用于1(1/2)断路器主接线的比率差动继电器

概述 500千伏超高压电力系统短路容量较大,为保持系统的动态稳定,要求继电保护快速切除故障,而继电保护的正确动作,需建立在电流互感器比较真实地传变一次电流的基础上,特别对20～40毫秒动作的快速继电保护更要求电流互感器比较真实地传变短路过渡过程中的暂态一次电流。 由于短路容量的增大,以及电网中单台发电机、变压器容量的上升和线路采用分裂导线等,使一次系统时间常数较长,所以短路电流非周期分量衰减缓慢,短路暂态过程延长。短     

关于500kV电流互感器的暂态特性问题

在超高压系统中,电流互感器的暂态特性是一个重要的问题,暂态特性是指电流互感器当一次侧发生短路时,二次侧在短路发生之后,短路电流进入稳态之前的一段时间里对一次电流的反应特性。对于500千伏电流互感器的一次侧发生短路时,在短路瞬间将有很大的短路电流直流分量及交流分量,前一个分量在铁芯中形成一个暂态磁通,这个暂态磁通与原来的稳态磁通迭加将使铁芯急遽饱和,因为电流互感器励磁回路和二次回路的时间常数比一次回路的时间常数大很多,因此在短路电流直流分量消失后,暂态磁通的影响依然存在,铁芯继续饱和,因而使一次电流不能转变到二次侧使二次     

基于数字混合仿真的电网一次时间常数计算方法

电网一次时间常数是决定非周期分量衰减快慢的因素,准确计算电网一次时间常数是开展电流互感器暂态特性分析的重要前提。利用电力系统全数字仿真装置的混合仿真功能,提出了一种准确计算电网一次时间常数的方法。通过对全系统机电暂态建模及局部电网电磁暂态建模,获取不同运行方式下的短路电流,滤波后得到短路电流的非周期分量,最终求得电网一次时间常数。仿真结果表明,所提出的算法具有较高的计算精度。     

电磁型与电子式电流互感器传变和应涌流比较

电子式电流互感器在数字化与智能变电站中大规模应用,其特性与传统的电磁型电流互感器差异较大,需研究电磁型与电子式电流互感器传变和应涌流的特性。通过理论计算电磁型电流互感器暂态饱和后传变各次谐波的增益,证明和应涌流导致电磁型电流互感器饱和后,传变2次谐波的能力比传变基波的能力强,故2次谐波比反而升高;但分析表明经暂态饱和的电磁型电流互感器传变后和应涌流的间断角将减小。通过理论推导基于空心线圈的电子式电流互感器的传递函数,揭示了电子式电流互感器能否正确传变和应涌流主要取决于积分时间常数和衰减时间常数,和应涌流经电子式电流互感器传变后可能导致波形发生偏移,但其间断角特征和2次谐波含量不变,间断角和2次谐波制动判据不受影响。     

非周期分量对电流互感器饱和特性的影响的仿真

电流互感器是将系统一次侧的电流信号传变到二次回路的重要测量设备,绝大部分继电保护依赖于电流互感器传变过来的电流信号而动作。电流互感器是否能够将一次电流准确的传变到二次侧是继电保护能否正确动作的关键。因此,电流互感器模型在电力系统仿真中有着重要的作用。着重介绍了电力系统暂态仿真中常用的Jiles-Atherton电流互感器的数学模型。并利用该电流互感器模型,仿真了变压器空载合闸产生的励磁涌流的过程,并分析了非周期分量对电流互感器饱和特性的影响。     

电流互感器剩磁影响因素和发生规律的仿真分析

采用计算机仿真模拟方法对电力系统中影响电流互感器剩磁的因素及其发生规律进行了系统的研究.应用电磁暂态仿真程序ATP建立电流互感器模型,对短路电流开断时间、一次短路电流及其非周期分量、一次回路时间常数以及二次负载的功率因数及阻抗值等不同影响因素作用下剩磁的变化进行了系统的计算分析,获得了剩磁的发生规律,为抑制剩磁的产生提供了基础理论依据.     

非周期分量对电流互感器饱和特性的影响的仿真

电流互感器是将系统一次侧的电流信号传变到二次回路的重要测量设备,绝大部分继电保护依赖于电流互感器传变过来的电流信号而动作.电流互感器是否能够将一次电流准确的传变到二次侧是继电保护能否正确动作的关键.因此,电流互感器模型在电力系统仿真中有着重要的作用.着重介绍了电力系统暂态仿真中常用的Jiles-Atherton电流互感器的数学模型.并利用该电流互感器模型,仿真了变压器空载合闸产生的励磁涌流的过程,并分析了非周期分量对电流互感器饱和特性的影响.     

