变速抽蓄机组失磁故障分析及保护研究

变速抽蓄机组（VSPSU）的励磁及控制方式复杂且易发生失磁故障,配置针对性的失磁保护对保障其安全运行至关重要。该文基于直流励磁系统和交流励磁系统的差异分析,将VSPSU的失磁故障划分为对称失磁和不对称失磁两种故障形式,并主要针对对称失磁故障开展研究。首先,分别从故障位于机侧和网侧角度出发分析VSPSU发生对称失磁故障后的电气量变化特性及其故障危害;然后,推导证明了传统失磁阻抗圆保护判据在VSPSU中应用时不具有可靠性,VSPSU缺乏具有针对性的保护方案;最后,基于VSPSU的失磁故障特性,提出了针对机侧对称失磁故障的下抛阻抗圆判据和针对网侧对称失磁故障的直流电压判据,两者结合形成了对VSPSU对称失磁故障的保护方案。仿真结果表明,该文所提方案可有效地检测VSPSU在各种运行工况下的对称失磁故障,以满足VSPSU对失磁保护可靠性的要求。     

永磁同步电机均匀失磁故障性能分析

分析了永磁同步电机失磁故障产生的原因,探索了均匀失磁故障仿真模型的实现方法,并在此基础上建立了永磁同步电机均匀失磁故障仿真模型。空载仿真结果表明,随着失磁故障严重程度的增加,磁场强度和径向磁密的大小基本按失磁程度成比例减小;负载仿真结果表明,磁链和输出转矩随故障严重程度的增加而明显减小,但并非呈现线性关系;磁链谐波成分分析的结果表明,不同程度均匀失磁故障情况下,均没有新谐波成分出现。     

永磁电机失磁故障诊断方法综述

失磁故障是永磁电机特有的故障类型,本文分析了永磁电机失磁故障产生的原因,归纳了永磁电机电磁场计算方法,研究了国内外失磁故障诊断方法已取得的成果和发展动态,提出了研究永磁电机失磁故障诊断应注意的问题.     

大型发电机组失磁保护新判据的初探

以大型发电机组失磁及振荡仿真为基础，并根据仿真得到的结论，提出了提前预测失磁故障的新判据，探讨了快速切除失磁故障的可能性；同时，也分析了短路故障的特征，为失磁保护在短路故障情况下不误动提出了一种闭锁方案；在此基础上，最终形成了一个新的失磁保护框架。     

基于小波变换的能量变换器失磁分析及其保护方案的确定

本文基于小波变换的原理,确定能量变换器失磁保护方案.首先利用仿真方法得到能量变换器失磁故障过程中的电气量信号,然后利用小波变换的模极大值检测法,对失磁故障时的电气量信号进行分析.从故障信号中获得故障信息,确定了能量变换器的失磁保护方案.该保护方案可以有效地防止系统发生短路故障和系统振荡时引起的失磁保护装置误动作.     

基于失电残余电压的永磁同步电动机失磁故障诊断研究

对利用失电残压诊断永磁同步电动机转子失磁故障进行研究。首先,对电机失电后定子绕组残余电压进行分析,讨论了定子失电残余电压的产生、性质;其次,分析了失磁故障对失电残余电压的影响,提出了利用失电残余电压诊断失磁故障的判别依据;最后,通过实验研究验证了该判据的正确性与有效性,表明基于失电残余电压诊断永磁同步电动机失磁故障方法的可行性。     

大型发电机组失磁保护新判据的初探

以大型发电机组失磁及振荡仿真为基础，并根据仿真得以的结论，提出了提前预测失磁故障的新判据，探讨了快速切除失磁故障的可能性，同时，也分析了短路故障的特征，为失磁保护在短路故障情况下不误动提出了一种闭锁方案；在此基础上，最终形成了一个新的失磁保护框架。     

基于反电动势数学模型分析电动汽车永磁同步电机失磁故障

以V型磁路结构的8极42 kW内置式永磁同步电机为研究模型,推导出了任意磁极或任意多个磁极发生不同程度的不可逆失磁故障下单槽和单相的空载反电动势数学模型。利用有限元方法仿真验证了该模型是正确的。该模型简单有效且计算量小,考虑了转子磁场谐波的影响。结合该模型与有限元仿真对失磁故障进行了分析,结果表明:单槽反电动势波形能反映失磁磁极的具体位置和失磁严重程度,单相反电动势波形不能辨别失磁磁极的具体位置,只能反映所有磁极的整体失磁程度,且不含有故障谐波分量,监测故障谐波分量诊断永磁同步电机的失磁故障须考虑绕组的连接型式。     

