基于故障附加状态的测距式距离继电器

在分析了各种短路故障类型下故障点附加电源的基础上,提出了一种基于故障附加状态的测距式距离继电器,推导出在各种故障类型下短路点金属性短路和经过渡电阻短路对应的各种测距算法,并归纳为两种基本类型—相间故障和接地故障两种算法,根据算法计算出的电抗分量与整定值比较来判断故障点的范围。阐述了它的可行性及工作原理,通过对系统振荡、过渡电阻、交流回路失压等各种情况下动作行为的分析,揭示了它从根本上解决了传统阻抗继电器存在的问题。     

故障电流早期检测及其过零点预测的相控开断技术

为实现相控分断短路电流技术,提出了基于故障早期检测的等比直流分量递推故障电流预测算法,从而快速准确地识别短路故障并预测电流过零时刻。基于Compact-RIO短路故障测控系统,在FPGA上将故障早期检测的等比直流分量递推故障电流预测算法予以技术实现,采用函数/任意波形发生器进行仿真模型与动模实验室短路电流数据验证,结果表明:算法故障识别时间在1 ms以内,过零点预测的误差在0.5 ms以内,在一定程度上提高了相控开断技术的快速性和准确性,为相控分断故障电流争取了较为可观的时间。     

感应发电机接入配电网的不对称短路电流峰值评估

短路电流计算是分布式发电接入配电网规划和保护的基础. 研究了感应发电机(IG)的不对称故障暂态特性, 推导配电网不对称故障时IG定子短路电流的解析式. 由于配电网不同位置发生短路故障时, 故障瞬间电压相位变化和发电机转速在故障过程中快速上升, 都将对IG注入电网的短路电流产生影响. 在计及配电网不对称故障后IG转子转速变化的同时, 利用转子运动方程和正负序静态等值电路, 得到了估计电网发生故障后IG的短路冲击电流算法, 最后利用电磁暂态分析软件中IG的5阶动态模型仿真验证该方法的正确性.     

基于工频双端不同步数据的输电线路故障测距研究

针对农网10 kV输电线路在运行中存在的单相接地、两相短路等问题,结合故障定位已有的算法,提出了一种基于双端不同步数据的故障测距方法.该算法根据故障后沿线电压的分布规律,在不要求双端数据同步时,利用线路两端故障前电压和电流相量在线计算线路参数,将两端数据采样的不同步因素以不同步角的形式引入,建立了故障测距关于不同步角的方程;为了提高测距精度,采用多个点的不同步角的平均值作为不同步角差,建立了农网10 kV线路单相接地故障的仿真模型,采用双端不同步数据故障测距方法进行了故障测距.仿真计算表明,采用双端不同步算法在不同的情况下都提高了测距精度,且不受过渡电阻、系统运行方式等因素的影响.     

核电汽轮发电机负序运行转子槽楔涡流损耗研究

为了研究发电机不同工况下转子槽楔涡流损耗,以1407MVA大型核用半速汽轮发电机为例,通过建立该发电机二维电磁场数学模型,基于时步有限元法计算发电机由负载不对称引起稳态负序运行时转子槽楔上感生的涡流损耗。建立动态分析的场—路耦合时步有限元模型,分别计算当发电机外部发生单相短路、相间短路、两相接地短路故障后瞬间和故障稳定后的转子槽楔涡流损耗,得到不同外部短路故障下转子不同位置的槽楔暂态和稳态涡流损耗分布。对比研究了发电机额定运行和空载运行时外部短路故障后槽楔涡流损耗的变化规律。分析结果表明外部短路故障后,负序电流会使发电机转子槽楔产生涡流损耗,威胁着发电机的安全运行,其中单相短路故障影响最为严重。     

复合光缆地线(OPGW)设计选型中的最大短路电流计算

复合光缆地线OPGW设计选型中的一项主要工作是计算线路在发生单相短路故障时流经OPGW的最大电流.本文分析了几种简化工程计算方法的适用范围和存在的问题介绍了短路电流计算的相参数模型计算机算法,该算法适用于不同类型的双地线中的各档电流分布计算,并可以同时计算出线路的短路电流.     

