仅利用零序电流的谐振接地系统接地故障方向算法

由于多数终端难以获得零序电压或三相电压信号,限制了暂态功率方向法在小电流接地故障定位、多级保护、分界技术的应用。分析了谐振接地系统单相接地时故障点上游与下游的零序电流工频分量、暂态主谐振分量以及衰减直流分量与故障初相角的关系,发现可利用零序电流工频分量作为零序电压的极化相量,进一步识别故障方向。当零序电流工频分量初相位分别在(-45°,75°)或(135°,255°)以内,暂态主谐振分量初相位分别在(-30°,30°)或(150°,210°)以内时,或者衰减直流分量与工频分量幅值之比大于预设门槛时,故障方向为正,否则故障方向为负。仿真和现场实际故障数据验证了算法的正确性。     

基于零序分量的距离继电器

提出了一种基于零序分量的距离继电器，具有故障分量继电器所特有的不受负荷、系统运行方式、系统振荡等因素影响的特点。此继电器所需的零序分量现场获取简单，故障后可以长期存在；对于现场较易出现的电压回路异常、零序电压量自动由自产转为开口三角(3U0)电压后，继电器仍能正常工作；该继电器的动作公式为模量比较，现场实现简单可靠。理论及大量的EMTP仿真表明：此距离元件综合性能良好，具有明显的方向性，完全可以作为高频方向元件的辅助元件，以提高方向元件的现场性能，提高可靠性。     

基于零序分量的阻抗法配电网故障定位技术

精准故障定位对提高配电网的安全性、可靠性有着重要意义。提出了一种基于零序分量的阻抗法定位技术。依据线电压对称性及零序电压幅值判断是否发生单相接地故障,再利用安装在母线处及线路末端的同步相量测量单元获取线路发生单相接地故障后的稳态零序信号。在此基础上,根据线路两端零序电压、母线侧零序电流及线路零序参数建立各区段发生单相接地故障时的测距方程,以区段线路长度为限制排除伪根、确定真实根,通过遍历系统各区段可同时实现区段定位及故障测距。在EMTP/ATP仿真软件中搭建10 kV配电网。结果表明,所提方法在混合线路、多分支线路等多种配电网结构下都能保持较高精度,且测距精度不受接地电阻和故障相角的影响。     

基波电流瞬时值检测及同步电流相量测量方法

为了能够实时有效地测量出系统在各种状态下的基波电流相量的频率、幅值和相角,给出了一种基波电流瞬时值检测及同步电流相量测量算法。把系统的零序电压和电流瞬时值看作三相系统中的a相分量,按照正序对称原则无延迟地构造出b相和c相电流和电压。利用同步坐标变换的方法准确检测出零序、负序和正序基波电流瞬时值,给出了基波电流相量的频率、相角和幅值测量算法。该方法提高了多种动态条件下的测量精度和动态响应特性,仿真结果表明了该方法的正确性和有效性。     

一种幅值比较原理的零序方向元件

以零序电压为参考方向的零序方向元件存在电压死区问题,需采取措施解决。对此,提出一种基于变压器中性点接地电流幅值比较原理的零序方向元件,分析了新型零序方向元件的工作原理与性能。分析表明,基于变压器中性点接地电流幅值比较的零序方向元件没有电压死区问题。幅值比较零序方向元件有较高灵敏度,且相位比较动作判据在最灵敏时幅值比较动作判据也最灵敏。     

基于零序瞬时功率的选线新方法

通过分析影响零序有功分量选线判据有效性的原因,研究了一种新的基于零序瞬时有功的选线方法。该方法以线路瞬时功率的直流分量作为零序有功判据,具备信号幅值大、处理简单、抗干扰能力强的优点;针对线路不平衡电流对零序有功方向辨别存在的不利影响,采用零序电流变化量与零序电压变化量之间的相角作为辅助判据的解决方法,并提出了一种计算该相角的数值算法。理论分析和仿真研究证明了所提方法的正确性。     

一起零序方向保护误动事故的分析和对策

针对一起500kV输电线路零序方向保护误动事故,理论上分析了误动的原因,并用电磁暂态程序(EMTP)进行了仿真验证。分析表明,在电压互感器二次回路公共线(N线)断开的情况下,正常运行时的电压会呈现尖顶波,含有丰富的三次谐波分量。在发生接地故障的情况下,零序电压的幅值较小且零序方向会误判,因此可能导致零序方向保护的误动或拒动。根据N线断开时三相电压的特征,给出了检测N线断开的告警判据。     