基于MATLAB的发电机失磁故障仿真研究

本文利用MATLAB软件建立了某电力单机无穷大系统的仿真模型,对发电机各种失磁故障进行了仿真分析,总结了失磁故障特征,为发电机失磁保护提供了理论依据。     

基于CWTHHT结合的永磁同步电机失磁故障诊断方法及其可行性分析

永磁同步电机失磁故障是驱动电机故障中最为严重的故障之一。失磁故障意味着永磁同步电机的优势显著降低。提出了基于CWT-HHT结合的永磁同步电机失磁故障诊断方法并对其可行性进行了分析。首先简要分析了永磁同步电机稳态运行特性、搭建电机故障试验平台,实时采集电机正常及失磁时的定子电流信号;然后通过信号分析得出:失磁故障下电流信号的EMD分解分量imf4的周期性较正常情况时变差,而且分量imf3所占比例较正常情况时变大;失磁故障下电流信号的HHT图中基波频带较正常情况能量分散了。因此,基于CWT-HHT结合的故障诊断方法是可行的。     

基于行波原理的直流输电线路过渡电阻在线测量

直流输电线路发生故障后,在通过行波故障测距装置获得故障点位置信息的基础上,若还能进一步了解故障点过渡电阻的信息,并由此推断故障性质和故障原因,对故障快速查找和修复是极为有利的.在分析直流输电线路故障暂态行波产生机理和传播特性的基础上,提出基于行波原理的直流输电线路过渡电阻在线测量方法,即利用故障初始行波浪涌幅值的过渡电阻初始值测量法、利用正向行波浪涌及其在故障点反射波之间幅值关系的过渡电阻中间值测量法、利用线路两端故障电压和电流的过渡电阻稳态值测量法.仿真分析表明所提出的直流输电线路过渡电阻在线测量方法是可行的,并且具有较高的测量精度.     

基于最大概率的故障指示器故障判定方法

为解决配电网故障指示器信号错报及漏报情况下的故障判定问题,分析了故障指示器的特点,提出了配电网最小故障判定区域的概念。基于配电网最小故障判定区域建立了故障指示器故障判定数学模型。分析了故障指示器信号特点,以“三选二”原则提出了一种基于概率的故障指示器组合信号处理方法。结合最小故障判定区域模型和故障指示器组合信号,以故障指示器之间的相互依赖关系为依托,提出了一种基于最大概率的故障指示器故障判定方法。该方法以各区域假设故障后的模拟故障信号与实际情况下的故障信号之间的相似度表征故障发生的最大可能区域,并给出了详细公式。该方法在故障信号漏报和错报较少情况下具有很好的容错性,能够较为准确地确定故障区域。并且给出各个区域的可能概率,提供了故障备选方案,方便调度与运检人员干预排查故障,具有较好的现场应用价值。     

基于故障分量的配电网单端量测距方法

为了消除负荷电流对配电网单相接地故障测距精度的影响,提出了基于故障分量的单端量测距方法。该方法根据横向故障电流的特征构造了测距函数,利用线路单端电压、电流的故障分量来计算故障距离。大量的ATP-EMTP仿真结果表明该方法不受负荷电流的影响,可以有效地搜索到配电网多分支线路的故障点或故障范围。     

基于测距函数相位特性的T型高压线路故障定位原理

针对现有T型高压线路故障测距方法在T节点附近高阻短路故障时有测距死区这一不足,提出一种适用于T型高压线路的故障快速定位法.通过分析可知,在故障支路故障点前后测距函数的相位会发生一次突变,在正常支路上测距函数的相位不会发生突变,因此可根据故障支路上测距函数的相位突变点即为故障点这一特征进行故障定位.该方法将故障支路判别和故障测距融为一体,无需事先判别故障支路即可测距.该方法无测距死区,较好地克服了传统方法在T节点附近有死区的不足.该方法对电弧故障具有良好的适用性.PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该方法基本上不受过渡电阻、故障类型、故障位置和负荷电流等因素的影响,在各支路参数偏离设计值时依然能正确识别故障支路,保持较高的测距精度.     