微机母线保护对电流互感器暂态过程自适应方法研究

随着电力系统的暂态时间常数逐渐变大,母线区外故障电流互感器饱和时,设法避免母线保护装置误动尤为重要。在充分利用电流互感器饱和时传变电流特点基础上,提出了母线差动保护判据在电流互感器暂态过程中有选择开放的办法,来避免区外故障电流互感器饱和时的保护误动。     

电流互感器暂态饱和对和应涌流传变的影响

研究了和应涌流造成电流互感器暂态饱和情况下,经电流互感器传变后和应涌流的二次谐波舍量与间断角的变化.推导了和应涌流的二次谐波含量计算公式;分析电流互感器暂态饱和后传变工频分量与二次谐波分量的特性,从而计算经电流互感器传变后和应涌流的二次谐波含量,并分析电流互感器暂态饱和对和应涌流间断角的影响.研究表明,相同涌流时间宽度的励磁涌流与和应涌流具有相同的二次谐波含量,和应涌流本身并不是引起差动保护误动的原因;当电流互感器饱和时,其传变高次谐波的能力比传变低次谐波的能力强,即经饱和电流互感器传变的和应涌流,二次谐波含量将升高;经饱和电流互感器传变的和应涌流间断角将减小,并且电流互感器饱和越严重,间断角减小得越多.     

基于暂态负荷的变压器保护一次电流检验方法

当测试负荷不足时,一次电流检验电流互感器（TA）二次回路的工作就无法完成,常造成新建变压器保护不能正常投入。为解决这一问题,提出一种采用电动机启动电流或变压器励磁涌流等暂态电流检验TA二次回路的方法。分析了变压器流过暂态负荷时两侧电流之间的关系,并根据不同接线组别对电流进行重构,以使两侧电流呈现比例关系。引入信号相关函数对电流波形进行分析计算,得到变压器两侧TA相对于基准间隔的相角差和变比,从而判定TA二次回路的正确性。该方法在工程现场检验结果与传统稳态负荷检验方法一致,证明了其可行性和正确性。     

Coupled circuit–field formulation for analysis of parallel operation of converters with interphase transformer

This paper deals with the coupled circuit–field analysis of an interphase transformer (IPT) required for two three-pulse controlled converters operating in parallel for the typical low voltage high current electrolysis application. Two-dimensional nonlinear transient finite element (FE) model of the IPT is coupled with external power electronic circuit comprised of switching thyristors. Output current is maintained constant at 6000 A by implementing current feedback control system. The resulting system of transient nonlinear equations is solved by backward Euler and Newton–Raphson methods, and analyzed under balanced, unbalanced and short circuit conditions. The results obtained from short circuit condition are verified with experimental results and design values, making them helpful for design purpose.     

电子电流互感器高压侧电路设计的改进

为提高电子式电流互感器测量精度,在此对高压侧电路进行了改进,提出了目前新的设计方案.主要叙述了Rogowski线圈、高压侧电源、高压侧信号处理电路即积分电路、移相电路的改进情况.通过采用新型罗氏线圈可使线圈均匀绕制和每匝线圈横截面相等,克服了传统罗氏线圈的缺点.提出了一种新的高压供电方案,使供电电路能够在母线大电流和空载小电流下仍能正常工作,提供稳定的输出电压,有效解决了电子电流互感器高压侧电源问题.介绍了数字积分器,采用积分算法设计的数字积分器具有更高的精度和稳定性,相位特性优良.同时提出基于贝塞尔滤波器的全通恒时延滤波器,其幅度特性恒定,而且在低频范围内具有恒定的延迟时间.     

计及撬棒电路的双馈风电机组二次骤升故障穿越特性分析

风电场在低电压故障穿越时,由于系统保护设计不合理,故障不能快速切除,无功补偿控制策略存在问题或风机不具备高电压穿越能力,导致低电压穿越故障发生之后出现骤升故障。针对这一工况,在考虑了电网电压骤降恢复阶段的前提下,计及了撬棒电路是否投入对双馈风电机组的影响。因此,首先建立了考虑电压骤降恢复阶段和撬棒电路的暂态数学模型,推导出未投入撬棒电路和投入撬棒电路两种情形下的定、转子电流表达式。然后详细分析了是否投入撬棒电路两种情形对二次骤升故障穿越特性的影响,得到了撬棒电路的投入条件和最优的撬棒电阻投入阻值。最后通过仿真验证,表明了推导的定转子电流表达式、投入条件及最优撬棒阻值的合理性,同时也说明了暂态模型的正确性,为分析二次骤升故障穿越特性提供了精确的模型。     

大型核电站的建模及接入电网的相互影响

为了对大扰动下核电机组接入电网后的相互影响进行研究,基于能量定理和压水堆核电站的工作原理推导出其数学模型,并将大型压水堆核电站的一回路和二回路系统作为汽轮发电机的调速器建立了适用于研究电力系统在大扰动下的暂态和中期动态分析的核电机组的数学模型,在此基础上对大型压水堆核电站接入电网后的影响从潮流、短路电流的水平等方面进行...     

