Study on Electromagnetic Transient Condition of EMU Passing by Phase-separation with Electric Load in High-speed Railway

Aiming at the complex electromagnetic transient process of EMU passing by phase-separation with electric load in high-speed railway, mechanism of overvoltage caused by switching off, overvoltage caused by switching on and impact current is analyzed systematically in this article. π-type equivalent circuit of feeding section is put forward in the analysis of overvoltage mechanism. Overvoltage and overcurrent model of passing by phase-separation with electric load are also built. Correctness of mechanism was validated by simulation. In addition, the methods to solve the influence on substations, transformers and protection devices in this process are put forward, which provides a new idea on passing by phase-separation with electric load technology.

小电流接地配电网馈线单相接地故障零序阻抗特性分析

文章以暂态零序特征为着眼点,从频域角度对小电流接地系统发生单相接地故障后的特性进行详细探讨。从线路入端零序阻抗这一随频率变化的特征量入手,深入挖掘了配电网系统中各馈线零序阻抗的阻抗特性,详细探讨了零序阻抗的幅值、相角随频率的变化规律,并针对不同的中性点接地方式以及线路是否健全加以分析,为更好地利用零序暂态信号,提高故障检测正确率夯实了基础。最后通过PSCAD搭建仿真模型验证了该特性。

基于线路容流暂态信号能量流向特征的小电流单相接地故障区段定位算法

针对配电网小电流系统单相接地故障定位难的问题,提出一种基于线路容流暂态信号能量流向特征的小电流单相接地故障定位算法。该算法能够在故障发生时准确识别故障线路并定位故障区间,同时对故障前后波形的离散采样数据进行软件滤波,得到线路的容流暂态信号分量,利用其能量流向特征对单相接地故障进行识别和区段定位。实验结果表明,所提算法能够准确区分出故障与非故障线路区段,具有自举性,可方便应用于就地型馈线自动化开关节点,具有较好的实用性。

基于Prony算法的电位接地故障暂态选线方法

为在应急广播调频发射机系统电位接地故障情况下,根据暂态相位差水平能完成电路选线,提出了基于Prony算法的电位接地故障暂态选线方法。采用Prony算法计算滑动平均窗长度,再通过求解辨识参数的方式,确定电路功率特性,完成故障暂态数据识别。联合故障稳态分析条件,计算暂态等效电流数值,以此为基础,求解隶属函数,实现电位接地故障暂态选线。实验结果表明,所提方法作用下,两个接线端口之间的暂态相位始终等于10 V,在电位接地故障情况下,可将相位水平更为接近的端口组织连接在一起,符合实际应用需求。

基于零序电流近似熵的配电网故障定位研究

针对10 kV配电网线路发生单相接地故障时产生的暂态零序电流,提出了一种近似熵算法,对接地故障区间进行定位。首先,设计暂态零序电流的近似熵值计算方法,求取线路中各相邻测点熵值之比;其次,设计各区段故障临界值判定方法,由此比较该值与比值来锁定故障发生位置;最后,通过MATLAB/Simulink对正常以及暂态过程进行仿真,从仿真模型角度佐证了该方法对于配电网单相接地故障的可行性并搭建硬件实物平台实现其故障定位的功能。

基于暂态录波型故障指示器的小电流接地系统双回线路异相接地分析

10 kV配电设备运行环境日趋复杂,接地拉路查找故障点用时较长。当发生单相接地短路故障时,通过暂态录波型故障指示器合成的零序电压启动研判,再通过横向对比故障线路、非故障线路的零序电流大小和方向,纵向对比故障线路的零序电流大小和方向,进行故障线路、故障分支线路选线、选段,可提高故障查找效率。利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,分析电网各节点三相电流、零序电流波形,同时在小电流接地系统双回线路异相接地实际故障中采集暂态录波型故障指示器实测波形,均有效验证了通过零序电压、零序电流研判故障的实用性。

