基于同向量电流选相的电流平衡保护研究

针对传统平行双回线路电流平衡保护不能反应跨线故障的问题,提出了基于同向量电流选相的电流平衡保护方案。首先利用同向量电流突变量实现故障选相,并给出了两相短路与三相短路的判别方法。然后利用反向量与同向量的幅值比判别故障相是否为跨线故障。对于跨线故障相,利用单回线距离保护判别故障区域;对于单回线故障相,利用同名相电流的幅值大小进行选线跳闸。利用六序故障分量法分析了各种故障情况下的选相判据以及保护判据,并给出了保护流程。最后理论分析和ATP-EMTP仿真结果均验证了方案的正确性和有效性。该方案能够反应跨线故障,保护性能得到了改善。     

利用电压辅助电流选相的同杆双回线单端电气量选相原理

目前同杆双回线后备保护I段的电流选相算法复杂或选相不够准确,而且近端故障时有时因电流互感器(current tranformer,CT)饱和而导致电流选相不准确或漏选相,针对此问题提出一种利用电压辅助电流选相的同杆双回线单端电气量选相原理,并给出了辅助选相判据.先利用故障初始阶段3相电压和3个同名相电流和的工频分量的变化量分别选相,共同确定故障相别,保证了近端单回线和跨线故障时选相元件不会因电流互感器饱和而无法正确选相,也避免了单纯使用电压选相在线路中远端发生故障时可能出现的选相困难;然后再比较各故障相的同名相电流故障分量的相位和幅值关系来判断出具体的故障相序,并在CT饱和时取故障稳态时的电流分量进行比较.该方法可对同杆双回线的各种单回线和跨线短路故障进行选相,原理简单,可靠性高.ATP-EMTP仿真结果表明,该方法能够实现双回线80％范围的单回线及跨线故障的可靠选相,可作为保护Ⅰ段的选相判据.     

电力系统短路故障快速检测方案研究

常规断路器主要通过电流幅值判断电力系统中的短路故障,存在检测速度较慢的缺点.利用短路故障时电压跌落、电流增大的特征,提出了一种通过实时检测电网电压幅值和瞬时有功功率来判断短路故障的快速检测方案.详细说明了电压幅值和瞬时有功功率的快速计算方法,并提出了可以反应出短路电流变化的虚拟功率.在Matlab下完成了仿真研究,利用DSP芯片TMS2407A研制出试验装置并完成相关试验.仿真和试验结果证明了该方案可以快速、有效地检测出短路故障,具有良好的适应性.     

自适应带通滤波器分序算法的幅相检测方法

针对电网异常时,很多现有方法不能有效地检测出电网幅值和相位,为有效地检测电网异常时电网电压的幅值和相位,提出了基于自适应带通滤波器的分序算法,用该分序算法提取电网正序基波电压,正序基波电压被变换到旋转坐标系中后,分析了正序基波电压的幅值和电网相位之间的关系,据此建立了幅相检测系统的数学模型和控制模型,用根轨迹法分析了幅相检测系统的稳定性和稳定裕度。为了有效提高了相位检测精度和缩短系统的暂态过程,在控制结构中,把电网正序电压的q轴分量直接前馈。仿真和实验结果表明,提出检测方法能有效地检测电压异常时电网的幅值和相位,并且检测系统的暂态过程缩短到0.01 s以内。     

基于相间故障弧光电压特征的高压线路选相元件

提出了一种基于相间故障弧光电压特征的高压线路选相新原理,应用于振荡闭锁期间的选相元件.对接地故障,利用零、负序电流相位差进行分区,每个分区包括某相单相接地和另外两相短路接地两种故障.然后根据相间故障弧光电压Ucosψ小于某一定值,而健全相相间电压的余弦值Ucosψ一般比较大的特征,来得到选相结果,解决了目前选相元件在电力系统振荡时可能发生的误选相问题.通过对不对称故障开放条件的改进,大大提高了单相接地故障的选相速度.该选相元件具有很强的耐过渡电阻能力,并且完全不受分支系数和系统运行方式的影响.RTDS试验验证了新选相元件的准确性和有效性.     

