引入电流有效值与相位突变量判据的零序反时限电流保护

针对大接地电流系统发生接地故障时,非故障线路零序反时限电流保护先于故障线路中零序电流较小一侧保护动作的问题,提出了引入零序电流有效值和相位突变量判据的零序反时限电流保护方案。首先,分析了单回线和双回线两种结构发生接地故障时,零序电流的分布特征与零序反时限电流保护的动作特性,指出相邻非故障线路零序电流可能大于故障线路零序电流,进而使零序反时限电流保护误动;随后,通过理论分析,得到故障线路中零序电流较大的一侧保护动作前后其余线路中零序电流有效值和方向的变化情况;最后,提出引入零序电流有效值和相位突变量判据的零序反时限电流保护方案,将非故障线路零序反时限电流保护重新计时。仿真结果表明:所提方案能够有效防止非故障线路零序反时限电流保护误动,从而提高了保护的选择性,且在经过渡接地时仍然适用。

基于STFT与改进ConvNeXt配电网故障区段定位方法研究

在目前的配电线路智能故障诊断研究方法中,存在着难以充分提取故障特征、抗噪声干扰能力弱、抗高阻能力差等问题。提出了一种基于短时傅里叶变换(STFT)并引入迁移学习的改进ConvNeXt配电网故障区段定位方法。该方法通过采集配电网各馈线两端的零序电流,计算出各馈线两端的零序电流幅值差,然后将各段的零序电流幅值差拼接成一个组合信号,用STFT处理组合信号,得到时频图,并将得到的时频图分为训练集和测试集。仿真结果表明,基于STFT并改进的ConvNeXt配电网故障区段定位方法在不同的故障距离、不同的接地电阻和不同的初始故障角度下都能有效地实现故障区段的选择,并且该方法具有较强的抗高阻能力以及较强的抗噪声干扰能力,在部分数据丢失的情况下仍能准确进行区段定位。

基于相关理论及零休特征融合的串联故障电弧检测方法

针对串联故障电弧发生时隐蔽性和随机性强、电流幅值相对较小易被负载电流湮没、与负载性质关联性大而导致的难以准确检测问题,提出一种基于相关理论及零休特征融合的串联故障电弧检测方法。以参照UL1699标准搭建的低压单相交流串联故障电弧实验平台为基础,通过采集用电回路的两个周期电流并计算其零休时间比例系数、滤除低频成份后的归一化绝对值最大互相关系数,然后用模糊逻辑器将两系数进行融合处理得到串联故障电弧综合特征识别系数,进一步结合零休时间比例系数并分别与经验阈值比较,从而判别是否有串联故障电弧发生。结果表明,该法对低压单相交流用电回路中使用GB14287.4推荐负载时产生的串联故障电弧辨识率高达100%,无误判漏判现象发生。

1000kV交流断路器开断电流的直流分量时间常数和零偏现象

为了确定特高压断路器短路开断电流的试验直流分量时间常数,依托本期和远期1000kV晋东南-南阳-荆门示范工程,采用EMTP程序模拟计算方法,研究了影响示范工程断路器直流分量衰减时间常数和零偏现象的因素;提出了将模拟计算的直流时间常数折算至断路器试验值的计算公式;统计分析出远期示范工程三相短路直流分量时间常数折算后最长为112ms,因此建议我国特高压断路器直流分量衰减时间常数可选120ms,并得到示范工程采用。特高压断路器开断时间内电流产生零偏现象有接地短路故障、合空线、并网前单相接地和合空变4种工况,这4种工况都不会损坏断路器,可不采取装分闸电阻的应对措施。

特高压系统中的短路电流直流分量与零点漂移

结合1000kV特高压试验示范工程及规划的中国特高压电网,研究了交流1100kV断路器瞬态问题中的短路电流直流分量衰减时间常数及交流电流过零点的漂移现象,在此基础上提出了我国交流1100kV特高压断路器的工作条件建议,如特髙压断路器试验的短路电流直流分量衰减的时间常数等。

基于模糊控制零电流钳位逆变器死区补偿

逆变器死区对于交流伺服系统产生很多不利的影响,如逆变器输出电压的畸变,电动机转矩的脉动和过热等,特别是逆变器低频输出时的零电流钳位将导致系统的不稳定。本文提出了一种新型模糊补偿算法,该算法能够提供精确的零电流信息,可以实时计算逆变器死区导致的误差电压,并通过前馈方式对误差电压进行补偿。该方法应用于SVPWM逆变器系统可以达到精确的输出电压补偿,并且可有效地消除零电流钳位现象,降低系统在低频时输出电流的脉动。仿真与实验表明该算法有效、可行。

