海洋电磁发射机可控源整流电路动态性能优化

海洋电磁发射机在非理想状况工作时母线会产生冲击电压,严重时损坏开关管和滤波电容,为此提出一种混合控制策略。首先,基于dq坐标系的前馈解耦控制策略分析海洋电磁发射机可控源整流电路的动态性能,其次,通过理论证明负载扰动和无功电流iq≠0影响控制系统的动态性能,然后提出在dq电流解耦控制中引入瞬态直接电流思想的改进q轴混合控制方法,在dq电流解耦控制中引入负载电流前馈和无功电流iq≠0环节,改善了d轴电流id的响应速度,提高了控制系统的动态性能。最后,实验结果对比表明,混合控制方法在负载突变、直流侧电压给定值突变和船上柴油发电机电压跌落3种情况下,直流侧电压超调差最小,与最长调整时间相比减少了65%左右。

基于暂态电流行波突变的LCC-MMC混合双极直流输电纵联方向保护

在直流线路中行波保护作为主保护应用广泛,但行波保护作为单端量的保护具有误动性较高且耐过渡电阻能力较差的缺点。在分析了行波在直流输电系统中传播特性的基础上,根据区内和区外故障时暂态电流行波变化方向的不同提出了一种基于暂态电流行波突变的LCC-MMC混合双极直流输电系统纵联方向保护。若故障时两侧暂态电流行波突变方向相同,则为区内故障,否则为区外故障。通过PSCAD和MATLAB的仿真结果表明,该保护能快速准确地识别故障,并且不受故障类型、过渡电阻以及故障发生位置距离的影响,因此具有一定的实用性。

励磁绕组与阻尼绕组耦合效应对大型同步调相机转子暂态电流特性的影响

针对大型同步调相机暂态分析时模型精度较低的问题,提出一种考虑励磁绕组与阻尼绕组耦合效应的同步调相机暂态分析精确模型。首先,通过引入特征电抗建立同步调相机考虑励磁绕组与阻尼绕组耦合效应的暂态分析精确模型,并基于励磁电流拟合对特征电抗进行求解。然后,通过三相短路与BC相间短路故障仿真,对比同步调相机传统模型与精确模型的转子暂态电流特性。最后,建立同步调相机机-网暂态仿真模型,分析系统送端交流母线电压波动时同步调相机精确模型的暂态运行特性。研究表明,考虑励磁绕组与阻尼绕组耦合效应时同步调相机转子暂态电流特性的精度更高。三相短路与BC相间短路故障后3个周期内,同步调相机暂态分析精确模型励磁电流峰值平均值的精度分别提高了27.27%和61.53%。

断路器选相投切系统在换流站中的应用研究

在换流站滤波器组及换流变压器配置断路器选相投切系统,可改善断路器开合暂态过程,在取消合闸电阻工况下仍可避免对电力设备及系统造成冲击。基于多个换流站选相投切工程实施及调试经验,进行了换流站选相投切系统应用的调查。介绍了选相投切系统构成、选相投切要求、断路器配套及预测试方法等。重点针对滤波器组、换流变压器的选相投切应用,总结了控制策略、选相投切系统带电冲击试验,及工程使用中需重点关注的问题、设备运维要求等,为相关技术人员提供参考。试点工程在特高压断路器中创新性地采用取消合闸电阻、增设选相合闸的专项改造方案。断路器选相投切系统总体运行效果良好,为技术的推广积累了工程运行经验。

一种可选择中断的混合式直流断路器拓扑

传统的混合式直流断路器应对瞬时性故障时必须先切断故障电流,再进行重合闸,会造成短暂性的电能供应中断。对此,提出一种适用于中压直流的可选择中断混合式直流断路器拓扑。该断路器可根据不同的故障类型选择运行方式,在与主导通支路串联的桥式结构中增加电容和限流电感抑制故障的电流上升,并储存能量,通过释能电阻对能量进行释放。对所提出的拓扑进行工作过程和理论分析。在单端直流等效系统中进行仿真验证,该结构在应对永久性短路故障时,可在9 ms内切除故障;应对瞬时性故障时,可使系统在不中断电流的情况下恢复正常运行,并释放故障时产生的能量。仿真结果验证了该拓扑的优越性。

基于T区中低频衰减特性构成方向元件的特高压三端混合直流输电线路单端方向保护研究

将保护装置安装在T区两侧,基于T区中低频衰减特性构成方向元件,提出一种特高压三端混合直流输电线路单端方向保护方法。分析特高压三端混合直流输电系统整流侧、T区以及线路末端逆变侧三端边界频率特性,发现T区边界对故障电流暂态信号中低频分量有一定的衰减作用、整流侧边界和线路末端逆变侧边界对故障电流暂态信号高频分量有明显衰减作用。利用小波分解,根据T区两侧线路暂态电流中低频能量差判断故障方向,并提出故障方向判据。当T区左侧发生故障时,利用线路L1末端所检测到的高频暂态电流能量与低频暂态电流能量的比值来判别整流侧区内、外故障;当T区右侧发生故障时,利用线路L2首端所检测到的高频暂态电流能量与低频暂态电流能量的比值来判别线路末端逆变侧区内、外故障;T区发生故障时,判定为线路区外故障。给出基于T区中低频衰减特性构成方向元件的特高压三端混合直流输电线路单端方向保护方案,最后在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建昆柳龙特高压三端混合直流输电系统模型并对所提保护方法进行验证,仿真表明该文所提保护方法能实现特高压三端混合直流输电线路全线速动保护。

