基于相位差变化的干式空心电抗器匝间短路故障监测研究

干式空心电抗器是电力系统的重要设备之一,其失效破坏形式主要表现为匝间短路,在电抗器匝间短路故障早期,发出有效预警具有重要意义。干式空心电抗器在健康运行时,电压电流相位差为固定值,匝间短路后相位差随之变化,基于此提出一种相位差变化特性的匝间短路在线监测方法。建立匝间短路场-路耦合模型,根据仿真结果整定匝间短路的相位差变化阈值;采用SOGI-PLL结合apFFT算法实时监测相位差的变化特性;搭建匝间短路在线监测系统,并对其性能进行了测试。结果表明:在线监测系统既能灵敏地发现匝间短路,又能精确地测量相位差,满足了灵敏性和可靠性的要求。研究工作验证了基于电压电流相位差变化的匝间短路监测方法的可行性,并为其实现方法提供了参考。

基于磁阻效应的干式空心电抗器匝间短路磁场检测研究

针对干式空心电抗器匝间短路故障所产生的磁场变化,本文通过理论研究、建模仿真与样机试验相结合的方式,研究基于磁阻效应的干式空心电抗器匝间短路磁场检测方案。仿真过程中建立了电抗器匝间短路的有限元模型,完成了不同位置处以及不同故障程度的磁场变化量的计算。基于仿真结果,确定了磁场的测量位置,并应用磁阻效应传感器开展了电抗器匝间短路磁场测量试验。试验结果表明:由于测量过程中不与电抗器接触,磁阻效应传感器应用时并不影响电抗器的正常运行;其次,磁阻效应传感器能够有效反映出电抗器故障时磁场的变化情况,验证了磁阻效应传感器测量干式空心电抗器匝间短路磁场的可行性。

基于预充电模型与低频采样的直流支撑电容器电容辨识方法

直流支撑电容器是列车牵引变流器的重要组成部分,主要用于整流器的输出电压滤波与稳压,并保证逆变器的高效运行。电容是衡量电容器剩余使用寿命的重要指标。在恶劣的工作环境中,电容的减小速率往往比预期更快,准确、有效地对电容进行估计是直流电容器状态监测的必要条件。然而,在轨道交通应用中,中间直流环节电压传感器的信号噪声波动幅值与纹波分量波动幅值几乎相同,导致现有电容器状态辨识方法对电容的辨识误差明显上升。针对此问题,提出一种基于预充电模型与低频采样的直流电容器电容估计方法。首先,对预充电过程进行分析,建立离散数学模型以减少噪声的影响。在此模型基础上,推导电容器电容的计算公式,采用带噪声估计的RELS算法进一步减小噪声影响并获得模型参数的准确估值,进而对直流支撑电容器电容进行精确辨识。最后,在dSPACE平台上验证该方法的快速性和鲁棒性。研究结果表明:该方法可以在较低的采样频率下实现电容的准确计算;与现有估计方法相比,该方法在地铁等轨道交通场合具有较大优越性。

MMC-HVDC输电系统控制策略研究

模块化多电平换流器(MMC)在柔性直流输电领域具有广阔的发展前景,对模块化多电平换流器输电系统控制策略进行研究,提出了一种MMC-HVDC系统模型预测控制策略,为了实现柔性直流系统多个不同目标的有效控制,建立了相应的目标函数,并求其最优解,提出的控制策略控制效果很好,计算量小,并且不需要考虑权重因子的影响,控制系统结果较简单。在仿真平台上建立了双端柔直系统仿真模型,验证了提出的控制策略的优越性能。

基于马尔科夫链的计量中心调度系统设备运行周期故障预测

为解决计量中心生产调度系统信息空间与物理空间的交互融合问题,文章基础数字孪生技术,通过计量中心生产调度体系的历史运行数据样本,采用统计估算法获得其等效的马尔科夫状态转移概率矩阵,进而快速解析预测未来一段时间内系统主要运行设备的故障概率,实现设备的全生命周期管理及故障预测。最终通过实时构建物理对象的精准数字化映射协助分析预测,形成最佳综合决策,提高计量中心生产调度系统运行效率。

统筹设备使用寿命、设计寿命、资产折旧年限多因素的电网资产技改资金规模预测方法研究

电网大规模投资所导致的集中改造给电网企业健康发展带来较大的风险,科学预测技改资金规模,合理安排电网技改项目,对于消除缓解电网集中改造资金缺口、保障电网安全可靠运行意义重大。统筹设备使用寿命、设计寿命、折旧年限,提出一种基于资产墙的多因素技改规模预测模型方法,提高预测结果的合理性和科学性。通过对公司实际业务对比验证,本模型方法推演结果与实际业务契合,可为电网企业电网资产技改规模预测提供参考。

±500 kV鹅城换流站换流阀避雷器直流试验方法

换流阀避雷器直流试验是检测其非线性伏安特性的主要方法,但换流阀空气间隙短、空间泄漏电流干扰导致直流升压有风险。提出了一种阀避雷器不拆引线直流试验方法,将整体加压改为中部并联加压,并设计屏蔽装置降低换流阀受冲击风险。通过等效电路计算放电条件下的电流电压分布,证明了屏蔽保护的换流阀不会受损;研究不同间距下加压点与屏蔽布间的空间泄漏电流,实测间距500 mm时放电几率较小,空间泄漏电流约15μA。鹅城站年度检修应用此方法后,成功诊断出鹅城站1支4 mA直流参考电压不合格的阀避雷器,并节省了试验时间34人·天,证明了该方法能有效应用于阀避雷器直流试验。

电流互感器励磁特性对保护装置频繁误动影响的分析

为保证电力系统安全稳定运行,必须时刻对电力设备的运行情况进行监视,但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,需将一次系统的大电流转换成小电流后供测量仪表及装置保护使用,电流互感器则承担了此作用。当电力系统发生故障时,故障电流比正常运行时的工作电流大几倍甚至几十倍。因此,电流互感器的输出结果准确与否,直接关系着继电保护装置及监控装置等二次设备能否正常运行。