改进的比幅式工频变化量距离继电器方案

从实用的角度出发,提出改进的比幅式工频变化量距离继电器方案.通过综合阻抗继电器和电抗继电器的优点,即适当调整补偿电压故障量的大小,使新方案具有一定的耐受过渡电阻能力和抗干扰能力.对受端继电器,提出仅利用保护安装处的电压变化值构成同相点切换判据,可以有效降低系统参数的影响.由于同相点切换后,保护判据动作方程改变,因此在同相点前后,补偿电压的调整方向应该相反.仿真结果表明,弱电抗分量电抗继电器方案具有较好的性能,并且其保护范围和反应接地电阻的能力可以通过改变补偿电压值进行调节.     

高压输电线路距离保护克服过渡电阻能力研究

高压输电线路中存在较大的过渡电阻,很容易引起距离保护拒动或误动.分析特高压单侧电源经长线路出口故障和双侧电源长线路出口故障时过渡电阻对距离保护工作的影响,探讨单侧电源助增电流网络、外汲电流网络中过渡电阻对测量阻抗的影响,并给出2种网络结构在不同地点处保护测量阻抗的计算公式.研究能较好躲过渡电阻特性的零序电抗继电器、自适应接地距离继电器、神经网络距离继电器,分析比较不同方法的优缺点及适用场合.     

零序电抗继电器区外高阻接地误动问题的解决方案

分析了传统零序电抗继电器的动作性能,其动作特性具有随运行方式和过渡电阻变化的自适应性能,因此具有很好的耐受过渡电阻能力,但受电侧零序电抗继电器存在区外高阻接地故障时保护误动的问题。在分析了保护误动原因的基础上,提出了一种通过增加辅助姆欧阻抗继电器的解决方案。该方案解决了区外高阻接地故障时零序电抗继电器保护误动的问题,且同时在区内故障时具有较好的耐受过渡电阻能力,理论分析和仿真结果验证了该方案的有效性。     

SFCL接入电网对接地短路阻抗继电器接线的影响

以电阻型超导故障限流器接入电网为研究对象,着重分析了接入超导故障限流器给原线路距离保护接地短路阻抗继电器接线方式带来的影响,并提出一种新的接线方式.采用基于PSCAD/EMTDC软件搭建仿真模型,通过设置线路在不同位置处发生单相接地短路故障,仿真在新的接线方式下,超导故障限流器与距离保护装置的配合使用效果.仿真分析结果表明:在新的阻抗继电器接线方式下,继电器能够正确反映故障点到保护安装处的距离,测量阻抗误差大幅降低,超导故障限流器可以与线路距离保护正确地配合使用.     

氧化锌避雷器式故障限流器对电力系统暂态稳定的影响

介绍了氧化锌避雷器式故障限流器的工作原理和分析模型,针对安装该种故障限流器的单机-无穷大系统,研究了不同工况下发电机的功角特性曲线,利用等面积定则详细分析了其暂态物理过程。在此基础上定义了一系列定量描述暂态稳定的指标,分别针对有无故障限流器2种情况,应用Matlab构建了单机和多机系统的仿真模型,分析了不同限流比、故障类型和故障切除时间下的系统暂态稳定特性。理论分析和仿真结果都表明:安装氧化锌避雷器式故障限流器,可有效抑制摇摆曲线的振荡幅度并缩短衰减周期,延长系统的极限切除时间,提高系统的暂态稳定能力。     

换流站阀侧交流接地故障电流快速抑制方案

换流站阀侧交流接地故障下,故障点通过接地极与下桥臂组成故障回路,其故障冲击电流大,不能通过断路器切除。分析表明,接地极在对称运行时基本没有电流流过,并在单极架空线路故障和换流站阀侧交流接地故障中提供了故障回路。因此,接地极引入故障限流装置不仅对系统的正常运行没有影响,且能有效抑制单极故障电流和阀侧交流接地故障电流,降低对直流线路保护及换流站保护的要求。分析了阀侧交流接地故障下的故障电流组成,从供电可靠性、故障限流效果等方面分析了故障限流器引入接地极所具有的优势,提出了故障限流器分散组合式安装方法,利用电容器组与故障限流电感的组合投入,实现对回路中能量的吸收和故障电流上升率及峰值抑制的新型故障限流器拓扑结构。利用PSCAD/EMTDC平台搭建了双端柔性直流输电系统,仿真结果验证了接地极安装位置的优越性,并证明了新型故障限流器的有效性。     

跨电压等级同杆四回线接地距离保护的研究

详细分析了零序互感对接地距离保护的整定计算以及保护的动作特性的影响,推导了在不同运行条件下同杆四回线的零序补偿系数的计算公式,并且对各种情况下的零序补偿系数进行比较以确定在整定计算中采用的算法从而保证接地距离保护的正确动作.在此基础上,给出了不同电压等级同杆四回线零序补偿系数的计算方法以及补偿电压的计算方法,且对于带补偿系数的接地距离保护进行了仿真研究,仿真结果表明,该接地距离保护的抗过渡电阻能力比较差.为了提高接地距离保护的抗过渡电阻能力,研究了接地多相补偿距离继电器在不同电压等级的同杆四回线的接地保护中的应用,详细分析了过渡电阻对零序电抗继电器的影响.该零序电抗继电器具有较强的抗过渡电阻的能力,对于不同电压等级的同杆四回线路,不失为一种有效的接地保护方式.     