干式空心电抗器匝间短路在线监测系统研制

针对干式空心电抗器匝间短路故障后引起电流变化小,故障监测困难的问题,设计了一种基于阻抗变化量的匝间短路在线监测系统。数值解析了在不同位置发生匝间短路故障后电抗器等值电阻与等值电抗的变化量,理论分析了基于谐波分析和准同步算法的监测方法。硬件以单片机为数据处理和逻辑控制的核心,对电抗器电压与电流信号进行数据采集。软件利用上述监测方法计算出阻抗变化量后,上传给计算机,实现对匝间短路故障的监测。对设计的在线监测系统进行了试验验证。研究结果表明:干式空心电抗器发生匝间短路后等值电阻增加,等值电抗减小,其中等值电阻变化更明显。试验结果验证了该监测方法的正确性和监测系统的可行性。     

地铁供电系统直流侧短路故障探讨

地铁供电系统短路电流及故障分析可为设备选型和供电系统设计提供重要参考.故障发生后,直流供电系统中的电流急剧增加.准确掌握短路电流的变化过程有助于确定地铁供电系统的保护策略.故障发生在供电网络的不同位置,短路电流也会不同.此时,根据短路电流的特点,需要完成短路保护动作,切断故障线路或设备.为了了解地铁直流供电系统的短路特...     

同步发电机定子绕组匝间短路故障诊断研究

在对同步发电机定子绕组匝间短路故障负序电流分量产生机理进行分析的基础上,提出了以负序电流作为故障特征量,对同步发电机定子内部短路故障进行监测和诊断的方法。基于电路与电磁场有限元理论,建立同步发电机场路耦合数学模型,对半载运行下的同步发电机发生定子绕组匝间短路故障进行仿真,计算出故障发生前后三相电流相角差与幅值以及负序电流分量,并通过一台功率为24 kW的同步发电机实验数据验证了模型的精度与理论分析的合理性。同时,仿真分析了同一支路短路故障与不同支路短路故障等情况下对负序电流大小的影响,该结果对同步发电机定子绕组匝间短路故障的监测与诊断具有理论意义。     

一种变压器绕组形变故障在线诊断技术

文章研究了一种基于短路电抗与振动分析相结合的绕组形变故障在线诊断方法。应用了一种只需在线测量出变压器高、低压侧绕组电压、电流向量的短路电抗在线监测算法对短路电抗进行在线监测,采用一种基于小波包能量熵的振动信号处理方法对振动信号进行分析。通过对S11-M-500/35变压器进行绕组形变下的模拟负载试验和短路冲击试验,得出绕组不同程度形变下变压器短路电抗和振动信号的变化特点。试验结果表明:当绕组产生较严重形变时,短路电抗法可及时反映出绕组的形变故障;当绕组产生轻微形变时,振动分析法可作为短路电抗法的有效补充,及时对绕组的微小形变进行反映。采用二者相结合的诊断方法,对及时判断变压器绕组形变故障具有重要意义。     

直流与交流电气线路中铜导线短路痕迹的分析

直流电气线路及交流电气线路中铜导线发生短路故障时所形成的熔痕的组织特征不同,为区分二者之间的差别,利用模拟试验手段制备出金相样品,并采用宏观分析、金相分析等各种技术手段进行分析总结,归纳出二者发生短路故障时所形成的痕迹特征规律.模拟研究结果表明,直流线路一次短路熔痕的金相组织以细小的柱状晶为主,且孔洞较少;在交流线路中,一次短路故障形成的熔痕的金相组织胞状晶较多,且交、直流电气线路中铜导线发生短路故障时所形成的熔痕的组织特征明显不同,这些特征可用于实际鉴定工作中.     

缆系水下信息网恒流远供系统短路故障诊断及区间定位方法

通过分析电流流向的有向矩阵变化和平均误差值,诊断恒流远供系统短路故障状态;计算故障前、后干线电流在拉普拉斯变换域内变化的平均误差值,判定短路故障区间;隔离短路故障段以维护恒流远供系统其余部分正常运作,提高缆系水下信息网络的可靠性. 根据所建立的经典环形拓扑结构恒流模型设计故障定位方案,仿真恒流远供系统中主节点和干线海缆段的短路故障,分析故障前、后各节点处电流在拉普拉斯变换域内的变化. 结果显示,当系统出现短路故障时,各节点电流在拉普拉斯变换域内发生变换,通过对比故障前、后电流变化差值可以分析出故障区间。所设计的恒流远供系统短路故障诊断及区间定位方案具有较高的可行性和实用性,适用于未来水下信息网络的短路故障监测判定.     

