电力配电网单相接地故障选线技术的发展

作为供电系统中的重要部分,电力配电网的重要性毋庸置疑。从实际情况来看单相接地故障是配电网建设与使用过程中经常出现的问题,要求专业人员提高对选线环节的重视,选择应用多种科学的选线方法以从根本上降低单相接地故障的发生风险。本文阐述了常见的几种故障选线方法,并就每一种线型的特性进行了分析。     

并联电容器频繁发热缺陷分析及处理

针对某220 kV变电站并联电容器组发热问题频发的情况,对其进行全面检查及统计分析,发现导致该问题的主要原因是电容器连接线与接头连接处线轨较浅,导致接触不良,从而导致发热现象.后期对接触面进行工艺处理,在检修及消缺应用过程中取得了良好的效果.     

基于改进EMD与关联维数的谐振接地故障选线方法研究

为解决谐振接地系统故障选线不准确和不实用的问题,提出了一种基于改进经验模态分解(EMD)与关联维数相结合的选线方法.采用改进的镜像延拓方法对传统EMD进行改进.将改进EMD方法应用于零序电流分析中,对分解得到的本征模态函数(IMF)中高频分量占比较高的前3个相加作为对应线路的特征频段.使用自相关法和改进的Cao法确定各线路特征频段的时间延迟参数和最佳嵌入维数,接着采用G-P算法进一步计算各线路特征频段的关联维数,利用故障线路和健全线路关联维数之间的大小差异进行故障选线.最后,仿真实验验证了所提方法的准确性和实用性.     

融冰移相器的接入对线路纵联保护的影响分析

针对凝冻天气线路覆冰的问题,利用对称双芯移相变压器(phase shifting transformer,PST)的移相特性实现线路在线融冰.首先按照PST原理和运行要求,设计了PST的电路结构和控制保护系统.然后,根据PST的结构、PST对各序网故障分量的移相特性、叠加定理,结合线路纵联保护中零序电流差动保护、稳态分相电流差动保护、分相突变量电流差动保护的逻辑算法,分析了PST接入对线路纵联保护动作特性的影响机理,并从3个方面提出改进策略.最后,利用仿真验证了理论推导的正确性和改进方案的有效性.     

含多端口能量路由器的多能互补系统故障保护功能测试研究

针对某区域用电负荷存在严重的季节性过载现象,以及可再生能源存在功率波动大、稳定性较差的问题,研制了多能(含水电、光伏、储能)、多端口的能量路由器装置及其能量管理系统.综合考虑当地多场景运行,解决了季节性过载问题,实现了能量的合理配置与利用.首先,对比分析选定能量路由器各端口变换器的拓扑结构;然后,对多场景下的工作模式进行介绍;最后,对含能量路由器的多能互补系统进行故障保护功能测试.测试结果表明,该系统具有较好的故障保护功能,有效实现了不同场景下的工作模式切换,直流母线电压稳定以及上层功率指令跟踪等功能,解决了当地用电负荷季节性过载和可再生能源功率波动较大的问题.     

双极短路故障下海上风电MMC-HVDC并网系统的暂态运行特性

双极短路故障作为最严重的直流系统故障,研究该场景下海上风电模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)并网系统的暂态运行特性对于系统的断路器配置与控制方案设计有着重要意义.首先分析了直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB)未动作时换流站短路电流的产生机理,并提出了风电场侧与电网侧交、直流短路电流的计算方法.其次,研究了计及DCCB控制作用下换流站交、直流侧暂态电压、电流特性,并考虑了风电场运行工况和限流电抗参数对其暂态特性的影响.最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了全系统的电磁暂态模型,通过仿真分析了双极短路故障下有无DCCB控制时换流站的暂态电压、电流特性.研究表明:所提短路电流计算方法具有良好的精度,且DCCB动作后风电场侧交、直流电压恢复速率与其输出有功功率呈正相关关系.该研究工作可为系统的电气设计、断路器选型提供理论依据,也可为系统故障恢复阶段控制方案的制定奠定基础.     

基于电流故障分量的柔直配电线路纵联保护原理

柔性直流配电网供电可靠性高、传输容量大,但其继电保护系统还不完善。为此,提出一种基于电流故障分量波形相似度的柔直配电网纵联保护方法。首先,分析了不同故障下两端正负极电流故障分量的极性特征。在此基础上,提出了基于两端正负极电流故障分量波形相似度的双端量保护方法。最后,在PSCAD/EMTDC中进行了仿真分析和验证。结果表明该方法只需电流量即可同时实现故障识别和选相,易于实现;由于利用了两端电流故障分量的相似度,不受线路分布电容电流影响、耐受过渡电阻和噪声干扰能力强、重负荷高阻故障情况下仍能正确识别,且不受换流器闭锁影响。     

具备阻断直流故障电流能力的MMC钳位双电容子模块

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)是柔性直流输配电领域的优选拓扑之一,但其传统半桥子模块(half-bridgesubmodule,HBSM)不具备阻断直流故障电流的能力。为此,推导了一种基于双向开关的钳位双电容子模块(clamp dual capacitor submodule,CDCSM),该子模块包含两个电容,能够输出3个电平,通过将电容引入故障回路可实现对故障电流的快速阻断。与其他能够阻断直流故障电流的子模块相比,CDCSM具有一定的成本优势,且运行损耗较低。基于Matlab/Simulink的仿真结果表明,CDCSM-MMC可快速阻断直流故障电流,且故障后电容电压较为均衡,有利于MMC的快速重启。     

脉冲作用下Tesla变压器绕组形变故障机理

Tesla变压器在高功率脉冲电源中占有重要地位,其次级绕组是机械故障损坏的主要部位.为了研究次级绕组充电过程中所受动态电磁力以及绕组机械故障机理,建立了有限元模型与集总电路相结合的绕组受力仿真模型.先使用COMSOL有限元分析软件提取Tesla变压器的分布参数,构建求解集总参数电路得到次级线圈的电位电流分布,然后将电流分布赋给有限元模型中的次级线圈作为磁场场源,计算磁场以及电磁力分布.仿真结果验证了平行于锥形线圈母线上的电磁力分量是引起绕组线圈错位的主要原因,且错位力的分布集中在两端,垂直于线圈母线上的压紧力有抵抗绕组变形的能力,在同样卷绕力下大径端的压紧力最小,是整个绕组受力的薄弱点,与实际统计结果大径端处故障频率高一致.在Tesla变压器的设计中应着重考虑加强次级绕组大径端处的机械强度.