三相软开关PWM逆变器载波方式的选择

详细阐述不同载波方式对PWM逆变器输出特性的影响。指出三角载波用于硬开关PWM逆变器时 ,由于死区时间的影响 ,其输出电压电流在基波频域中含有谐波成分 ;软开关PWM逆变器如果也采用三角载波 ,则不但难以控制谐振电路的起振时间 ,而且谐振电路损耗大 ,直流电压的利用率低 ;硬开关PWM逆变器采用锯齿载波调制 ,必将导致严重的电流波形失真 ;软开关PWM逆变器交替使用正负斜率锯齿载波 ,不但谐振电路的起振时间容易控制 。

一种新颖的电压源逆变器自适应死区补偿策略

为解决空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)电压源逆变器低频和轻载时死区效应导致相电压和相电流畸变、零电流钳位效应等问题,分析死区效应和零电流钳位效应,提出一种新颖的自适应死区补偿策略。该策略无需电流极性检测,在同步旋转坐标系下,通过PI控制器调节扰动观测器观测出的q轴扰动电压,获得死区补偿时间;然后在传统SVPWM基础上,在每个脉宽调制周期内,根据两个非零空间电压矢量作用时间之比分配该死区补偿时间;最后用分配的补偿时间对这两个矢量作用时间分别进行补偿。实验结果表明,所提方法能明显地抑制电流低频谐波,有效地削弱零电流钳位现象,提高系统低速运行性能。

感应电机空间矢量PWM控制逆变器死区效应补偿

针对感应电机矢量控制系统,提出了一种可以同时补偿死区误差电压并消除零电流钳位现象的死区补偿方法。在分析影响死区效应的因素以及等效死区时间表达式的基础上,采用平均死区时间补偿法,在两相静止轴系中对等效死区时间产生的误差电压进行了补偿。为了提高电流极性检测的准确性,利用旋转轴系中的励磁电流和转矩电流分量经过坐标反变换,判断电流在两相静止轴系所处的扇区来决定需要施加的补偿电压。另外,为了改善输出电流波形的质量,将一种零电流钳位效应消除方法结合到上述补偿方法中。通过TMS320F2812DSP芯片实现补偿算法,并在11kW感应电机矢量控制系统中验证了死区补偿算法的有效性。

一种新型三相无源软开关逆变器

为提高逆变器的转换效率,提出一种新型的无源软开关逆变器的拓扑结构,在电路中采用紧密耦合在同一铁芯上的电感来回馈能量,同时该耦合电感也作为零电流开通电感;利用谐振电感和谐振电容的谐振来实现零电压关断。该无源软开关逆变器通过拓扑结构中的储能元件,在死区时间内,输出相电流可以续流,降低死区的影响,减小输出相电流在低频时的畸变率。对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图、相应的电路解析和回路的参数设计方法。通过仿真和实验,验证了该原理的正确性。

基于暂态零序电流时频特征量的配网故障选线方法

中性点经消弧线圈接地的配电网系统不同故障条件下发生单相接地故障时,健全馈线和故障馈线的暂态零序电流在短窗时域和频域分布特性不同。利用各馈线故障后1/4工频周期时窗的故障暂态零序电流数据,经小波包分解并将其重构至不同频段,进而求得的时频特征量能在一时频窗内充分反映信号的时频特性,利用相关系数表征暂态零序电流的时频分布特性及其变化规律,并结合综合相关系数形成选线判据,实现配电网单相接地故障选线。大量电磁暂态仿真表明,该方法准确、可靠。

变换器死区补偿方法

死区效应常导致功率变换器件输出电压和输出电流产生大量谐波,在低速时尤为严重。对变换器的死区补偿技术的研究现状进行了总结和综述,将死区补偿方法进行了归纳总结,并分析了各种方法的优缺点和适用的范围,指出了变换器死区补偿方法的发展方向。对于变换器死区补偿方法的选择和更深入的研究具有一定的指导意义。

一种改进型永磁同步电主轴死区补偿算法

针对永磁同步电主轴SVPWM逆变器死区效应所造成的输出电流波形严重畸变和零电流钳位现象,分析了因死区时间、功率器件导通关断时间引起的误差电压矢量,在传统电压前馈死区补偿算法的基础上,提出了一种改进型电压前馈死区补偿算法,无需对电流矢量角度进行实时计算进而判断其所在扇区进行补偿,而是利用电流环已经计算好的电流矢量幅值分量iα和iβ的线性组合实现对定子电压的补偿,算法计算量小、易于实现,同时避免了角度计算误差对死区补偿效果的影响。实验结果表明:改进算法可以有效地改善输出电流的波形,消除零电流钳位现象。