EEMD-HHT方法在双馈式感应发电机定子匝间短路故障分析中的应用研究

定子绕组匝间短路故障是双馈式感应电机常见故障之一。采用多回路理论构建数学模型,通过MATLAB进行不同故障、不同条件下的仿真。用HHT方法分析故障电流虽然能够得到相应现象,但传统HHT中的EMD分解方法存在一定不足,分解结果不能区分匝间短路故障和一些非故障情况,而引入EEMD分解方法来替换EMD分解,则很好地克服了这一缺点,排除了电压不平衡、变转子转速等其他因素对匝间短路故障诊断过程中的干扰。EEMD-HHT方法可以为定子匝间短路故障检测提供更加可靠的保障。     

基于故障分量的电网广域后备保护算法

故障分量是由系统故障引发的,因此故障分量中包含着许多故障信息,研究故障分量对电网保护至关重要.在尽量避免通信拥堵的前提下借鉴方向纵联保护原理,并根据故障分量的特点,提出了一种基于正序故障分量的方向纵联差动保护算法.为了增加算法的可靠性,以正序电流相位差原理作为辅,两种算法相互配合,不需要复杂的整定关系,能反应所有短路故障类型,并能区分母线支线路故障.采用IEEE 9节点模型进行了大量仿真验证,结果表明,该保护方法能够正确识别故障元件.     

基于Matlab的电力系统振荡和短路故障仿真

如何识别电力系统振荡和短路故障是一个难点,也是一个热点问题.本文应用MATLAB的PSB工具箱电力系统振荡与短路模型,分析不同相角差变化时,振荡电压、电流和短路电压、电流仿真波形的特点,有效区分系统振荡和短路故障,保证电力系统稳定运行.     

铁路10kV自闭／贯通线路故障行波特征分析

10kV铁路自闭，贯通线路多采用中性点非有效接地方式，供电臂长、沿线环境恶劣，故障（特别是小电流接地故障）频繁发生、故障位置不易查找，为了解决自闭，贯通线路故障自动定位问题，分析了自闭，贯通线路电气结构的特殊性，以行波理论为基础研究了接地故障和相间短路故障产生的暂态电压、电流行波特征，发现接地故障和相间短路故障都存在参数比较稳定的行波线模分量．详细分析了行波在不同结构线路末端的反射规律以及行波在不同线路结构中的传播规律，分析结果为行波测距原理应用到自闭，贯通线路故障定位的研究提供了理论基础。     

电力系统短路故障控制器的研究

短路故障模拟控制技术对研究电力系统暂态过程、校验电气设备性能具有重要意义。介绍自行研制的一种短路控制器的原理及其电路组成结构并给出一应用实例。本控制器的主要功能有:(1)准确控制短路故障中的合闸角;(2)控制短路持续时间;(3)模拟不同类型短路故障。控制器采用数字集成电路,结构简单、性能可靠、使用方便、应用广泛。     

铁路10 kV自闭/贯通线路故障行波特征分析

10 kV铁路自闭/贯通线路多采用中性点非有效接地方式，供电臂长、沿线环境恶劣，故障（特别是小电流接地故障）频繁发生、故障位置不易查找.为了解决自闭/贯通线路故障自动定位问题，分析了自闭/贯通线路电气结构的特殊性，以行波理论为基础研究了接地故障和相间短路故障产生的暂态电压、电流行波特征，发现接地故障和相间短路故障都存在参数比较稳定的行波线模分量.详细分析了行波在不同结构线路末端的反射规律以及行波在不同线路结构中的传播规律，分析结果为行波测距原理应用到自闭/贯通线路故障定位的研究提供了理论基础.     

水轮发电机定子故障下的阻尼条损耗计算

为了准确模拟水轮发电机定子故障下的阻尼条损耗,建立场、路、运动直接耦合的时步有限元分析模型,对电机的电磁场方程和定子绕组、阻尼绕组的等效电路方程实现联立求解.通过改变定子外电路方程模拟不同定子端部短路故障类型,求解水轮发电机定子端部各类短路故障下阻尼条中的电流波形以及电流密度和损耗分布情况.根据对225 MW水轮发电机所作的时步有限元分析,得到定子单相接地短路、两相短路和三相短路故障下的阻尼条损耗分布与相关结论,定子不对称故障下阻尼绕组中的损耗较大,且损耗最大的阻尼条均为背风面的那一根.     

SVD滤波与改进小生境遗传算法在双馈异步电机转子匝间短路故障量提取中的应用

双馈异步发电机(DFIG)转子绕组发生匝间短路故障后,可能会导致机组运行不稳定,造成严重的经济损失,短路后定子电流会产生频率为(1±2s)f的谐波,因此分析定子电流中的谐波含量对故障诊断具有一定的意义。FFT进行短时采样频谱分析时,由于频谱泄露的影响,分辨力明显不足。为了提高转子匝间短路诊断的准确性,提出了利用SVD分解滤波算法和改进小生境遗传算法的故障诊断方法,不仅提高了谐波分析的精度,还解决了多重信号分类(MUSIC)算法谱峰搜索计算量大的缺点。仿真的结果表明,将SVD分解算法和小生境遗传算法作为故障监测方法切实可行,为转子匝间短路故障诊断提供了依据,相比单独采用FFT和MUSIC算法,计算精度和效率都有所提升。