基于电流变化的环状直流配电网故障定位方法

针对现有故障测距方法无法同时对单极接地故障和极间故障进行定位,以及利用电容放电阶段进行故障定位时忽略了多端换流站都会对故障点注入电流等问题,提出一种利用故障线路上的全电流分量对多端柔性直流配电网进行故障定位的方法。通过联立与故障点相邻两网孔的电压方程,从算法上解决了过渡电阻对求解故障位置的影响。在simulink中搭建6端环状模型对所提方法进行仿真,结果验证所提方法可以在发生线路故障时能快速识别故障并进行可靠定位,满足直流配电网的故障测距要求。     

基于电流双反相量的同杆四回线故障选相方法

为了解决同杆四回线故障情况复杂,跨线故障时无法应用单回线故障选相方法的难题,提出了一种基于故障电流双反相量的同杆四回线故障选相方法。同杆四回线发生一回线内或两回线间跨线故障时,对四回线各相电流进行变换,可得故障相电流的双同及双反相量。通过对故障电流边界条件的分析可知,不同类型故障时故障电流的3个双反相量分别具有不同的幅值和相位特点。以此为基础,提出了在一回线内故障和两回线间跨线故障时能够准确识别故障回线和故障相的同杆四回线故障选相方法。仿真表明本方法在不同的负载电流、过渡电阻、故障位置及故障类型下均能进行有效的故障选相。     

基于Petri网络计及警报信息时间特性故障诊断模型

电力系统发生故障时，警报信息具有时间特性，这一特性直接影响故障诊断结果的准确性和诊断速度，提出了一种计及报警信息时间特性故障树Petri网故障诊断模型和故障树表示方法，利用Petri网络描述了故障征兆与故障的关系，用故障树矩阵运算进行推理，比传统专家系统大大减少了诊断时间，提高了准确度，最后通过测试实例验证此故障诊断模型方法的快速，准确性。     

基于图论及改进矩阵算法的配电网故障定位

针对传统矩阵算法故障判定规格化处理计算量大,母线区域及负荷出线区域故障定位准确率低等问题,提出了一种基于图论及改进矩阵算法的配电网故障定位新方法。该方法首先依据IED装置采集到的故障信息分量准确判别故障发生区域。若判定为母线故障或负荷出线故障,则由IED装置直接下达跳闸命令。若判断为线路区域故障,则由集中保护装置依据图论及改进矩阵算法,利用文中首创的减法判据精确定位故障线路。算例仿真表明,该方法能快速、有效的定位故障区域且同时适用于IED上传信息不完备情况下的故障定位。     

一种基于最大相关-最小冗余算法的输电线路故障定位方法

针对传统输电线路故障定位精度较低且易受故障后暂态分量影响的问题,提出一种基于数据驱动的输电线路故障定位方法。构建基于系统状态和故障位置的电力系统运行数据集,基于最大相关-最小冗余准则,在此数据集中挖掘关键特征与故障位置之间的隐含关系,提取与故障位置最大相关且变量之间最小冗余的关键信息,构建与故障位置最相关的核心变量集,应用曲线拟合技术获取运行变量与故障位置之间的数学解析关系,综合多个特征信息给出准确的故障定位结果。仿真验证结果表明,与传统基于阻抗的故障定位方法相比,所提方法具有更高的故障定位精度,同时对故障后出现的暂态分量也有良好的适应能力,是一种准确快速的输电线路故障定位新方法。     

基于同步相量测量单元的串联补偿线路自适应故障定位算法

针对串联补偿线路提出了基于同步相量测量单元的自适应故障定位算法。基于串联补偿线路两侧同步相量,采用最小二乘法在线估计串联补偿线路实时参数。线路故障后,采用分布参数模型,基于故障通路电压、电流相位特性构造故障定位函数,无需串补模型。理论分析及仿真表明,所构造的故障定位函数在定位区间具有单调近似线性变化的特性,采用二分法或弦截求根法即可快速精确求解故障点。基于PSCAD/EMTDC和Matlab的仿真结果表明,故障定位方法实现简单,计算速度快、精度高,对不同的故障类型、过渡电阻和故障位置均有较好的适用性。