平行双回线对反时限零序电流保护的影响及改进算法

对平行双回线路内部发生接地故障时反时限零序电流保护的选择性进行了分析。研究表明,对于平行双回线路两侧的相邻线路而言,其零序电流不一定小于故障线路中的零序电流,相邻线路上的反时限零序电流保护有可能无选择性动作;对于故障线路本身,离故障点远的一端的零序电流可能大于离故障点近的一端的零序电流,离故障点远的一端保护可能先动作;对于平行双回线中的非故障支路,其保护不会先于故障支路上保护动作,其选择性可以保证。误动的可能性取决于双回线两侧系统的零序参数和故障点位置,与双回线路本身的零序参数及零序互感大小无关。同时提出一种基于广域信息的反时限零序电流保护算法,在改善保护选择性的同时,提高了保护的速动性。最后通过PSCAD仿真验证了分析的正确性。

一种抑制VSI零电流箝位效应的死区补偿方法

电压源逆变器低频和轻载时,死区效应导致相电压和相电流畸变、零电流箝位效应等问题。为解决上述问题,分析死区效应和零电流箝位机理,发现了零电流箝位效应产生的一个主要原因,提出一种死区时间补偿策略。该策略无需电流极性检测,在SVPWM基础上,在每个PWM周期内对两个非零空间电压矢量作用时间分别进行补偿,该补偿根据这两个空间电压矢量作用时间之比分配死区补偿时间获得,死区补偿时间通过离线测量得到。实验结果表明,该方法明显地削弱了电流低频谐波,有效地抑制了零电流箝位现象,显著地改善了电流的正弦度,提高了系统低速运行性能。

三相软开关谐振极型逆变器的电路动态分析

为减小逆变器的开关损耗,提高逆变器的转换效率,提出了一种新型软开关三相谐振极逆变器,并进行了电路的动态分析。该逆变器在直流母线之间串联了三个电解电容,来稳定直流母线电压,同时限制谐振电容和开关器件的承受的最大电压。文中对三个电解电容在每个工作模式中的电压变化进行了详细的动态理论解析。理论解析表明负载电流变化时,电解电容的电压也会随负载电流变化。实验结果表明:直流母线间的三个电解电容的电压变化符合理论分析,电解电容的电压变化对输出电压基本没有影响。

谐振接地系统的配电线路接地故障选线新方法

针对因消弧线圈引起的故障电流信号微弱,造成谐振接地系统发生单相接地故障识别率进一步降低的情况,考虑故障线路与非故障线路间零序电流波形相似度低的特点,提出一种谐振接地系统的配电线路接地故障选线新方法。用HHT(Hilbert-Huang teansform)和时频谱带通滤波法处理零序电流波形,构建各线路零序电流波形的时频能量矩阵,结合图像识别中的相似度识别法与综合相似系数矩阵,实现线路接地故障选线。结果表明,该选线方法对噪声干扰、两点接地故障等情况均有效。

飞机结构腐蚀检测中的脉冲涡流无损检测技术

对脉冲涡流无损检测技术的工作原理进行了分析,建立了脉冲涡流的检测系统对加工的模拟飞机多层结构的试件进行了测试,提取其时域瞬态感应信号的峰值和过零时间作为特征量,对出现在飞机多层结构第二层中的腐蚀缺陷进行了定量检测,试验结果和理论分析相一致,证明了脉冲涡流检测方法的有效性,由于其具有快速和定量化的优点,因而在飞机结构的腐蚀检测中具有广阔的应用前景.

电压型逆变器分段死区补偿调制策略

针对电压源型逆变器中死区效应引起的电流谐波畸变问题,提出了一种分段混合式PWM死区抑制策略。一方面在电机定子电流的非过零区域根据电流方向仅动作一个桥臂,实现了死区消除,并针对由器件导通压降与开关延时产生的电压误差进行了修正;另一方面在过零区域采用脉冲等效时间补偿法抑制零电流钳位效应产生的非线性误差。此外在整个区域补偿开关管的开通关断延时及器件的导通压降造成的非线性误差。为了最大限度增加死区消除时间的占比,设计了上述两种调制策略之间的最优切换方法。仿真和实验结果表明,死区分段消除与补偿混合调制策略能够显著减小定子电流的谐波畸变率,并有效抑制死区效应对系统的影响,证明了该方法的有效性和实用性。

死区补偿零电流箝位现象的研究

为防止电力电子变流器上下桥臂直通,需要设置死区时间。一般死区补偿方法需要检测电流的方向,死区时间的加入使得电流方向检测不准,产生零电流箝位。针对零电流箝位提出了电流坐标变换法,该方法能准确获得电流的方向。DSP实验证明了所提方法的正确性和可行性。