一种新方法在监视线保护中的应用

分析了现有煤矿高压防爆开关中监视线保护方法受到杂散干扰信号的影响而容易产生误动和拒动的原因。推导了能实现滤除衰减直流分量的改进全波傅氏算法,在此基础上提出了终端加电阻的分时变幅交流监视线保护原理,并对其进行了详细证明。经理论分析、实验和运行证明,该方法可以很好地滤除直流、衰减直流信号以及分频、工频和高频杂散电流;尤其对与附加交流频率相同的干扰信号能完全地滤除。所提方法为提高监视线保护的准确性提供了新思路。     

一种新方法在监视线保护中的应用

分析了现有煤矿高压防爆开关中监视线保护方法受到杂散干扰信号的影响而容易产生误动和拒动的原因.推导了能实现滤除衰减直流分量的改进全波傅氏算法,在此基础上提出了终端加电阻的分时变幅交流监视线保护原理,并对其进行了详细证明.经理论分析、实验和运行证明,该方法可以很好地滤除直流、衰减直流信号以及分频、工频和高频杂散电流;尤其对与附加交流频率相同的干扰信号能完全地滤除.所提方法为提高监视线保护的准确性提供了新思路.     

一种基于简化能量比的直流线路故障区间定位方法

高压直流输电线路及其边界对故障暂态信号高频分量都有明显的衰减作用,这一故障特征被广泛运用于暂态保护,且有研究显示,相较于线路边界,长线路对故障暂态高频分量的衰减作用可能更大,为避免这种情况引起的保护误动,目前常用的故障特征提取方式为利用不同尺度的小波变换获取暂态信号能量比。但基于小波变换的暂态保护存在算法相对复杂,基波选取模式不统一等问题。因此提出一种新的比值算法,针对故障暂态信号中的能量比,用全电流代替低频分量,简化了直流线路故障信息处理过程,由此设计出了新的直流线路故障定位方法,并且利用该判据可直接实现故障极判断。在MATLAB中进行了大量仿真验证,证明该保护算法可以正确反映出故障特征,逻辑简单,并且能够迅速可靠动作。     

高压直流输电线路边界高频电压信号衰减特性分析

高压直流输电线路两端安装的直流滤波器和平波电抗器形成了高频电压信号的线路边界,利用这种边界特性可以构成新型线路保护,但线路边界参数及配置方式的差异会对线路边界高频电压信号衰减程度造成影响。基于现有直流输电工程的直流滤波器与平波电抗器的参数及配置原则,研究了不同直流滤波器结构、不同平波电抗器配置方式以及直流滤波器与平波电抗器元器件不同参数对直流输电线路边界高频电压信号衰减特性的影响。结果表明,不同参数及配置形式的线路边界对高频电压信号均有较大衰减,可以依据高频电压信号在区内外故障时的差异构成新型直流输电线路保护。     

基于小矢量的快速距离保护新算法

衰减的直流分量和非整次谐波对基于线路相量方程的比相式距离保护原理有较大影响。不同于传统上滤除的做法,文中将它们作为有用的电气量和工频量一起构成保护判据。在此基础上为提高保护的动作速度,利用线路的小矢量方程,定义了操作电压小矢量,通过直接比较操作电压和极化电压小矢量相位的方法构成保护判据。EMTP仿真表明,该算法具有不受衰减直流分量和非整次谐波影响的特点,而且对高频暂态量也有很好的抑制作用。     

±800kV特高压直流输电线路单端电气量暂态保护

高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电线路两端的平波电抗器和直流滤波器构成现实的边界元件,对暂态电压高频分量呈带阻传变特性,来自直流线路区外的高频电压信号通过平波电抗器和直流滤波器后被衰减,其能量显著减小,不同频带的高频电压信号小波能量可应用小波变换求得。利用区内、外故障时于保护安装处获得的暂态电压小波能量的显著差异来构造直流输电线路区内、外故障判据;利用故障暂态电压小波变换模极大值,构造启动判据;利用正极和负极暂态电压分别与+800和-800kV的相关系数,构造雷击干扰识别判据;利用两极线极波,构造故障选极判据。给出了特高压直流(ultra high voltage direct current,UHVDC)输电线路单端电气量暂态保护方案。对该保护进行了大量仿真分析,计及了雷击干扰、边界上避雷器动作、不同过渡电阻、换相失败故障等因素的影响。仿真结果表明,该保护具有绝对选择性,能可靠有效地保护直流线路全长。     

高频信号注入法测量配电网电容电流及滤波的研究

为解决信号注入法测量配电网电容电流方法的频率选取和工频干扰等问题,分析了高频信号注入法的原理并对高频法进行改进。首先通过注入5 000 Hz高频信号求得电感值,然后通过扫频确定电网谐振频率,根据公式可计算出配电网对地电容值,并在扫频时通过串联电容的方法降低大对地电容系统的电容值,实现大对地电容系统电容电流的测量。同时运用数字信号处理器TMS320F28335,采用有限冲击响应滤波器(FIR)算法实现滤波功能,滤除扫频时注入信号中的工频干扰。通过理论分析和实验验证,该方法能够增加测量对地电容的范围,简化计算,滤除工频信号,使测量时的相对误差均不超过5%。     

