高压供电系统自适应保护的研究

针对内部高压供电系统继保装置接受错误指令越级跳闸问题,提出了一种独立的自适应保护装置方案.对线路的电流,电压进行实时的分析和监控,自动改变继保装置的整定值和特性,以提高过流装置的可靠性、灵敏性,实现了速断保护的纵向选择性,为电网长期存在因电网故障引起的越级跳闸等安全问题提出了依据.     

基于Profinet的井下保护与监控一体化方案

针对现有保护系统无法可靠实现煤矿井下高压供电系统短路保护的选择性,提出一种基于实时以太网Profinet的并下高压供电系统保护与监控一体化方案.该保护与监控系统主要由Profinet网络、监视器、控制器及具有Profinet IO接口的综保器构成,实现了保护与电力监控网络的融合、短路保护的选择性,具有电力监控功能,能迅速定位故障点,提高了供电网的安全性与可靠性.     

电网继电保护动作仿真软件开发

结合电力网的实际结构及运行特点,利用定值判断法,采用面向对象的程序设计思想开发了基于图形界面的电网继电保护动作仿真系统.该系统可模拟电网在实际故障中的保护动作情况,通过调用故障计算模块得到故障下各保护处测量值,与系统保护整定值进行比较判断,得到保护仿真结果,实现对全网保护整定值的校验.提出了面向装置的距离保护整定值校验思想,保证了保护动作仿真功能的正确性和有效性.该系统通用性好、使用灵活,具有较大的实用价值.     

矿井高压电网的自适应过流保护研究

针对目前矿井高压电网过流保护经常误动或拒动的问题,提出一种基于自适应控制技术的定值整定方案。该方案通过对每条线路的电压、电流进行实时监视和分析,自动改变继电保护的整定值和特性以提高过流保护装置的灵敏性、可靠性,并通过常态闭锁、延时配合实现了保护的纵向选择性,为消除矿井高压电网长期存在的因短路故障而引起越级跳闸的安全隐患提供了技术支持。     

煤矿供电防越级跳闸技术的研究

正提出一种煤矿供电防越级跳闸保护系统的应用方案,来彻底解决存在的"越级跳闸"问题,提高供电可靠性,实现"四遥"功能,为采区变无人值守创造条件。目前煤矿井下供电系统线路保护普遍面临着速断过电流保护定值无法整定、失压保护零时延、漏电保护无法实现比较、保护器功能不全及通信能力差等多个难题,导致煤矿井下供电出现     

发电厂高压厂用分支母线保护优化

长期以来,高压备用变压器、高压厂用变压器低压分支母线通常仅配置复压过流保护,其延时整定为2.0～3.0s。当母线发生严重短路故障时,因复压过流动作时间较长,导致高压备用变压器、高压厂用变压器线圈烧损,影响电厂正常生产。从提高变压器的短路耐受力、装设分支母线差动保护和配置分支限时速断保护3方面的分析表明,增加限时速断保护是最简单有效的方法。首次系统论述了分支限时速断保护的整定计算和灵敏度校验方法,并给出了达拉特电厂高压备用变压器、高压厂用变压器限时速断保护的算例。动模试验和数字仿真试验表明,装设分支限时速断是可行的,目前此方案已经在达拉特电厂完成改造。     

城市配电网区域逻辑保护的研究与应用

配网由于普遍性的串联多级的一次结构,保护越级、无选择性动作,严重影响供电可靠性、故障查找及供电恢复。目前解决这一难题理论上可依靠故障自愈控制技术,通过故障跳闸后自动恢复配电网络来解决超范围跳闸问题,并来从根本上解决无选择性跳闸。逻辑保护是基于微机型保护装置研发,在现有10千伏微机保护的基础上,将速断保护增加闭锁判据,从而实现速断保护在相同定值、相同时限的基础上有选择性切除电网故障。     

地区电网保护定值在线校验智能系统

介绍了一个已投入试运行的地区电网继电保护定值在线校验智能系统。根据地区电网的特 点,采用面向对象和链表等指针型数据结构对电网进行表示和数据管理,提出了基于矩阵模型的厂 站实时结线分析新方法;总结归纳了地区电网继电保护定值的校验规则,提出了不规则线路的保护 灵敏度校验和保护配合校验的策略。以某地区电网为实验对象,对其相间距离、接地距离、零序电 流保护的灵敏性和选择性进行了校验。     

基于稀疏矩阵的煤矿电网过流保护检验算法

为了避免矿井高压电网在实际运行过程中可能会出现越级跳闸或保护拒动现象,保证矿井高压电网供电安全,本文基于矿井高压供电网络特点,提出了一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护检验算法,将稀疏矩阵和矿井高压过流保护检验算法相结合,获得支路节点和支路节点的供电关系矩阵,描述了故障电流计算方法,并以此为基础获得了最终需要执行跳闸操作的开关矩阵,对矿井高压供电系统图中相应开关执行跳闸操作。依据开关跳闸结果,即可判断出当前的过流保护设置是否合理。     

煤矿井下高压电网过流保护整定计算方法的改进研究

为了提高煤矿过流保护的可靠性,针对各级变电所6 kV出线开关,给出了一种改进的过流保护整定计算方法。分析了传统方法的不足,并详细介绍了新方法的整定计算过程。新方法中用线路载流量对定时过流与过负荷保护进行了整定,并介绍了瞬时速断保护是否设置的判定方法。以定时过流保护为例,介绍了灵敏度不合要求时的处理方法。最后以河南大有能源某煤矿局部供电系统为例进行了计算论证,并进行了分析。结果表明,新方法是有效和实用的,能够保证过流保护装置可靠动作,从而提高过流保护的可靠性。     