跨电压等级同杆四回线接地距离保护的研究

详细分析了零序互感对接地距离保护的整定计算以及保护的动作特性的影响,推导了在不同运行条件下同杆四回线的零序补偿系数的计算公式, 并且对各种情况下的零序补偿系数进行比较以确定在整定计算中采用的算法从而保证接地距离保护的正确动作。在此基础上,给出了不同电压等级同杆四回线零序补偿系数的计算方法以及补偿电压的计算方法,且对于带补偿系数的接地距离保护进行了仿真研究,仿真结果表明,该接地距离保护的抗过渡电阻能力比较差。为了提高接地距离保护的抗过渡电阻能力,研究了接地多相补偿距离继电器在不同电压等级的同杆四回线的接地保护中的应用,详细分析了过渡电阻对零序电抗继电器的影响。该零序电抗继电器具有较强的抗过渡电阻的能力,对于不同电压等级的同杆四回线路,不失为一种有效的接地保护方式。     

输电线路微机距离保护中解微分方程算法的分析与改进

为改善基于单端电气量距离保护的性能,提高距离继电器承受过渡电阻的能力,从单端故障测距的角度出发,分析距离保护中计算阻抗的常用算法———解微分方程算法,结合输电线路发生各种故障后的电压电流关系,对传统的解微分方程算法进行了分析。根据分析得到的结果,对两相短路故障和两相接地短路故障算法进行了改进。针对传统的用于两相故障和两相接地故障中的解微分方程算法不能有效地克服负荷电流对于计算电抗的影响,在改进中重点解决如何有效消除负荷电流的影响。两相故障采用非故障相来消除负荷电流的影响,而两相接地故障则根据故障点电流和保护安装处零序电流的关系消除负荷电流影响。通过仿真计算表明,经改进的算法较常用算法抗过渡电阻能力强,测距结果比常用的解微分方程算法更准确,可应用于实际的距离保护装置中。     

ZnO避雷器式故障限流器在配电网的应用研究

针对安装故障限流器的架空式辐射状10kV配电系统,利用MATLAB详细分析了ZnO避雷器式故障限流器对配电网安全运行和电能质量的影响。研究了系统发生短路故障时,故障限流器不同限流比对母线电压跌落以及各支路电流的影响;分析了系统正常运行时,不同限流比对电流中高次谐波含有率和畸变率的影响。仿真分析表明：ZnO避雷器式故障限流器应用于配电网。能够有效地减少系统故障时的短路电流和电压跌落,在系统正常运行的情况下,也能明显阻碍线路中高次谐波的传递。     

不对称短路时电抗型故障限流器对暂态稳定性的影响

针对单机对无穷大系统,提出了在输电线路不同位置发生不对称短路故障时,故障限流器(FCL)投入电抗后对暂态稳定性影响的分析方法.基于功角特性曲线分别详细分析了在单相接地短路、两相接地短路和两相短路故障下电抗型FCL对暂态稳定的影响情况.通过对接入电抗型FCL的电力系统进行不同类型故障下的暂态稳定时域仿真研究,验证了分析结论.     

故障限流器的非线性稳定控制器设计

介绍了故障限流器（FCL）的模型,利用直接反馈线性化方法将含故障限流器的非线性系统线性化,对该精确线性化的系统运用二次型最优控制方法设计了FCL的非线性稳定控制器,仿真结果表明,具有非线性稳定控制器的FCL能够提高电力系统的暂态稳定性,且性能比固定FCL和线性控制的FCL更好.     