基于Hilbert能量幅值信息和波形信息的特高压直流输电线路单端保护方法

直流输电系统具有强非线性,采用叠加原理和小波变换算法的直流输电线路行波保护存在适应性问题;仅利用行波暂态量幅值信息的直流输电线路行波保护在线路末端故障时存在保护拒动的问题.针对此问题,提出一种特高压直流输电线路单端保护方法.通过研究特高压直流输电线路两端物理边界特性,推导出Hilbert能量波形信息与电压行波的关系式,得出物理边界对Hilbert能量波形具有平滑作用.分析物理边界元件和直流输电线路频率特性,发现物理边界元件和直流输电线路对暂态高频分量具有衰减作用,据此利用Hilbert能量表征高频分量衰减情况.直流输电线路区内、外故障时,暂态电压5～7kHz高频带Hilbert瞬时能量幅值和波形形状差异明显,利用标准差综合描述高频带Hilbert能量幅值信息和波形信息,构造直流输电线路故障识别判据.利用正、负极标准差之比构造故障选极判据,实现故障极全线速动保护.仿真结果表明,该保护方法能可靠区分直流线路区内、外故障,实现故障选极,保护特高压直流线路全长.     

特高压直流输电线路和边界频率特性研究

根据云广特高压直流输电系统实际参数,建立特高压直流输电线路以及由平波电抗器、直流滤波器和PLC滤波器所构成的特高压直流输电线路边界的频域模型,分析特高压直流输电线路和线路边界的频率特性。对特高压直流输电线路及其边界对故障暂态信号高频量的衰减作用,以及故障位置对保护安装点所检测到的故障暂态信号高频量的影响进行了研究。研究结果表明,边界和线路对暂态信号高频量的衰减作用大小和故障与保护安装点的距离有关,当故障发生点与保护安装点的距离大于　－lnG（j ω）／α时,线路对频率为ω／（２π）高频量的衰减作用将大于边界的衰减作用。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对特高压直流输电线路及其边界对故障暂态信号高频量的衰减作用进行仿真验证,仿真结果证明了上述结论的正确性。     

基于小波分析的特高压直流输电线路双端电压暂态保护

分析云广直流输电线路和边界的频率特性,结果表明当故障发生点与保护安装点的距离大于一定值时,线路对某频率的高频信号衰减作用将大于本侧边界对该频率高频信号的衰减作用,据此提出用保护元件区分对端区内外故障的特高压直流线路暂态保护原理。分析和仿真试验表明该暂态保护原理能够保护线路的全长。通过比较两端检测到的故障暂态信号,判断故障位置更靠近整流侧还是逆变侧;对检测到的对端故障电压暂态信号进行多尺度小波变换,利用高频段小波能量与低频段小波能量不同构造区内外故障判据;根据故障后两极线上暂态电压之间的差异构造故障选极判据。仿真结果表明所提方法具有良好的反映过渡电阻的能力。     

基于SVM的直流电能质量扰动分类算法

近年来分布式能源发电的规模逐渐扩大,更具优势的直流供电技术也随之飞速发展,未来电网的主要模式将大概率趋向交流电网和直流电网混联的电网结构.其中交流电能质量问题已逐渐成熟,而相应的直流部分仍有待研究.对直流电能质量扰动波形进行有效区分与准确辨识,是研究直流电能质量必不可少的环节.直流电能质量扰动波形分类算法研究对直流配电...     

直流电缆上交流分量的计算及其屏蔽

交直流电缆并行敷设时,交流电缆会在直流电缆上产生感应电动势,进而产生工频电流分量.为此,针对上海柔性直流输电工程中可能的几种敷设方式下,对交流电缆在直流电缆上的感应电动势进行了计算,并且实测了不同接地方式下直流电缆金属屏蔽层对交流分量的屏蔽系数.计算结果表明,不同的敷设方式下交流电缆在直流电缆上产生的纵向感应电动势不同,三相交流电缆对直流电缆电磁耦合距离的不同是产生纵向感应电动势的根本原因;计算结果还发现在三相交流电缆与直流电缆耦合距离越远,所产生的纵向感应电动势越小;在4种敷设方式下,耦合距离超过2m后纵向感应电动势趋近于0.最后,还给出了实际工程中考虑屏蔽效应的直流电缆上感应电动势的计算方法,并且提出了屏蔽直流电缆上交流分量的方法.     