基于相关分析的故障序分量选相元件

提出了一种基于相关分析的故障序分量选相元件。该元件采用多参量比较的思想，在滤波和滤序环节设计得当时，较基于全周Fourier滤波的故障序分量选相方案速度更快。与电流突变量差选相元件相比，提高了在高阻接地时选相的灵敏度和两相接地短路的可靠性。最后，通过ATP仿真验证了本选相方案的有效性，并展望了相关分析理论在继电保护中的应用前景。     

基于波形相关性的混压同塔四回线故障选相新方案

为了解决混压同塔四回线故障情况复杂、发生跨电压故障时无法应用单回线故障选相方法的难题,提出一种基于波形相关性的选相新方案。针对故障相电流相角和幅值的变化情况,提出了波形自相关系数和改进自相关系数判据识别故障相。为防止在强磁耦合场景下错误选相的发生,总结各类故障时电流序分量的特征,进一步提出了电流序分量辅助选相判据,对可能出现的错误选相情况进行再判定。基于PSCAD/EMTDC对混压同塔线路的各类故障进行大量仿真,仿真结果验证了所提故障选相方案的可行性。     

单相接地故障时电压选相元件的研究

通过对单相接地故障各电气量的分析,指出了在大电流接地系统中,尤其是在线路出口(保护安装处)发生单相接地故障时,若低电压选相元件电压定值选择不合适容易导致误选相.提出在各相(故障相和非故障相)电压接近时,采用零序电压补偿的低压选相方案,三相电压均采用零序补偿,补偿后的故障相电压幅值降低,非故障相电压升高.低电压选相元件以补偿后的三相电压进行选相,具有很好的灵敏度.EMTP数字仿真验证了其正确性和实用性.     

一种新型选相方案

针对目前微机保护中选相元件的不足,提出了几种新型的数字式选相元件,重点探讨了基于模故障分量的选相元件,基于电压序分量的选相元件和弱电源侧电压选相元件,由此构成了一套完整的微机线路保护选相方案.针对这几种选相元件作了比较详尽的分析,进行了横向和纵向的比较.最后,利用ATP与MATLAB仿真运算验证了新方案的有效性和可靠性.     

适用于双馈机组风电场的故障电压序分量选相元件

针对双馈机组风电场弱馈特性以及暂态特性中含有转速频率分量的问题,通过分析风电系统背侧正、负序阻抗间的差异以及对故障电压序分量分布的影响,提出了一种基于故障电压序分量的选相方法。结合撬棒保护对故障电压序分量相位的影响,修正相位偏差角,使得该选相方法受风电场弱馈性及其风电系统背侧阻抗不稳定性影响较小。双馈机组风电场侧故障电压主要由电网电压支撑,频率偏差较小,该选相方法易于实现,且具有较大的选相裕度。运用PSCAD软件进行建模仿真,结果验证了该选相元件的有效性。     

剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料相结构

为改进环氧树脂固有的一些缺陷和不足,提出了利用纳米复合材料的特殊性改性环氧树脂的一新的研究途径。在选取经十六烷基季铵盐有机化表面修饰的蒙脱土对双酚A型环氧树脂进行改性时分别采用溶液插层法与熔融插层法制备了不同蒙脱土含量的环氧树脂/蒙脱土复合材料;利用X射线衍射法测试了剥离前后蒙脱土的层间距;用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的冲击断口形貌,研究了该复合材料的两相结构;采用热重法(TGA)测定了试样的热分解温度,并对其热稳定性进行了对比。结果表明,无论是溶液插层法还是熔融插层法,均能制得剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料。但是,在机械分散的作用下,纳米粒子易发生团聚,使复合材料中的无机相无法均匀的分散。热重分析结果发现,复合材料的热分解温度并没有随着蒙脱土含量的增加而增加,而是表现出更为复杂的发展趋势。     

Rotor/Stator Internal Phase to Phase Fault Detection in Three-Phase Wound Rotor Induction Machines

Abstract

This paper presents a novel method based on Magnetic Equivalent Circuit (MEC) to model the wound rotor three-phase induction machine under healthy and faulty conditions. Different parameters of machine such as the number of poles, number of slots, winding configuration and dimension can be selected based on designed properties of a given machine. Internal phase to phase fault is also detected by stator current signature analysis in dq frame. Saturation effect is modeled by a tunable function as well as the core nonlinearity characteristic is considered. Finally, Finite Element Method (FEM) is used to evaluate the accuracy of the proposed MEC model. Short computational time of MEC method shows that this model is suitable for electrical machine modeling and analysis.     