一种新型故障限流器的拓扑结构及仿真

提出了一种新型故障电流限流器,它由一个由脉宽调制原理控制的电感模块和一限流电感并联,然后再与一补偿电容串联组成。由脉宽调制原理控制的电感模块通过简单的占空比控制可以获得一连续可变的电抗,从而限流器可以快速、灵活地调节限流度和串联补偿度。文中详细分析了限流器的工作原理,指出它可运行于不同工作方式。最后建立了它的模型,并用电磁暂态程序（EMTP）进行了仿真。仿真结果表明,此装置性能良好,是电力系统中一种有效的保护设备。     

串联谐振型FCL对高压断路器开断短路故障的影响

基于串联谐振型故障限流器的等效分析模型,分别针对短路出线故障和近区故障,详细研究了限流电感及其并联杂散电容对短路电流、断路器瞬态恢复电压第一个峰值以及瞬态恢复电压上升率的影响,并综合以上指标得到了断路器苛刻度的变化规律。研究表明,选取合适的限流电感、采取合理的措施改变限流电感并联杂散电容能够有效地降低断路器的苛刻度,有利于断路器对短路故障的开断。     

基于二次变异改进生物地理学优化算法的限流器配置方法

针对开关型限流器的优化配置问题,为准确评估限流器动作后的限制效果,建立了断路器的最大开断电流与限流器配置的数学关联模型,在此基础上以各支路两侧安装限流器的电抗值为优化变量,以区域电网配置限流器的单位成本限流效果最大化为优化目标,以母线短路电流、断路器最大开断电流以及单个限流器的限流电抗为约束条件,建立限流器优化配置模型。以余弦迁移模型和柯西变异的生物地理学优化(BBO)算法为基础,并针对优化变量中相邻维度对适应度函数影响相近的特点,在算法中引入相邻维度间的二次变异操作,提出了基于适用于限流器优化配置的二次变异改进BBO算法。以某500 kV区域电网为例,进行限流器优化配置;为了验证所提改进BBO算法的优化性能,运用多个不同优化算法对限流器优化配置模型进行求解,优化结果表明,改进BBO算法具有较好的收敛速度、稳定性以及寻优能力。     

大电网中故障限流器安装位置的选择及参数计算

在大电网中安装故障限流器(faultcurrentlimiter,FCL)是解决短路电流过大问题的有效途径,而FCL的安装位置选择则成了随之而来的一个新的课题。笔者提出了支路关联度和关联因子的概念,并用关联度法确定大规模电网中FCL的潜在安装位置。同时,从电网的节点阻抗矩阵出发,结合电路的戴维南等效原理、线性叠加原理等,推导了限流电抗值与目标母线短路电流限流量之间的关系。通过该关系式可以方便计算出FCL的限流电抗值,以及用以验证根据支路关联度值所选出的FCL潜在安装位置是否有效。最后,根据验证、排除之后所剩余的安装位置,可以组合成多种不同的FCL安装方案,以供选择。     

串联补偿型故障电流限制器应用研究

随着电网规模和电力需求的不断增大,控制电网的短路电流水平已成为急需解决的问题。文章提出了一种具有串补功能的故障电流限制器,由电容器、电力电子器件控制的旁路电感、串联电感等组成。该装置在系统正常运行时可调节输电线路等效电抗值,提高系统传输能力;系统故障后,可以快速投入旁路电感限制短路电流。以2017年安徽省电网规划运行数据为基础,研究了故障电流限制器在短路电流超标的变电站中的应用点,搭建了仿真模型,仿真结果表明该装置可有效地抑制短路电流,缓解故障引起的电压暂降问题。     

永磁饱和型高压直流限流器参数优化设计

随着高压直流系统短路电流水平的提升,故障电流可能超出断路器遮断容量,或使其体积与成本急剧增加。使用故障限流器抑制故障电流上升速度,能够降低对直流断路器性能的要求。其中,永磁饱和型故障限流器具有无需外加控制、自动响应、无需外加励磁电流和损耗较低等优点。目前限流器参数设计主要针对稳态电感值,考虑暂态特性的参数设计及优化方法仍待研究。为此,文中提出一种用于直流系统的永磁饱和型故障限流器参数优化设计方法。首先,介绍了该类型限流器的工作原理。其次,提出了限流器优化设计的约束条件和优化目标函数,以成本最低为目标进行了限流器参数优化设计。最后,建立了有限元和电路仿真模型进行仿真计算,并研制了一台限流器样机,进行了试验。仿真和试验结果表明:采用所提方法可以设计出符合要求的限流器,降低了限流器成本,减小了直流断路器分断过程中的应力。     

微电网故障暂态分析及抑制方法研究

建立了含电感型故障限流器的微电网等效分析模型,通过仿真算例分析了微电网的故障暂态现象,并验证了应用故障限流器抑制微电网故障暂态的方法。针对不同运行模式下发生不同类型、不同地点的故障情况,详细分析了含故障限流器的微电网系统的电压、电流、频率以及功率的故障暂态恢复特性。研究结果表明,安装了电感型故障限流器的微电网系统在发生故障时无论处于何种工况,都能很快地恢复到稳定运行状态,为发展微电网的故障暂态抑制策略提供了一种实际可行的有效方法。