高压电缆外护套故障测距误差分析及改进措施

为了提高直流电阻法故障测距的抗干扰能力和测距精度,分析了直流电阻法高压电缆外护套故障测距误差产生的原因,给出了减小故障测距误差的改进措施。从原理入手分析了直流电阻法故障测距的误差源,推导了电压测量和电流测量函数表达式以及故障测距结果函数表达式,在此基础上分析了大地杂散电流等干扰对电压测量和电流测量的影响,分析了直流电阻法故障测距过程中误差传递与合成的规律,论证了故障测距误差因子与测量电路元件参数、干扰信号频率、压频转换器计数时间以及注入直流测量电流的关系,针对误差分析结果,给出了减小故障测距误差的改进措施。计算和实验结果验证了改进措施的有效性。     

电力变压器励磁涌流和内部故障识别新方法

区分励磁涌流和内部故障时的短路电流,是变压器差动保护的难点技术之一,虽然目前已有多种方法,但每种方法都或多或少地存在着一些问题,空载合闸误动或内部故障时拒动(或延时动作)的情况还时有发生。在引入瞬时无功功率理论的基础上,提出了一种依据变压器两侧三相差瞬时有功功率和瞬时无功功率直流分量比值的变化关系来识别变压器励磁涌流和内部故障电流的新方法。该方法不仅简便易行,而且从平均有功和平均无功的关系出发,进一步揭示了变压器励磁涌流与内部故障本质上的不同。RTDS仿真实验结果表明:该方法简单可靠,识别效果显著。     

基于瞬时功率的变压器励磁涌流和内部故障电流识别新方法

在分析瞬时功率频谱特性的基础上，提出了一种基于瞬时功率的变压器励磁涌流和内部故障电流识别新方法。该方法主要依据变压器两侧三相差瞬时功率幅频特性中直流分量和基频分量的相对关系来识别变压器励磁涌流和内部故障电流。该方法具有传统变压器电流差动保护简便易行的特点，并从能量守恒的角度出发，进一步揭示了变压器励磁涌流与内部故障电流本质上的不同。HYBRISIM混合仿真实验结果表明该方法简单可靠、识别效果明显。     

适用于飞机电网的并联型有源电力滤波器功率电路及其控制策略

针对飞机电网频率较高、电源内阻抗较大的特点,采用并联型有源电力滤波器实现对电网谐波的集中抑制。采用改进的交叉矢量算法实现对基准补偿电流的检测和计算,采用滞环电流控制实现对较高频率电源系统瞬时电流的补偿,同时对直流侧电压进行稳压调节,并推导其传递函数。仿真和实验结果验证了将APF应用于飞机电网的正确性和可行性,表明采用本文的有源滤波器可集中抑制电网谐波电流,具有较好的补偿效果。     

混合封装IPEM中功率电路的高频环流及其对控制驱动电路的影响

混合封装电力电子集成模块(IPEM)内功率电路对控制和驱动电路的电磁干扰是非常重要的问题,本文通过仿真和实验发现直流母线的寄生电感与功率器件的寄生电容在开关瞬态的高频寄生振荡是引起IPEM内EMI的主要原因之一.研究表明这个寄生振荡电流不经过负载而直接在正负直流母线和开关器件之间流动,形成一个高频的环流,从而对模块内的控制和驱动电路造成不利的影响.     

直流输电换相失败对交流侧继电保护的影响

为验证换相失败期间交流侧突变量方向保护元件误动的原因,以广东电网发生的一起直流换流站换相失败引起高压交流电网继电保护不正确动作事件为例,用PSCAD/EMTDC软件做辅助分析,改进和仿真了CIGRE直流输电标准测试模型。仿真结果表明:因换相失败引起的非特征谐波与非周期分量较严重,对交流侧继电保护运行有一定影响,针对这些保护元件逻辑与算法分别提出了相应的改进措施。     

A magnetic method of wire-rupture detection in steel cables

Lifting ferromagnetic wire cables are subjected to wear during service. The number and distribution of ruptures in the wire and the rupture-accumulation rate are criteria of cable conditions. Wires at the surface layer are more often subjected to rupture, as are wires at the interfaces of exterior strands and the steel core in the strand ropes. A magnetic method is used to detect wire ruptures; the method is implemented using defectoscopes based on permanent magnets. The controlled section of the cable between magnetic poles is magnetized up to induction of technical saturation. A magnetic stray field is formed at a site of wire rupture above cable surface. The presence of the stray field and, hence, of wire rupture can be registered by Hall sensors or induction sensors (measuring coils), which are placed near the cable surface at measuring units. The stray field is characterized by low intensity and weak localization and is unusable for experimental studies, which impedes the design of effective measuring systems. Analysis of the metrological characteristics of defectoscopes from the majority of producers shows their low sensitivity to wire ruptures. This paper has shown that the parameters can be optimized of a measuring unit with an inductive sensor to increase the reliability of wire-rupture detection in steel cables based on mathematical simulation of the stray field. Requirements that allow one to optimize the parameters of measuring units have been formulated.