输电线路故障暂态行波的复域分析方法

基于输电线路电磁行波的暂态表示形式,提出“暂态中的稳态过程”的思想.考虑线路分布参数影响和电磁行波特点,建立线路分布参数模型.研究线路电压波动,定义行波阻抗因子,推导电压分布方程和故障测距函数,采用正交分解,将暂态电压投影到复域空间,提取电压的稳态正序分量,实现沿线电压的精确逼近,解决了正交尺度函数引起的边缘效应问题....     

电力线路行波差动保护与电流差动保护的比较研究

线路电流差动保护的基础是线路的RL集中参数模型和电荷连续性。行波差动保护的基础是线路的分布参数模型和行波传输不变性。针对两类差动保护在电力线路上的应用进行了详细的理论和仿真对比研究。指出二者的根本区别在于行波差动保护考虑了线路的分布参数特性和空间传播特性,而电流差动保护把线路看成节点,完全忽略了分布参数特性和空间传播特性,差动电流是行波差动电流的退化形式。对于特高压长距离输电线路,行波差动保护相比于电流差动保护有明显的性能优势。对于高压和超高压输电线路,行波差动保护和电流差动保护性能无显著差别,电流差动保护可以胜任该类线路。     

雷击输电线路电磁暂态仿真

雷击输电线路会引起强烈的冲击电晕,目前常用的电磁暂态仿真软件中没有冲击电晕的模型,无法对其进行仿真。通过对冲击电晕的伏库特性的分析,得到冲击电晕的等效电路,并与现有比较成熟的Marti线路模型相结合,提出了一种既考虑冲击电晕又考虑线路参数频变的电磁暂态仿真方法。通过雷击输电线路的电磁暂态仿真表明,有否考虑冲击电晕其电晕的电磁暂态过程相差很大,在研究行波保护的雷电波抗干扰方法以及线路、变电站的过电压计算时应该考虑冲击电晕对电磁暂态过程的影响。     

雷击输电线路电磁暂态仿真

雷击输电线路会引起强烈的冲击电晕，目前常用的电磁暂态仿真软件中没有冲击电晕的模型，无法对其进行仿真。通过对冲击电晕的伏库特性的分析，得到冲击电晕的等效电路，并与现有比较成熟的Marti线路模型相结合，提出了一种既考虑冲击电晕又考虑线路参数频变的电磁暂态仿真方法。通过雷击输电线路的电磁暂态仿真表明，有否考虑冲击电晕其电晕的电磁暂态过程相差很大，在研究行波保护的雷电波抗干扰方法以及线路、变电站的过电压计算时应该考虑冲击电晕对电磁暂态过程的影响。     

架空配电线路行波依频传输特性分析

配电线路行波传输特性分析是行波在配电网故障检测与保护中应用的理论基础.针对配电网中的高频行波信号,文中分析了在考虑集肤效应后的架空配电线路分布参数,讨论了不受频率影响的相模变换方法.利用数值计算的方法,得到了参数传输依频曲线,总结了依频传输规律.针对配电线路分支众多、距离较短的特点,对配电线路中行波衰减特性进行了分析....     

CSC-HVDC输电线路单端行波自动故障定位方法

传统行波故障定位方法有行波波头难以识别,无法实现自动化的固有缺点,为此,基于直流线路发生故障时,线路两侧的直流滤波器和平波电抗器组成的物理边界会对电压行波中的高频信号产生全反射,而且高频电压行波在故障点折射强于反射的特点,采用线路的分布参数模型,提出了一种高压直流输电线路单端行波自动故障定位方法。该方法用线路高频电压分量和高频电流分量计算沿线电压分布,识别出前行波和反行波的最强叠加点即可实现故障定位。此方法避免了传统行波测距中需要人工识别行波波头的缺点,所需数据窗短,测距特征明显易于实现自动化,仿真验证表明该方法定位精度高,1 000 km线路最大测距误差仅为800 m,且不受过渡电阻的影响。     

基于潮流数据的输电线路谐波模型和电磁暂态模型研究

通过推导考虑分布参数效应的任意频率下的等效π模型参数和用于电磁暂态仿真的Bergeron模型参数,从理论上证明了只要已知输电线路的潮流数据,就能直接导出用于谐波分析的分布参数模型和用于电磁暂态仿真的Bergeron模型及Dommel模型,而与线路的真实长度无关,通过PSCAD程序对结论进行了验证.     

