出变化规律。首先,对4PT接线方式下,二次三相电压、零序电压值进行理论分析;其次,根据PT的设计参数,建立有限元模型,仿真计算绕组相关的电容、电感、电阻等参数,并根据参数构建精细化等值电路模型;再次,基于三相4PT接线方式下,对PT短路故障现象及发生短路故障后各PT电气特征量变化进行详细分析;最后,结合精细化电路模型,通过Matlab建模仿真对PT短路故障后电气特征量变化规律进行验证,证实电气特征量变化规律的正确性。研究结果为PT短路故障在线监测方法提供重要依据,有利于在不退出操作或拆卸的情况下实时准确地监测PT的健康状况。

小电阻接地系统在数据中心的应用

大型数据中心负荷重,馈线多,由此产生了大量的容性电流。当发生设备单相接地后将引起过电压和电弧燃烧等情况,导致电气设备损坏,引发停电。本文对小电阻接地和消弧线圈接地进行比较,重点介绍小电阻接地系统的设计和应用的优劣性,提出大型数据中心配电系统采用小电阻接地更加合适。

典型高阻抗变压器励磁涌流条件下电磁及机械特性研究

随着电网发展系统容量增大,具有成本低、额外占地面积小、限制系统短路电流能力强等特点的高阻抗变压器应用率不断提高。但是,高阻抗变压器因其空载合闸励磁涌流过大,导致零序涌流增大,从而增加了变压器所连母线上零序过流保护的误动风险,同时,国内外又缺少对高阻抗变压器系统性的研究。首先通过Maxwell有限元软件建立4种高阻抗变压器及同电压等级的普通变压器的二维仿真模型,研究变压器绕组及铁心之间的差异;然后开展了变压器励磁涌流特性的研究,明确了5种变压器之间的特性差异;最后,分析了变压器的磁密及电磁力之间的差异。从多方面入手,对高阻抗变压器进行了较为详细地、综合地研究,包括了当前所有的高阻抗变压器结构,为后续针对高阻抗变压器的研究提供了参考。

一起配电变压器0.4kV侧短路故障的分析

针对某35kV变电所发生的一起短路故障中继电保护未正确动作,0.4kV开关柜烧蚀的情况,通过调取故障录波,采用对称分量法结合一次设备检查对故障过程、保护动作进行分析,提出增加0.4kV开关柜内裸铜排的绝缘防护、间距及缩短保护动作时间、保证配电变压器两侧保护逐级配合的优化建议。

零序电流互感器接线对接地故障保护动作的影响

接地故障是新能源电厂常见故障,零序电流保护能有效切除故障,零序电流通过零序电流互感器采集。若因零序电流互感器接线错误,则会导致零序电流采集偏差,影响保护动作。通过接地保护跳闸切入,分析零序电流互感器接线对保护动作的影响,为新能源电厂零序电流互感器安装调试、保护故障分析提供经验。

核电厂大容量电动机启动失败故障原因分析

某核电厂控制棒电源系统电动机在启动过程中多次发生启动失败的重大缺陷。论文以故障现象为出发点,通过对电机上游母线电源供电情况、远程跳闸信号触发情况、MG机组保护继电器动作保护情况、电机本体故障、电机上游控制回路控制电供电情况、漏保继电器故障/误动作、外部电磁干扰等可能原因进行逐项分析,最终定位漏保继电器CT安装位置电缆分布杂乱且存在不同程度的弯折不满足厂家规范要求、电流互感器距离外部电磁干扰信号源较近等导致监测到的零序电流超过整定值的主要原因。文中对故障分析过程进行了详细描述,对电机启动失败的原因及多种处理措施的可行性进行了具体分析,分析思路及处理方法可为后续同类问题提供参考。

线路故障引发多台变压器间隙保护动作分析

针对大规模新能源接入导致电网运行方式及故障发展过程复杂的情况,结合一起110kV线路故障引发多台变压器间隙保护动作的案例,介绍了变压器间隙保护的原理、构成和整定原则,分析了故障发展过程中110kV系统各级保护装置的动作行为,重点阐述了中性点接地运行方式变化过程中110kV系统母线和零序电压的变化规律,总结了整定110kV间隙保护动作时间定值时需要考虑的因素,为电网故障分析及变压器间隙保护整定提供了工程实践参考。

抗直流偏磁的变压器中性点接地方式探讨

直流偏磁现象将影响变压器的正常运行,变压器承受直流偏磁的能力是电力系统稳定运行的前提。为此,建立宜昌地区变压器中性点直流电流分布模型,根据变压器噪声限值,确定变压器中性点电流的最大值,据此提出一种抑制直流偏磁的中性点优化接线方式配置。并且基于宜昌地区Relay CAC模型,对优化后零序电流保护的灵敏度进行了校核。仿真结果显示,通过使同一变电站内投运的两台变电站同时接地,每一台变压器中性点通过的电流均能降低至限值以下,同时,Relay CAC仿真结果验证了中性点接地方式调整后,各线路零序保护的灵敏度出现了一定程度的变化,但均满足灵敏度要求。

