直流牵引供电系统中控制保护装置的研制

区分机车起动电流和远端故障电流是直流牵引系统馈线保护的难点。阐述了传统的基于电流增量和电流变化率的保护原理,分析了其原理上的不足,并提出了基于导纳量的保护方案。还阐述了导纳增量保护和导纳上升率增量保护的判据各项定值整定的原则,并通过试验验证了导纳保护的优越性。在导纳保护原理的基础上,开发出直流牵引供电系统的控制保护装置。     

轨道交通直流供电系统的开关设备

在轨道交通发展初期。直流供电系统保护方面还没有性能好,可靠性高的保护装置．一般仅靠电流速断和过电流保护来切断短路故障．效果往往不理想。随着电子技术．计算机技术的发展。人们采用微处理器实现了电流上升率和电流增量等保护。极大地提高了供电保护的可靠性和准确率。     

一种新型城市轨道交通馈线电流保护方法

在直流牵引供电系统中,机车的启动电流越来越大,机车启动过程越来越类似于非金属短路故障过程,多机车的启动过程越来越接近于中远端短路故障过程,使得直流馈线电流上升率及电流增量(DDL)保护发生拒动、误动的可能性增大。通过仿真分析了现有DDL保护的缺陷,提出了一种电流保护方法。该方法基于电流积分值、电流平均值和最大值的比值,可以区别机车启动电流和非金属短路故障电流,多列车同时启动电流和中远端短路电流,给出了整定值。仿真验证了该保护方法的可靠性。     

基于AFB的地铁直流馈线保护算法研究

由于线路增长,行车密度增加等原因,地铁直流保护装置会出现误动、拒动的现象,设计更可靠的保护算法非常必要。研究分析了地铁直流牵引供电系统中主要的直流馈线保护方法,以电流上升率及电流增量保护为基础,提出一种基于电压电流变化量的地铁馈线保护新算法。应用AFB流程设计方法,实现了一种方便整定和修改的保护流程。通过仿真结果分析得出:这种新型保护算法能够快速精确地切除非金属接地和远端短路等故障,同时避开了列车启动电流的影响,切实可行。     

直流融冰装置开路试验原理与实践

为更好地指导开展南方电网直流融冰装置开路试验,研究了开路试验直流电压形成机理、交直流侧电压谐波特性、阀导通瞬间冲击电流、阀电压特性及阀关断状态电压上升率、开路电压控制功能和开路试验保护功能等,并推导出开路试验阀关断状态电压上升率计算公式。此外,介绍了桂林直流融冰装置、独山直流融冰装置和黎平直流融冰装置的开路试验功能和现场开路试验情况。     

地铁直流牵引供电系统中的DDL保护

分析了地铁直流牵引供电系统中几种常用的馈线保护类型,发现现有的保护方法很难避免跳闸保护拒动或误动现象的发生,并且不能保护馈线的全长。以电流上升率保护和电流增量保护为基础,提出了一种新型的DDL保护方法及整定原则,并推导出了完整的动作方程。该方法有效地避开了列车启动电流的影响,不但可以迅速切除近端的短路故障,而且通过延时跳闸还可以切除远端短路故障。仿真结果表明该方法设计合理,切实可行。     

基于电流变化特征量的保护方法探析

根据牵引网短路时和正常运行时电流的特点,结合电流上升率(di/dt)保护和电流增量(ΔI)保护的思想,提出了一种新的保护方案,并给出了整个保护方案的保护配置以及整定原则。     

直流牵引系统馈线微机保护装置

直流牵引系统馈线远端非金属性小短路电流故障是直流牵引系统馈线保护的难点。文中阐述了电流变化量保护原理,分析了牵引馈线远端经电阻短路和电弧短路故障电流的变化特征;提出采用电流变化率为启动元件电流增量检测的主保护判据,并针对电弧故障电流变化特征提出电流增量辅助保护判据,两者相结合实现直流牵引系统馈线保护方案;详细分析了不同情况下保护判据的动作特性及整定原则;以该保护方案为基础研制开发了馈线微机保护装置,并通过了保护测试与现场试验。     

采用直流断路器的对称单极多端柔性直流故障清除策略

针对直流断路器应用中直流线路故障快速选择性隔离问题,研究了对称单极多端柔性直流线路故障清除策略。根据对多端直流系统的单极和双极接地故障特性的分析结果,得到了单极和双极故障初期相同的故障电流上升率余弦特性衰减特性。提出了基于电流变化率的方向纵联选线策略,同时设计了采用直流断路器策略实现故障隔离和重合闸的直流线路故障清除方案。通过搭建的PSCAD/EMTDC模型,对单极接地故障时的电流上升率特性和设计的直流线路故障清除策略进行了验证,仿真结果证明了电流上升率特性的正确性以及所述故障清除策略的有效性。     