关于低压馈电开关漏电保护的探讨

介绍一种新型低压馈电开关保护器装置,通过对零序电压及零序电流的相位关系来定性确定是本回路或是其他回路发生漏电,利用附加直流原理来定量确定绝缘电阻值是否降低到动作规定值,具有功率方向型选择性判断、其精确度高,可靠性好,适宜煤矿井下供电。     

斩波串级调速系统逆变侧电子保护电路的研究与设计

根据常规斩波串级调速系统的拓扑结构,分析了调速设备故障时接触器保护在动作保护过程中主回路的暂态过程。由于接触器动作时间较长,在其动作期间调速设备易受到高电压、大电流的冲击,导致电力电子器件损坏。针对接触器保护的弊端,设计了带电子保护电路的主回路拓扑结构。并分析了高压失电工况下常规的和带电子保护电路的斩波串级调速系统的暂态过程,同时进行详细的理论推导,得出高压失电工况下理论分析的依据。最后在模拟带载试验平台上分别对常规斩波串级调速系统和增加电子保护电路的调速系统在高压失电的工况下进行测试。测试结果表明理论计算与实际测量值基本一致,同时验证了电子保护电路有效解决了有源逆变结构下的高压失电或者逆变颠覆的问题。     

基于新型柔性故障限流器的多端直流配电网故障隔离策略

针对多端直流系统故障电流峰值高、上升速度快以及无法保证非故障区域供电可靠性的问题,提出一种适用于中高压配电网的级联式新型柔性故障限流器与机械式直流断路器协同作用的故障隔离策略。首先通过微分欠压保护触发柔性故障限流器,实现极间电压箝位效果,抑制故障电流,提高直流系统故障隔离后的动态恢复特性。其次依据直流断路器的分断速度,实现故障限流器动作时间的灵活设置。利用断路器方向纵联保护信号保证故障区域换流站侧故障限流器的持续作用,直至直流断路器动作隔离故障。该策略还可避免换流站闭锁,降低断路器分断速度与开断容量要求,延长断路器使用寿命,提高系统供电可靠性。最后,在MATLAB/Simulink中搭建四端中压配电网模型,并通过仿真验证故障限流器的效果以及所提策略的可行性。     

煤矿自适应微机电流速断保护的研究

针对煤矿6 kV下井线比较短,灵敏度和保护范围直接受电网系统运行方式和短路类型影响,常规微机电流速断定值整定方案往往导致线路没有保护范围,发生短路故障常引起越级跳闸这种情况。利用自适应技术,通过对每条线路的电压、电流进行实时监视和分析、自动识别系统运行方式来改变微机保护的整定值和特性。分析表明自适应速断保护用作相间保护不用判断故障类别,且能够使保护装置始终获得最佳保护性能,可对提高矿井的安全供电提供技术支持。     

自适应限流型固态断路器的直流电源设计

为消除常规限流电抗对直流系统运行稳定性和直流断路器断流速度的不利影响,桥式限流型固态断路器实现了兼具自适应故障限流与断流的优异性能,但其桥电路中的直流偏置电源存在无过流保护和电源容量与投资成本相对较高的缺陷。针对桥式限流型固态断路器,文中设计了一种基于三相半波整流电路的直流偏置电源,提出了偏置电源参数选取和电压整定方法,有效减少了电力电子器件数量,实现了偏置电源过流保护电路,降低了偏置电源设计容量和制造成本。样机实验和仿真算例证明了所提出的自适应限流型固态断路器的偏置电源的优势。     

线路故障对SVC的影响及保护整定分析

强直弱交的超高压电网采用SVC作动态无功补偿,可增强系统稳定性和安全性。负荷线路故障引起SVC保护误动作,会加剧系统运行工况。从几种典型线路故障特征出发,分析故障后TCR支路电流电压特征;故障期间TCR直流分量对晶闸管触发导通的影响。指出当前SVC欠电压保护的不足,提出SVC欠电压保护的整定调整方案及TCR支路故障整定的改进方向,可显著改善SVC保护可靠性。结合实际案例及仿真验证,证明方法的有效性。对改善SVC保护整定具有一定意义。     

基于电流差动的直流配电网保护方案

针对直流配电网在发生短路故障时,短路电流上升迅速,直流断路器无法快速动作从而切除故障的问题,首先基于三相两电平电压源换流器构建直流配网的电源模块。分析了单端电源向无源网络供电时发生极间短路故障和单极接地短路故障的故障特征,提出了一种低电压保护和电流差动保护联合的保护方案,并且通过投切后备电源提高了供电的可靠性。最后在PSCAD/EMTDC平台中进行了仿真验证,结果表明在直流配网发生短路故障时,该保护能够快速可靠动作,并具有良好的选择性和灵敏性。     

高频高压交流电源的研制

传统的工频升压高压电源体积和重量均很大且性能差、效率低,此外还对电网注入大量谐波,不适合科研及现代工业应用中的实际需要。为解决以上问题,研究了高频高压交流电源的系统结构及工作原理,采用先进的低压交流电弧技术、高频开关电源技术、单片机控制和阶段式电流保护技术,应用并改进新型电源电路拓扑结构,研制了一种应用于水中产生等离子体的高频高压交流电源。设计高频高压变压器是该电源的难点,对此进行了重点介绍并根据实测数据进行了电源的仿真分析,最后给出了样机的实测电压波形。实验结果表明,设计中应用的新型变换技术较好地解决了预研问题,从而证明了设计的可行性,为进一步完善电源系统提供了充分的依据。该高压电源频率10~30 kHz连续可调,具有体积小、重量轻、系统运行安全及控制方便等优点。