电网三相短路故障下并网虚拟同步发电机的暂态特性评估与提高

与同步发电机相比,虚拟同步发电机(VSG)的显著缺点是没有过流能力,故障发生时的过电流会损坏逆变器的器件。对此,研究电网三相短路故障下VSG的暂态问题综合考虑了电压控制和功角稳定性电流限制,通过增大虚拟阻抗和改变有功功率参考值,可限制VSG输出电流,保持VSG功角稳定。此外,细化和定义了电网三相短路故障VSG的暂态过程阶段,研究了虚拟电感和功率参考值在各阶段的调节范围,并提出了改善VSG短路故障暂态特性的控制策略。

基于暂态零序电流图像识别的配电网单相接地故障区域定位

为了提高配电网单相接地故障的定位准确率,提出一种基于暂态零序电流图像识别的配电网单相接地故障区域定位方法。通过PSCAD实现故障仿真,构建卷积神经网络(CNN)学习所需图像集。根据单相接地故障的两值性和分化性特征,基于Python编程进行图像预处理,采用VGGNet11网络结构对预处理后的字节形式故障样本进行训练,得到故障区域定位模型,并可视化分析模型分类效果。典型10 kV配电网模型数字仿真及现场试验均表明,所提方法能够准确实现故障区域定位,不受系统接地方式、故障电阻和初始相角的影响。可采用暂态录波型故障指示器采集线路暂态零序电流,信号获取方便。

巨型水轮发电机中性点新型接地方式分析

水轮发电机采用的主流接地方式为经消弧线圈接地和经配电变压器高阻接地两种方式,但随着发电机容量的增加,这两种接地方式难以同时将故障电流和暂态过电压控制在标准范围内。文中以某水电站巨型水轮发电机为对象,对电阻加补偿电抗的新型组合接地方式进行研究。首先通过理论分析得到“电阻—电抗”串联、“电阻—电抗”并联接地方式在短路电流限值下电阻、电抗的取值区间,其次建立MATLAB/Simulink仿真模型对4种不同接地方式下的暂态过电压进行计算。结果表明:相同短路电流限值下,“电阻—电抗”并联的接地方式抑制暂态过电压的效果好于“电阻—电抗”串联的接地方式,可以将其限制在标准范围内。采用并联接地方式时会使脱谐度减小,但位移过电压增大。本研究可以为巨型水轮发电机中性点的接地方式提供参考。

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。

单相级联H桥整流器电压平衡控制策略

以无工频变压器牵引传动系统前端的单相级联H桥整流器(CHBR)为研究对象,构建了其数学模型,在电压电流双闭环控制策略的基础上,引入无锁相环技术,改进瞬态电流控制策略。实现了系统发生扰动时,网侧电流对电压相位频率的快速精确追踪。进一步地,对传统附加平衡电压控制策略加以改进,增加模糊控制技术,解决了CHBR在非理想电网或负载大范围投切载时,存在的直流侧各级电容电压不平衡、压差大等问题。最后,利用MATLAB/Simulink进行仿真,对所提策略在CHBR运行时的快速响应和抗干扰能力进行了验证。

全金属间化合物微焊点的制备及性能表征研究进展

基于微凸点和硅通孔的3D封装是一种通过多层芯片垂直互连堆叠,将芯片技术与封装技术进行结合的新技术,满足了电子产品微型化、高性能的发展需求,是实现下一代超大规模集成微系统的核心互连技术。3D封装技术对互连焊点有一个特殊的要求,即在向上堆叠芯片时,低级封装的焊点不应被重新熔化。低温下制备全金属间化合物(Intermetallic compound, IMC)微焊点为实现叠层芯片互连提供了新的解决方案。本文对近年来全IMC微焊点的制备工艺和基本原理进行综合分析;揭示Cu-Sn系统界面反应的扩散机制及IMC生长动力学规律;对比不同键合参数下全IMC微焊点的服役可靠性。最后,指出各种全IMC微焊点制备工艺的优缺点,并对其未来研究发展趋势进行展望。

基于暂态电流的三相变压器剩磁测量系统

针对传统剩磁测量系统存在的采样精度低、装置体积大和容易受外界因素影响等问题,设计了一种以数字信号处理器(DSP)为核心处理器的基于暂态电流的剩磁测量系统。系统利用暂态电流和剩磁之间的关系,利用高速A/D转换器以及数字信号处理技术,实现了快速、准确地测量流过变压器铁芯的暂态电流。通过非线性处理的方法拟合暂态电流和时间的关系,进而根据时间常数计算剩磁。实验结果表明:与传统剩磁测量装置相比,该系统的数据传输迅速且稳定,可靠性高,适用于需要在线测量的场合。