级联多电平逆变器空间矢量调制算法零序电压分布及优化算法

逆变器输出电压中的零序分量在电机中形成共模电压,它通过寄生回路产生的共模电流会损坏电机轴承、造成绕组绝缘的破坏以及产生电磁干扰。本文在将常规dq0坐标旋转45°后的新坐标平面中,研究了空间矢量对应的零序分量的分布规律。结果表明,只要适当地减小调制系数,逆变器输出电压矢量的零序分量幅值就可以小于一定的限制值。基于该规律,提出了一种将级联型多电平逆变器输出零序电压幅值的相对值限制为1/3的空间矢量调制算法。仿真和实验结果表明,该调制方法对零序电压的抑制是有效的,并且计算简单、易于实现。     

量测误差对高压线路零序参数辨识的影响机理分析

输电线路的零序参数是电力系统分析计算、保护整定的重要参数。随着PMU的广泛应用,采用PMU量测数据在线辨识成为输电线路零序参数获取的新方法。然而,现场PMU量测数据往往存在误差,影响了零序参数计算结果的精度。该文在输电线路π模型的基础上,分析了三相电压、电流相量量测误差对输电线零序参数辨识的影响机理。首先,通过数学推导,揭示了三相量测误差对零序分量的影响;其次,采用小扰动分析方法,研究了零序电压与零序电流的幅值、相角影响零序参数计算结果精度的机理;最后,通过仿真验证了所提理论的正确性。     

读者信箱

正幅值相等相位相同的零序电流分量无法在星形接线电容器组中流通金华问杨昌兴答问三次谐波电流的三相电流相位差为0°,相量图如图1所示。当无功补偿电容器为星形接线时,三次谐波电流I_(03A),I_(03B),I_(03C)都流向电容器中性点,如果三相电流值的大小相等,请问电流能否在电容器内流动?为什么?答经现场实际测试与理论分析验证,由于电网     

适用于弱电强磁平行线路的序分量方向元件

针对于弱电强磁情况下平行线路相邻线接地故障时引起本线路零序方向元件误判的问题,分析了不同故障下各电压序分量的特点,基于不同的电压序分量,形成了零序方向元件。该方向元件根据不同故障类型,使用零序电压与正序电压合成方式作为比相参考电压。新提出的零序方向元件在弱电强磁的平行线路系统中能正确判别故障方向,防止纵联零序方向保护的误动,PSCAD仿真验证了该方向元件的有效性。     

判断线路零序方向继电器接线的方法

零序功率方向继电器接入线路后,由于正常运行情况下不存在零序电流及零序电压分量。所以,保证其接线正确有一定困难。判断零序功率方向保护接线是否正确的关键在于获得正确极性的3I_0和3U_0作者摸索一种简便方法,只需在保护装置投入前搞清-3I_0、+3U_0,-3U_0,+3U_0四个接线极性端子,可一次正确接入继电器电压线圈和电流线圈。下面给于介绍,供参考。     

不平衡工况下电网电压序分量快速提取方法

快速准确地获取三相不平衡电网电压的序分量(即正、负、零序分量)是实现高性能并网逆变器控制的基本要求。文中提出了一种实用的瞬时序分量提取方法,可提高不平衡电网电压序分量的提取速度。首先,使用虚拟正交信号构建法和单相锁相运算获得虚拟三相电压相量,之后利用对称分量法和单相锁相逆运算,即可快速获得序分量的幅值和实时相位。该方法仅需电网电压及其虚拟正交信号,即可直接获得瞬时电压序分量,无需闭环检测方法中的参数设计和调试过程,且计算精度能够满足工程要求。通过MATLAB/Simulink实时仿真平台验证了该方法的正确性。     

基于IGBT器件串联的MMC随机零序分量注入PWM方法

随着模块化多电平换流器的发展,提高模块化多电平换流器(MMC)的容量及电压等级成为研究热点。通过建立绝缘栅双极型晶体管(IGBT)串联模块化下的MMC换流器模型,考察载波移相调制策略下换流器的输出电压畸变情况,以及在开关频率处的电磁噪声幅值。提出一种随机零序分量注入脉宽调制(PWM)方式,并基于随机过程原理,对比不同随机PWM下开关函数的功率谱密度,并从理论和仿真两个方面研究随机PWM对MMC换流器的降噪效果。仿真结果表明,提出的随机PWM方式简单有效,能明显降低大容量高电压的MMC换流器的噪声。     