一种考虑冲击电晕及线路参数频变的电磁暂态仿真方法

在对冲击电晕的伏库特性分析的基础上,通过将线路分为多个不长的小段,在每段线路两边插入考虑冲击电晕的附加电容,从而既计及了冲击电晕对电磁暂态的影响,又与现有的线路模型相兼容.通过雷击输电线路的电磁暂态仿真表明,考虑冲击电晕与不考虑冲击电晕的电磁暂态过程相差很大,因此在研究行波保护的雷电波抗干扰方法时应该考虑冲击电晕对电磁暂态过程的影响.     

一种考虑冲击电晕及线路参数频变的电磁暂态仿真方法

在对冲击电晕的伏库特性分析的基础上,通过将线路分为多个不长的小段,在每段线路两边插入考虑冲击电晕的附加电容,从而既计及了冲击电晕对电磁暂态的影响,又与现有的线路模型相兼容。通过雷击输电线路的电磁暂态仿真表明,考虑冲击电晕与不考虑冲击电晕的电磁暂态过程相差很大,因此在研究行波保护的雷电波抗干扰方法时应该考虑冲击电晕对电磁暂态过程的影响。     

计及汇流母线行波特性的三端混合直流系统行波解析方法

三端混合直流输电系统区别于两端直流系统,由于两段参数各异的线路通过汇流母线连接换流站,因此当故障行波经过汇流母线时将产生复杂的折反射而出现畸变,而现有的两端直流系统行波解析方法因未计及该特性而不适用。文中计及汇流母线的行波特性,搭建了三端混合直流输电系统的行波解析等值模型;在此基础上推导出故障初始行波、线路传播衰减与畸变系数以及汇流母线和换流站的行波折射系数的复域表达式,从而构建各换流站测点故障行波的复域模型。提出了三端混合直流输电系统的复域与时域、模量与极线量的行波解析计算方法。然后,基于所提方法对三端混合直流线路的行波保护进行定值整定计算与灵敏度分析。最后,采用PSCAD构建三端混合直流系统的电磁暂态仿真模型,通过大量电磁暂态仿真验证了所提方法的正确性与高计算效率。     

直流接地极线路故障暂态行波传播特性分析

高压直流输电系统接地极线路由于铺设的特殊性与复杂性,较易出现故障。介绍了接地极线路故障初始行波的产生机理,对接地极线路发生单线接地、两线短路和两线短路接地3种故障时的故障初始行波模量及其在直流中性母线端和接地极处的传播特性进行了详细的分析。以PSCAD/EMTDC为电磁暂态仿真分析平台,建立高压直流输电系统模型,通过高压直流输电系统单极大地回线模式下的接地极线路故障进行了仿真验证,仿真结果表明了分析的正确性。接地极线路故障暂态行波的传播特性分析为利用暂态行波实现接地极线路故障测距奠定理论基础。     

基于可变行波辨识时窗的单端故障定位方法

提出了一种基于改进分布参数法的可变时窗单端行波故障定位方法。该算法通过对端系统阻抗的在线估计,构建改进的分布参数法,改善常规方法误差分布的不规律性,提升依据工频量定位误差构建组合定位算法的可行性。探索改进分布参数法的定位误差分布,根据故障条件和误差规律计算可变的故障距离窗口,由此划定行波反射波辨识的可变时窗。基于该时窗,综合考虑测量本端和对端的母线接线方式、相邻母线反射波的影响等因素,构建可变时窗内的故障行波反射波辨识方法及定位方法。仿真验证结果表明,该方法提高了组合定位方法的可靠水平,故障定位精度较高,具有一定工程应用价值。     

时栅位移传感器中产生电行波信号的新方法

原有的基于变耦合系数变压器原理的时栅位移传感器方案在产生电行波的过程中,所得的电行波信号相对较小,而且很容易受到周围电磁环境影响.本文对利用光电技术和变电容产生电行波信号的方法进行了分析总结,进而提出了一种全新的电行波信号产生方法.     