改进特征向量中心性小电流接地故障选线方法

为提高小电流接地系统利用故障暂态特征实现选线的准确率和抗过渡电阻能力,提出一种基于改进特征向量中心性的故障选线方法。首先,以暂态零序电流有效值为故障特征量,将配电网建模为接地故障网络。然后,通过改进特征向量中心性算法计算网络中各节点的重要度。最后,根据各节点的重要度大小筛选故障线路。仿真结果表明,上述算法实现简单且不受中性点接地方式、过渡电阻、故障位置等复杂因素影响,具有较强的可靠性与实用性。并对比传统的特征向量中心性、接近中心性以及介数中心性算法,上述算法更能准确地判别故障线路。

基于暂态相电流的小电流接地故障定位研究

提出一种利用三相电流中的故障电流暂态分量实现小电流接地故障定位的新方法。故障点上游线路,故障相的故障电流暂态分量约等于3倍的上游暂态零模电流,方向为由故障点流向母线;而健全相的故障电流暂态分量约等于故障点下游暂态零模电流,且由母线流向故障点。故障点下游线路,故障相和健全相的故障电流暂态分量均约等于下游暂态零模电流,方向为由故障点流向负荷。在此基础上,定义和求取方向参数,根据故障点两侧方向参数的不同实现故障定位。该方法只需本检测点的三相电流信号,不需电压信号,也不需相邻检测点时钟精确同步。

基于暂态量的超高压输电线路故障选相

在分析超高压输电线路三相导线间耦合关系的基础上,该文提出了一种基于暂态量的故障选相方案。该方案算法利用小波变换表征电流故障分量的暂态能量,并通过比较三相间能量的相对大小来识别故障类型和判别故障相别。大量EMTP仿真测试表明,该算法在不同的故障条件下(包括在不同的故障位置、过渡电阻、初始角等)都能基本正确地快速选出故障相,并在一定程度上弥补了基于初始行波的选相方法之不足。动模试验数据也充分验证了故障选相新方案的可行性。

基于故障分量的相位相关电流差动保护

基于基尔霍夫电流定律的电流差动保护作为电力系统中各种设备的主保护得到广泛应用。鉴于负荷电流的影响,故障分量的差动保护在消除负荷电流影响、提高抗过渡电阻能力方面具有明显的优越性。分析了差动两侧故障分量电流的幅值和相位特征,提出了基于故障分量的相位相关电流差动保护原理。与传统比率差动保护、标积制动的差动保护在复数平面上进行了比较,理论证明了新原理能够同时保障外部故障可靠性和内部故障灵敏性,并就电流互感器饱和情况下对差动保护的影响进行了分析比较。理论分析和仿真验证证明了新原理优良的动作性能。

基于小波变换和BP网络的非故障相暂态电流故障定位

针对小电流接地系统单相接地故障定位的研究现状,提出基于非故障相暂态电流的单相接地故障定位的思想。应用小波变换理论进行分析,总结出非故障相暂态电流随故障点位置变化的规律,并用BP神经网络实现模极大值与故障点位置之间的映射关系,从而进行故障定位。在不同过渡电阻、不同故障距离点情况下的仿真结果证明,该故障定位方法准确可靠。

暂态信号特征分量在配网小电流接地选线中的应用

研究了小电流接地系统发生单相接地故障后的暂态信号及其暂态特性,根据线路分布参数的故障模量模型分析了不同接地方式下零序网络的电气量分布规律。介绍了4种基于暂态信号特征分量的选线方法,对不同工况的单相接地故障进行了仿真,比较了各选线方法的性能。仿真结果表明各选线方法受消弧线圈的影响很小。

基于暂态电流的故障选相原理的探讨

在分析故障相和非故障相的暂态电流特征的基础上,提出一种基于暂态电流的故障选相原理。该原理采用小波变换有效地提取了暂态电流特征,从而实现可靠选相。仿真结果表明,该原理不受故障类型、故障时刻、故障过渡电阻、故障位置的影响。