基于矢量分区的三电平SVPWM模式零序分量分析

在空间电压矢量图区域划分的基础上,提出一种基于矢量分区概念的三电平SVPWM零序分量分析方法.深入研究了不同工作状态下的零序分量特点,研究结果表明对三电平SVPWM选择适当的冗余电压矢量可以通过对三角载波型PWM叠加适当的零序分量等效实现,同时所提出的零序分量分析方法直观有效,物理意义清晰,便于对零序分量的理解和运用.仿真和实验结果表明文中给出分析方法的正确性.     

基于负序分量补偿的纵联零序方向保护判据与仿真研究

针对纵联零序方向零压不够时保护拒动的实际问题,考虑到系统中各站点间的负序转移阻抗远小于零序转移阻抗,单相接地故障时负序电压大于零序电压这一特点,论文提出了基于负序分量补偿的方向保护补充判据。判据进行了周密的实用化考虑,利用故障后零负序电压与电流的相位关系来判别故障方向,在深入分析判据动作特性及灵敏度的基础上,按照故障特征的差异逐步提高灵敏度,综合构成了较完善的纵联接地方向保护方案。实例验证与仿真结果均表明,由该负序分量补偿的纵联零序方向保护在零序方向元件因电压不足而拒动时,能可靠判别故障方向,并具有良好的可靠性与选择性,从而有效改善了纵联接地保护的性能。     

基于负序分量补偿的纵联零序方向保护判据与仿真研究

针对纵联零序方向零压不够时保护拒动的实际问题,考虑到系统中各站点间的负序转移阻抗远小于零序转移阻抗,单相接地故障时负序电压大于零序电压这一特点,论文提出了基于负序分量补偿的方向保护补充判据.判据进行了周密的实用化考虑,利用故障后零负序电压与电流的相位关系来判别故障方向,在深入分析判据动作特性及灵敏度的基础上,按照故障特征的差异逐步提高灵敏度,综合构成了较完善的纵联接地方向保护方案.实例验证与仿真结果均表明,由该负序分量补偿的纵联零序方向保护在零序方向元件因电压不足而拒动时,能可靠判别故障方向,并具有良好的可靠性与选择性,从而有效改善了纵联接地保护的性能.     

双零序分量注入的六相载波脉宽调制技术

针对常规六相正弦脉宽调制(PWM)算法直流电压利用率低的问题,研究了一种基于双零序信号注入的六相载波脉宽调制算法。该算法通过在正弦调制波中注入一定双零序分量来提高六相逆变器的控制性能。分析了该算法双零序分量变化范围以及直流电压利用率的提升原理,给出了3种具有不同输出特性的双零序注入方法。通过对均值零序注入法进行仿真可以看出,该算法能增大直流电压利用率,改善系统运行特性,验证了该PWM算法的有效性和可行性。     

基于零序电压故障暂态分量的发电机定子单相接地保护方案研究

根据发电机发生定子单相接地故障后机端和中性点零序电压故障暂态分量近似相同的特点，提出了两种形式的基于零序电压故障暂态分量的发电机定子单相接地保护方案：第一种形式将基波零序电压与三次谐波电压分开处理；第二种形式无需将两者分开，直接把机端和中性点两侧零序电压故障暂态分量的和与差做为保护动作信号与制动信号，通过比较相应信号的谱能量大小检测定子单相接地故障。文中给出了第二种判据形式的详细仿真和试验结果，分析表明：新的暂态保护判据具有很高的灵敏度和可靠性。     

基于零序幅值比较的电抗器匝间保护

针对高压电抗器小匝数匝间保护目前存在的问题,提出了一种新的基于零序补偿电压幅值比较原理的电抗器匝间保护方案。即根据零序网络中零序电压在系统零序阻抗和电抗器零序阻抗上的分布情况,通过直接比较电抗器首端零序电压与补偿到电抗器末端中性点的零序补偿电压的幅值大小,来判别电抗器匝间故障。动模实验表明,该方案原理简单直观,灵敏度高,受系统运行方式变化的影响较小。