基于MMC主动限流的柔性直流配电网优化配合保护策略

基于模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流配电网发生直流短路故障后,激增的故障电流将严重威胁电网安全稳定运行。为抑制故障电流,针对半桥MMC型直流配电网提出一种基于主动限流控制的优化配合保护策略,通过减小直流故障电流上升率与故障隔离时间来抑制故障电流。首先根据故障电流特性提出了基于虚拟电抗的主动限流方式来限制故障电流上升率;进而根据单端量电流变化率特性设计了快速故障区域识别方法;并综合上述内容形成了快速故障区域识别与直流断路器动作的优化配合保护方案,通过优化断路器时序配合来加快故障隔离速度,进一步抑制了故障电流。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了柔性直流配电网仿真模型,通过多个算例验证了所提方案的有效性。     

基于故障分量的变压器浮动比率差动保护

为防止变压器穿越性电流造成的不平衡电流影响,需要设置一个差动动作门槛,而变压器区内匝间故障或高阻抗接地故障却希望门槛越小越好.比率制动斜率大小的选择影响保护动作区和制动区的大小,区外故障希望斜率大些,区内故障希望斜率小些.门槛和斜率的选择直接影响比率差动保护的灵敏度和可靠性.文中深入分析比较了基于故障分量比率差动保护和传统电流比率差动保护,证明故障分量比率差动保护具有很高的灵敏度和可靠性,而且试验证明在某些故障情况下,利用故障分量的浮动比率制动较之传统的电流比率差动保护具有非常明显的优越性和实用性.     

基于多重化逆变器的静止无功发生器直流侧电流分析

为了限制逆变器桥臂直通短路时故障电流的上升率,可以在装置的直流侧安装一种称为“环流保护电路”的附加电路。本文结合３００ｋｖａｒ和２０Ｍｖａｒ静止无功发生器（ＡＳＶＧ）实际装置的开发,分析了装置直流侧电流的波形和幅值以及不同主电路结构对装置直流侧电流的影响,为环流保护电路的设计提供了重要的依据。     

中小型电动机综合保护

介绍一种中小电动机智能化综合保护。保护采用更准确反映电动机温升过程的正负热积累模型,充分考虑了电动机的冷态和热态时允许的温升不同,分别用全电流热过载和负序热过载保护转子绕组和定子绕组。启动的在线检测和自适应过电流保护的相互配合提高了保护的性能。     

中小型电动机智能化综合保护

文章介绍了一种中小型电动机智能化综合保护。保护采用更准确反映电动机温升过程的正负热积累模型 ,充分考虑了电动机的冷态和热态时允许的温升不同 ,分别用全电流热过载和负序热过载保护转子绕组和定子绕组。启动的在线检测和自适应过电流保护的相互配合提高了保护的性能。     

新型偏磁式谐振接地与保护

在系统地研究了偏磁式谐振接地及保护系统的基础上。提出了一种全新结构的偏磁式消弧线圈，它由一个三柱铁心和五个线圈组成，铁心上有两级减小截面的部分，该部分为磁化区。通过中性点注入工频电流可测量电网电容电流，调谐消弧线圈。还提出了增量函数法接地选线判据，它包括针对永久性接地情况的零序电流增量函数法和针对暂态接地情况的零序能量增量函数法。开发出偏磁式谐振接地及保护成套装置，并进行了系统的模拟试验。一年多的现场运行实践表明：消弧设备补偿效果好、增量函数原理接地选线装置选线准确、动作可靠。     

基于电流突变量曲线拟合的故障时刻检测算法

传统基于相电流突变量的故障时刻检测方法虽然简单,但因受暂态分量的影响而存在较大的检测误差。利用现有保护装置采集的电流信息,对相电流突变量进行曲线拟合,并经逆向推导求出故障时刻。对电力系统的短路暂态过程进行分析,探究相电流突变量的变化规律并推导其广义表达式。利用Prony算法对离散的相电流突变量值进行函数拟合,得到表征其函数曲线的特征参数;通过改进现有的波形相似算法,进一步从拟合函数的过零点中筛选出故障时刻。结合PSCAD仿真测试,探究故障时刻的检测精度及其影响因素,仿真结果验证了所提算法的可行性和准确性。     

The evaluation of frequency properties of digital measuring element reacting to increment vector current values

The frequency properties of a digital measuring element can be used as criteria for the selection of operating values of the numerical distance protection starting element of power-swing blocking. The conditions of the selection of the operating values of the starting element of power-swing blocking usually ensure sensitivity to short circuiting. The primary function of the starting element is blocking the distance protection from power swings and out-of-step conditions, based on the fact that the rate of current change and its increment for electromechanical processes are much lower than for a short circuit. Mathematical modeling of the digital measuring element based on filter Fourier and FIR algorithms with confirmation of the results by using a computer-controlled testing system allows criteria to be obtained that reflect the physical nature of the processes that can be used when selecting the settings of the starting element of power-swing blocking. An approach to selection of the settings of a digital measuring element of relay protection that is responsive to the current increment, based on analysis of digital signal processing algorithms, allows one to determine the criteria for the detuning of the emergency operation, taking into account the frequency deviation, the impact of the presence of a transient dc component, and the higher harmonics. The frequency properties of the digital measuring element reacting to increment vector current values can be used to determine the threshold detuning from power swings and out-of-step conditions as additional conditions for selecting settings of the starting element of power-swing blocking, which will increase the sensitivity of the distance protection for short circuits and the reliability of detuning from power swings and out-of-step conditions.