Phase modeling based on the /spl alpha/-factor in bulk semiconductor optical amplifiers

Different approaches based on the /spl alpha/-factor to model the phase of the optical fields in bulk semiconductor optical amplifiers are analyzed. Our time-domain numerical model is presented and it is calibrated by means of experimental characterizations of the device gain, of the amplified spontaneous emission spectra, and of the effective /spl alpha/-factor. We then compare the phase modulation at the SOA output for three cases. In the first one, the /spl alpha/-factor is always taken as constant. In the second case, the /spl alpha/-factor is set according to the SOA working point and then kept fixed. In the last case, we take into account the dependence of the /spl alpha/-factor on the carrier density and on the wavelength for every simulated time step. We shall identify when the first two approximations listed above deliver reliable results. In particular cases, the use of a constant value for the /spl alpha/-factor can lead to phase errors up to 50%.     

Matlab/Simulink在单相交流调压电路仿真中的应用

通过单相交流调压电路实例讨论了利用Matlab/Simulink对电力电子电路进行仿真的方法,并给出了仿真结果波形,证实了Matlab软件的简便直观、高效快捷和真实准确性。     

单相高频化UPS中DC/DC、AC/DC与DC/AC的设计

介绍了新型单相高频化UPS中的DC/DC变换器、AC/DC整流器、DC/AC逆变器的设计 ,探讨了实际设计中应考虑的问题     

高速两相4/2结构SRM锥形转子结构优化设计

针对传统两相4/2结构开关磁阻电机存在转矩死区而无法自起动的问题,提出了一种新型锥形转子结构的开关磁阻电机。首先建立了传统转子结构和锥形转子结构的两相开关磁阻电机静态有限元模型,分别对两种结构开关磁阻电机的电感特性、静态转矩特性进行了对比分析。优化了锥形转子的偏心半径,得到了锥形转子的最优尺寸参数。仿真结果表明所设计锥形4/2结构开关磁阻电机没有转矩死区,具有自起动能力,平均电磁转矩符合高速烘干机的设计要求。最后试制了样机,搭建了控制系统的软硬件平台,进行了样机试验,实测结果验证了设计和控制方案的有效性。     

DC／AC三相软开关PWM逆变器

常规的PWM逆变电路中的电力电子开关器件在大电压下导通,大电流下关断,处于强迫开关过程,因而存在开关损耗大,工作频率低,体积大及电磁干扰严重等缺点。     

The Rutile Phase of TiO2/Graphene Films: Sol–Gel Method,Phase Transition,Photocatalytic Properties

Abstract

TiO₂ materials are of great interest in different applications because of the controllable preparation of different structures. In this paper, the TiO₂ and TiO₂/graphene films with different phase structure and inserted graphene layer between Cu substrate and TiO₂ film were prepared by sol–gel method at different annealing temperatures, and then used as catalysts for photo-degradation of methylene blue (MB) dye solution under ultraviolet irradiation using 15?W of ultraviolet lamp. The effects of annealing temperature and graphene layer on the phase structure, morphology, chemical composition, binding energy level, and photocatalytic performance of TiO₂ films were studied in details. XRD results reveal that the anatase phase of TiO₂ films transfers to rutile phase with the increase in annealing temperature, and the introducing of graphene film layer can accelerate the phase transformation of anatase to rutile and improve the crystallization quality of TiO₂ films. It is found that the MB degradation efficiency of TiO₂ and TiO₂/graphene films is enhanced with the increasing annealed temperature, which shows that the existence of rutile phase, well crystalline quality and the better dispersion of the TiO₂ particles are helpful in photocatalytic behavior. In addition, compared to the rutile phase TiO₂ film, the rutile phase TiO₂/graphene films at annealed temperatures of 900?°C exhibit much higher photocatalytic activity due to the introduction of graphene films.     

△/Y-5变压器差动保护的相位补偿

本文通过两种不同的方法,对西部电厂5、6号机组的励磁变压器的差动保护的电流互感器的接线及平衡系 数的计算进行了阐述及比较。     

十二/三相感应发电机的数值仿真与试验

十二/三相感应发电机用在高速发电的独立系统中具有十分明显的优势,但由于其模型十分复杂,难以用常规的解析方法进行分析,所以在电磁暂态计算软件中建立十二/三相感应发电机模型,采用数值计算的方法来计算含十二/三相感应发电机系统的动态过程是十分必要的.本文采用隐式梯形法在EMTDC软件中建立了十二/三相感应发电机的数学模型,此模型能与EMTDC软件中的现有的元件接口,对含有十二/三相感应发电机的试验系统进行了仿真计算,同时用实验室中的一台20kW的十二/三相感应发电机做了相应的试验.试验结果与仿真结果相吻合,说明了在EMTDC软件中所建立的十二/三相感应发电机模型的正确性,为含十二/三相感应发电机的独立电力系统的计算奠定了基础.