变压器中性点运行方式分析

通过对景性点不接地系统防止系统过电压措施、景性点接地对电力系统的影响进行分析,特别对操作、断线、单相接地、雷击等不同情况下景性点处出现的过电压进行分析,同时结合零序通路问题,总结出变压器景性点接地方式的选择应考虑系统零序阻抗、零序电流的分布、N-1对系统运行方式的影响等因素,做到不使接地点数目过多,以避免零序网络过于复杂、零序保护的定值不好整定、零序保护的各段保护之间不易配合,也不能因为接地点太少而使电网接地不可靠。

不同零序电压注入的NPC三电平逆变器中点电位平衡算法的比较

中点箝位型(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器已被广泛应用,中点电位的平衡是其关键技术之一。首先建立基于零序电压注入的中点电位的数学模型,然后根据模型分析采用三种不同零序电压注入的计算方法。在实验室搭建三电平并网逆变器实验样机,比较在不同功率因数下,3种不同零序电压注入方法的中点电位动稳态平衡能力。结果表明,3种方法均能很好地平衡中点电位。此外,在实际条件下,上下电容值常会不相等,因此有必要补充在上下电容值误差为12%条件下的实验。实验验证了3种不同零序电压注入方法在上下电容值误差较大时仍能很好地控制中点电位的平衡。

110 kV电阻接地系统零序方向电流保护的整定研究

中性点经合适阻值的电阻接地,能有效抑制单相接地故障造成的负荷侧电压暂降,明显提高供电质量。但中性点电阻的接入改变了系统的零序阻抗,导致零序电流、电压的大小和分布以及它们之间的相位差与中性点直接接地系统有很大的不同。通过对其零序电流电压特点的分析,推导出110 k V中性点经电阻接地系统零序电流保护的整定计算方法,修正了中性点经电阻接地系统零序方向元件的动作条件。据此对一个改造的110 k V系统进行了整定计算,并通过现场试验和试运行证明了其正确性。

五电平有源中点钳位型逆变器母线中点电压平衡问题

五电平有源中点钳位型拓扑是一种能够克服传统的二极管钳位型和电容钳位型拓扑缺点的多电平变换器。针对五电平有源中点钳位型逆变器的母线中点电压平衡问题展开研究,建立母线中点电压的波动模型,通过计算母线中点电流在一个基波周期内的平均值,证明了母线中点电压在理想和稳态下可自平衡。提出一种基于零序电压注入的中点电压平衡控制方法,通过计算所有关键零序电压对应的中点电流,并从中选择最优的关键零序电压来产生所需的目标中点电流,从而使母线中点电压波动最小。实验结果证明了该控制方法的有效性。

基于零序注入的NPC三电平变流器中点电位反馈控制

对NPC三电平变流器中点电位不平衡时,输出交流电压的补偿与中点电位的反馈控制问题进行了研究。提出了一种基于零序注入的NPC三电平中点电位反馈控制方法,在保证输出电压无畸变的同时还能实现中点电位的任意调节。调制策略基于SPWM原理,实现十分简单,适用于强化传统的中点电位平衡控制或需要对上下组直流电压进行分别控制的场合。文中给出了本文控制方法的中点电流控制能力,并对中点电位的低频波动问题进行了分析。仿真和实验结果验证了相关理论的正确性。

PT中性线断线的研究

对PT中性线断线产生的三次谐波电压及基波零序电压进行了理论分析和实验验证,并提出了实用判据。简述了对PT中性线断线研究的现状,从基本的磁滞回线入手,根据励磁电流、磁通、磁势之间的关系,对PT中性线断线时的三次谐波产生的机理进行了理论分析,对由不对称负载造成的零序基波电压进行了理论推导,又通过大量的实验进行验证,提出简单实用的判据,并分析了可能受到影响的保护。对PT中性线断线的判据研究提供了理论依据。

基于零序补偿导纳的小电流接地系统单相故障保护新方法

在深入分析零序导纳选线算法的基础上,提出基于零序补偿导纳的小电流接地系统单相接地保护新方法。该方法有效地利用了电网中的已知参数,通过补偿的实施,将故障线和健全线原本很小的区分裕度进行了有效的放大,以方便整定。结合工程实际的考虑,将电纳误差和补偿导纳角综合为一种小电流接地系统单相故障保护新算法。ATP仿真证明:该方法对线路故障有很好的分辨能力,而且对系统运行方式、故障方式、过渡电阻等因素的变化具有较高的鲁棒性, 在较大程度上提高了选线的正确率。