A solid-state high-performance reactive-power compensator

A high-performance reactive-power compensator is presented and analyzed. The VAR compensator consists of a three-phase current-regulated pulse width modulated voltage-source inverter connected to a self-controlled DC bus. Reactive-power compensation is achieved by forcing the inverter output current to follow a reactive sinusoidal reference waveform at a constant switching frequency. The main advantages of this scheme are that it reduces the stresses on the switching devices (as compared with other current regulated techniques), and it has a fast response time, which allows almost instantaneous reactive current control, and low harmonic distortion in the line currents. In particular, the authors discuss the proposed scheme in terms of principles of operation, power and control system design, and the analysis under transient operating conditions. Simulated results obtained with the Spice simulating package for steady-state and transient operating conditions are presented and validated on an experimental unit     

电网监测设备TA取能电源性能分析与改进研究

针对TA原理取能电源直流侧能量泄放带来的整流桥路双重功耗发热,交流侧半控型晶闸管泄放导致二次电压波动较大的缺欠,设计了一种AC-PWM有源泄放电路,以此调控高压网侧铁心开气隙TA原理取能电源的励磁电流,使工作点在磁化曲线的线性区,同时配合多重瞬态电压抑制和超级电容器储能,可为网侧监测装置提供能长期工作在低热耗状态、电压稳定、瞬时大功率能量供出的安全电源。     

区域电网电磁暂态等值及短路电流直流分量分析

西北电网电源接入密集、电压级差大,容易引起短路电流超标。但常规限流措施会增大短路电流直流分量的衰减时间,影响断路器的开断能力。文中针对我国西北某大级差、电源密集型电网,搭建了多节点复杂电网发生短路时电磁暂态的等值简化计算模型。在该模型的基础上研究了短路电流直流分量对断路器开断能力的影响,分析了直流分量衰减时间常数折算的方法,并在采取常规限流措施的基础上计算了加装电阻型超导限流器对超标厂站直流分量的抑制效果。结果表明：直流分量的衰减时间常数不能直接作为断路器选型的依据,需要将其折算至标准规定的试验基准值下;电阻型超导限流器可以有效地抑制加装位置附近回路的短路电流直流分量,加装后时间常数下降25%左右,但是对电气距离较远的厂站抑制作用较弱。文中的结论能为断路器的合理选型以及限流新技术的应用提供参考意义。     

氧化锌阀片分压提取GIS暂态过电压信号

为了在线测量电力系统GIS暂态过电压信号,研制了一款基于氧化锌阀片分压提取暂态过电压信号的装置。首先,介绍了该技术的基本原理;其次,通过ATP-EMTP搭建仿真电路,搭建了氧化锌阀片的分压电路,在暂态过电压、操作过电压和雷电过电压下进行实验,结果表明：在暂态过电压、操作过电压和雷电过电压下,阀片的分压比基本恒定,雷电过电压下波头出现过冲和振荡。最后对氧化锌避雷器进行扫频实验,结果显示在1.5MHz内氧化锌避雷器的频率特性基本不变,并验证了仿真的实用性。此测量技术对电力系统故障分析、电力设备绝缘耐受实验标准制定具有重要的知道意义。     

Transfer function‐matched capacitor‐current sensing and its circuit implementation for high‐frequency power converters

It would effectively achieve a fast load transient response in switching‐mode power converters when introducing capacitor current into the feedback control loop. In these schemes, an accurate and rapid sensing of capacitor current is crucial in the control circuit design. On this issue, a paralleled nonintrusive sensing scheme for capacitor current is proposed in this paper, which is implemented by matching the transfer functions of the sensing circuit and the sensed capacitor branch. With the proposed transfer function matching approach, 4 possible circuit topologies are derived in theory, and on this basis, a parameter design flow chart is given for 2 of candidate topologies. With the application of the proposed capacitor‐current sensing circuit to a constant‐frequency hysteresis controlled Buck converter, a fast and accurate sensing of capacitor current is achieved in experiment, as well as a fast load transient response.     

±320 kV厦门双极柔性直流输电工程系统设计

为了避免采用对称单极接线柔性直流工程在可靠性、绝缘水平以及大容量换流变压器运输制造上的缺点,±320kV/1 000 MW厦门柔性直流输电工程是世界范围内第一个采用双极接线的柔性直流工程。文中以厦门工程为背景对双极高压大容量柔性直流工程的系统设计展开研究。首先,通过主接线优化设计使得采用双极接线的柔性直流工程具备3种运行方式,提高了系统的可靠性。其次,高压大容量柔性直流工程中设备裕度通常较小,通过对主回路参数开展精确计算从而实现小容量可关断器件支撑工程大功率传输。最后,对比了采用对称单极接线和双极接线柔性直流工程的暂态特性,即采用双极接线的工程暂态过电压较低但暂态电流恶化。提出通过暂态电流精确解析计算方法以及优化布置等方法,确保工程可关断器件的安全性。实践表明所提设计方法是可行和有效的。