35 kV电力电缆在线故障测距仿真研究

以35 kV交联聚乙烯绝缘电力电缆为原型,用电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC建立了35 kV电力电缆系统模型,对不同中性点接地方式下的故障电流波形特征进行仿真,结果表明中性点非有效接地电缆系统也能产生有效的故障行波。文章分析了影响电力电缆在线故障测距精度的因素,采用小波变换局部模极大值法来检测故障行波的突变点,用建立的电缆系统模型进行了多种故障条件的仿真和在线测距计算,验证了行波法在线故障测距的可行性,并对双端和单端故障测距算法的具体应用提出了建议。     

行波接触型超声波电机定子振动有限元分析

行波接触型超声波电机是一种利用压电晶体的逆压电效应获得驱动力矩的新原理微特电机,它与由电磁作用获得转矩的电磁型电机的工作原理截然不同。该文在考虑定子环沿径向厚度变化及内外边界约束条件的基础上,建立了带有齿的行波接触型超声波电机定子模型,利用有限元法进行了定子模态和强迫振动响应分析,研究了定子直径和齿高对定子振动的影响。通过计算结果与实验的比较,证明有限元方法对于由复合材料构成、具有齿的结果超声波电机定子振动的分析是一种行之有的方法。     

电磁式电压互感器暂态仿真及行波传变特性分析

传统上认为电磁式电压互感器(potential transformer, PT)不能有效传变高频行波信号,因此铁路自闭贯通线在利用既有设备进行双端电压行波测距时还需进行系统的研究。文章基于PSCAD/EMTDC建立了JDZ10-10型PT等效模型,并植入自闭贯通线路中进行系统的仿真研究,利用小波模极大值法检测线路故障时电压互感器一次侧和二次侧的电压行波波头。仿真研究发现,自闭贯通线上常用的JDZ10-10型PT在0~125 kHz的低频段有较好的传变特性,能准确、无时延地传变行波波头信号和极性;但故障后1~2 ms二次侧存在一个振荡过程,因此1个一次侧波头传变到二次侧会产生多个波头。在准确识别二次侧行波第1个波头的情况下,可利用电压行波进行自闭贯通线路故障测距。该结果证明电压行波测距原理在铁路自闭贯通线路中具有适应性。     

RELATIVISTIC PLANE WAVE ANALYSIS OF A CARTESIAN INDUCTION MOTOR STRUCTURE

ABSTRACT

Analysis of electrical machinery is usually carried out with the aid of lumped-parameter techniques; at the same time, a distributed-parameter model is of theoretical interest as it provides insight into the behavior of the magneto-electric device without any restriction imposed upon supply frequency, width of air gap or even velocity.

An analysis which takes into account the finite velocity c of a plane electromagnetic wave in vacuum, of necessity resorts to restricted relativity, which has the great advantage of leaving the field equations form-invariant.

In the present paper such an approach is briefly outlined.     

行波特性分析及行波差动保护技术挑战与展望

行波差动保护以行波电气量构成,具有两个特点:行波是电压和电流的组合电气量,天然地包含了分布电容电流;行波是运动电磁场,传输时延是运动的必然属性。因此行波差动保护与电压等级、分布电容电流和线路长度无关。行波差动保护可以按照暂态电气量构成,也可以按照稳态电气量构成,前者动作速度快,后者抗干扰能力强。行波差动保护可以应用于交流线路,也可以应用于直流线路。文中首先综述了国内外行波差动保护技术的研究现状,然后系统地总结了行波特性,接着指出了行波差动保护实际应用面临的挑战,最后重点分析了行波差动保护在特高压交流输电线路、直流输电线路和半波长交流输电线路上的应用,并展望了行波差动保护的发展前景。     

基于电压行波波形特征的柔性直流输电线路雷击识别方法

柔性直流输电系统的线路主保护速动性要求极高,线路受雷击干扰后引入大量高频暂态信号易引发线路保护误动作。针对此问题,首先根据行波的传播规律分析雷击后线路电压行波特征,得出雷击干扰与故障的特征差异。雷击干扰时,暂态过程中电压行波经线路边界反射后波头极性不发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔大。雷击故障时,电压行波经故障点反射后波头极性发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔小。然后,根据电压行波波形特征差异提出长短窗结合的雷击干扰识别方法。最后,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对所提方法进行验证。结果表明,所提出的雷击干扰识别方案能够快速、可靠、准确地识别雷击干扰与故障情况,不受雷击位置、线路参数、雷电流参数和噪声的影响。