瞬变电磁法在采空区积水与灰岩富水区探测中的应用

针对米山煤矿二采区15号煤层所面临的上覆水害问题,在开采前为查明上覆3号煤层采空区积水,以及顶板K 5、K 2灰岩富水区。在地质分析与地球物理特征分析基础之上,进行瞬变电磁法探测试验。优选了探测设备、回线装置与探测参数,通过地面瞬变电磁探测,初步圈定了3号煤层采空区积水、顶板K 5与K 2灰岩富水区的分布范围。针对初步圈定的老空水与灰岩水分布范围,利用不同硬件、回线装置与探测参数的瞬变电磁进行浅埋区复测,同时开展不同物探方法的直流电法复测,验证了前期探测成果,确定了7处3号煤层采空区积水与6处灰岩富水区,为下一步安全高效绿色开采提供了技术支撑,值得进一步推广应用。

高河矿E2301工作面切眼富水断层综合探测技术

断层是煤矿常见的地质构造,是含水层与煤层的主要导水通道之一。为了准确探查导水断层的发育情况,指导巷道的安全掘进,利用瞬变电磁法和直流电法对E2301工作面切眼进行综合探测,确定了巷道掘进前方70~85 m存在低阻异常区,判断其为一导水断层,导通上方含水层。通过施工探查钻孔验证,异常区出水量达到62.5 m^(3)/h;经过疏放,水量稳定在3.2 m^(3)/h。当巷道掘进至切眼通尺75.2 m时,揭露一条正断层,其落差为1.9 m,证明本次综合探测结果准确,为矿井生产过程中探查导水断层提供了思路。

直流电法与多道瞬态面波法在电力工程地质分层中的应用

在电力行业中,随着勘察技术的不断发展,岩土工程勘察手段也在逐渐增加,物探技术中的直流电法、多道瞬态面波法等方法都可以有效应用在地质分层中。其中直流电法利用的是地层的电性差异,采用加密极距、作图法,直观快捷;多道瞬态面波法利用弹性波差异,通过频散曲线的波速不同划分地层,绘制速度剖面,更为清晰地判断地层分布,通过对比孔试验,以及多个测点的验证结果表明,这2种物探方法可以作为有效的工程勘察手段。

GDD激电仪的应用研究

煤炭行业长期面临着开采水灾害防治问题。GDD大功率直流激电仪与高密度直流电法仪相比具有勘探深度大的优点;与V8瞬变电磁仪相比抗电磁干扰能力强,在电磁干扰区域仍然能够采集到可靠的信号。文章确定了GDD大功率激电仪在煤矿水文地质勘查中的有效性,选择适用的装置形式和工作参数,为生产实践提供前期试验研究,为该仪器的生产应用提供研究基础。

黄陵一号煤矿814工作面防治水技术

随着煤矿开采深度不断增加,井下水文地质情况也越发复杂多变,矿井水害防治措施不到位往往会造成水害。以黄陵矿业一号煤矿814回采工作面为例,分析了该矿水害治理情况。黄陵一号煤矿814工作面水害主要为上覆延安组及直罗组下段砂岩裂隙水,为减小上覆含水层威胁,实施了井下物探探查,圈定了3处富水异常区,开展了井下探放水工程,钻探进尺5900 m,总计疏放水量1.50×10^(5)m^(3)。经持续观测,该工作面顶板疏放水钻孔动态涌水量持续稳定衰减,最终钻孔涌水量稳定在0~10 m^(3)/h,水压为0~2 kPa,有效减小了顶板直罗组砂岩裂隙水的水害威胁。814工作面水害治理已取得较为良好的效果,为煤矿防治水工作提出指导性意见。

综合物探技术在宝英煤矿水害防治中的探测分析

煤矿开采过程中需探明矿井隐含的水害风险,以保证矿井的安全生产工作。为解决宝英煤矿老窑积水、采空区积水、断层与陷落柱较为发育而难以探明的问题,采用并行直流电法、音频电透视法、瞬变电磁法对+1233 m水平西运输巷底板与+1233 m水平西辅助进风巷进行综合物探分析。在分析不同物探技术原理上,对施工参数进行了设计,并对数据进行反演分析,综合对比3种物探技术的探测成果。结果表明,探测区域主要存在4种类型的地质与水害威胁:隐伏构造导致的地层裂隙高度发育并富含裂隙水;+1233 m水平西辅助进风巷揭露断层;+1233 m水平西辅助进风巷靠近陷落柱富水区域;底板老窑积水以及底板水渗透导致的异常区域。综合物探结果为宝英煤矿水害问题的探测与防治提供了指导。

基于相暂态功率方向的有源配电网接地故障区段定位算法

分布式电源接入配电网后,利用相电流突变的接地故障判断算法准确度下降。为了解决以上问题,提出基于相暂态功率方向的有源配电网接地故障区段定位算法。通过建立有源配电网接地故障暂态相电压电流等效模型,分析出健全线路各区段的各相暂态功率方向为正,故障电流由母线流向线路,故障线路故障点下游各区段相暂态功率绝对值较大的方向为正,故障线路故障点上游各区段暂态功率绝对值较大相的方向为负,根据以上特征,设计了接地故障定位装置以及相暂态功率方向算法。通过仿真验证结果表明,该方法在配电网中性点采用小电流接地系统时,在分布式电源投入与退出、接入数量和位置不同以及不平横电流情况下,均能可靠判断与定位接地故障位置。相关研究及其设计能够为有源配电网接地故障定位技术的发展与应用提供参考。

电法超前探测技术在煤矿掘进中应用研究

通过对煤矿掘进工作面应用电法进行超前探测,研究了电法超前探查方法的原理。对采集到的数据,分别进行了前期处理和深度分析,剔除错误点和偏离点。通过解释处理后数据和处理前数据图对比,进一步验证探测方法的精准度。电法超前探测技术的广泛应用,进一步提高了巷道的安全掘进,降低了安全事故发生率。

基于电极瞬变电磁响应的故县大坝渗漏检测

为了准确定位坝体渗漏位置,在直流电法的基础上,提出利用激励电压导通瞬间电极激发的瞬变电磁信号检测渗漏的方法。导通瞬间电极在导电介质中激发的瞬变电磁响应包含介质电导率信息,响应信号对水层等高阻介质比较敏感,响应变化较大,这是一种新的渗漏信息。利用该信息对坝体进行渗漏检测有助于提高渗漏点位置判断的准确性。利用电极检测系统对故县大坝进行实测,分别实现信号的廊道发射-水中接收和水中发射-廊道台阶接收,在横向和纵向判断了渗漏异常位置。对故县大坝的实测数据进行分析,结果表明在大坝的2#—3#横缝处存在渗漏,与实际渗漏情况相符。研究成果对于准确定位坝体渗漏位置有一定的参考价值。

适用于高压直流输电受端系统的两阶段暂态电压评估方法

直流受端系统受扰后,极易引起直流发生换相失败、直流闭锁等故障,使得直流受端系统的暂态电压稳定(transient voltage stability,TVS)问题尤为突出,量化评估直流受端系统暂态电压稳定性具有重要意义。由于直流系统复杂的暂态特性,使得现有的暂态电压评估方法难以准确评估直流系统的暂态电压问题。为此,基于现有的多二元表判据和直流系统暂态恢复特性,提出了两阶段暂态电压评估方法。首先,分析了直流系统的暂态电压恢复特性和现有多二元表在直流系统中的应用局限。其次,基于不同稳定性水平赋予不同权重的思想,提出两阶段暂态电压评估方法,结合直流控制参数和故障严重程度等信息,实现对暂态电压稳定性的评估。最后,基于双直流馈入系统和修改后含直流的IEEE 3机9节点系统验证两阶段暂态电压评估方法对直流系统的适用性,结果表明所提方法可以实现对直流受端系统暂态电压稳定的准确评估。

横山区殿市镇水坝滩煤矿采空区分布勘查

为查清榆林市地方煤矿采空区分布范围、煤矿井田内地表区域中水与火、采空区塌陷与悬顶等安全隐患以及重要建(构)筑物的分布情况,为了实现对采空区内火灾的有效预防以及控制,在采空区治理过程中实现对科学依据的提供。以陕西横山县为参照物,横山区水坝滩煤矿处在其东北方向,两者之间大约具有18 km的距离,行政区划隶属殿市镇管辖。该矿确定2处区域进行物探勘查,以采空区为处理对象,对其分布规律进行探索。通过对高密度直流法以及瞬变电磁法等方法的综合运用来进行物探施工,设计物探面积1.2364 km^(2),实际完成物探面积1.2364 km^(2)。野外作业共完成瞬变电磁法测线35条,测线总长度32200 m,物理点1711个;高密度直流电法测线10条,测线总长度6000 m,物理点634个。经资料处理解释并结合地质、采掘工程及实地踏勘调查等资料,物探勘查区域A区内推断解释了3处采空积水区,1处疑似采空积水区,面积共计约231040 m^(2)。物探勘查区域B区内推断解释了2处采空积水区,面积共计约201186 m^(2)。

增子坊煤矿5305回采工作面超前探放水设计

针对铁峰煤业增子坊煤矿5305工作面遇到的裂隙涌水问题,采用瞬变电磁法和直流电法对巷道进行超前探水,并提出封孔和排水措施,消除了水害威胁,为今后防治水工作提供参考。

工作面邻侧断层综合物探技术研究

晋北煤业5上-302工作面地质构造复杂,局部发育有大、小型断层,断裂构造较为发育。5上-3021巷邻侧存在落差较大的断层,为探明该断层导含水、走向情况,采用地质雷达法、直流电法、瞬变电磁法等对断层界面及富水性进行探查,为工作面后续钻探提供精确的耙区,为矿井防治水提供精确的地质资料。