全并联AT供电牵引网断线接地阻抗计算与分析

针对客运专线全并联AT供电牵引网发生断线接地故障时馈线保护装置拒动这一现象,利用电路基本原理,采用数学方法对全并联AT供电牵引网断线接地的阻抗进行了理论上的推导计算,将其与短路故障的阻抗进行比较分析,得出断线接地故障是一种高阻接地故障,远远大于短路时的阻抗,超出了馈线保护阻抗的整定值.并利用Matlab/Simulink软件建立牵引网故障模型并进行了仿真验证,证明了本文理论推导的正确性,从而找到了发生断线接地故障时馈线保护装置拒动的原因.     

新型换流变压器纵向不对称故障计算

为了分析新型换流变压器发生纵向不对称故障时的各电气量参数的变化情况,在研究新型换流变压器独特接线方案的基础上,通过相分量法建立了中性点不接地的新型换流变压器数学模型.基于所建立的数学模型,采用多态相分量法处理纵向故障的方法来计算新型换流变压器的纵向不对称故障.仿真结果验证了纵向不对称故障计算结果的正确性和精确性,这对新型换流变压器的继电保护发展具有一定的理论意义与实用价值.     

10 kV交直流配网弧光过电压特性分析

小电阻接地是提高交直流配电网保护灵敏性、降低过电压水平的有效手段。弧光接地过电压威胁设备绝缘,因而分析该问题对交直流配网安全运行具有重要价值。通过搭建交直流混合配网,在10 kV交流侧模拟发生配电网弧光过电压场景,研究了交直流电网过电压水平和故障穿越特性。首先基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了柔性直流配网仿真模型,构建了弧光接地过电压数学模型;然后,仿真交直流混合配网系统发生故障后非故障相过电压故障响应曲线,分析了交流侧发生单相接地故障时,零序、负序分量造成的弧光过电压穿越特性;最后,通过对比分析不同接地电阻条件下交直流电网过电压数据获得了其变化规律,结果表明接地电阻为6Ω时对过电压的抑制效果最佳。     

全并联AT供电牵引网断线接地阻抗计算与分析

针对客运专线全并联AT供电牵引网发生断线接地故障时馈线保护装置拒动这一现象,利用电路基本原理,采用数学方法对全并联AT供电牵引网断线接地的阻抗进行了理论上的推导计算,将其与短路故障的阻抗进行比较分析,得出断线接地故障是一种高阻接地故障,远远大于短路时的阻抗,超出了馈线保护阻抗的整定值。并利用Matlab/Simulink软件建立牵引网故障模型并进行了仿真验证,证明了本文理论推导的正确性,从而找到了发生断线接地故障时馈线保护装置拒动的原因。     

不接地系统同名相两点接地故障工频特征及选线

针对不接地系统偶发两出线相继接地故障处理难题,利用故障前后工频电气量信息,提出了一种适应于不接地系统同名相两点接地故障的选线方法。通过建立不接地系统同名相两点接地故障复合序网,推导出母线零序电压、接地点故障电流、各出线零序电流和无功功率等工频电气量随两个接地点过渡电阻的变化规律。在此基础上,分析了原有选线方法的适应性问题,并提出了基于两阶段无功功率方向的选线方法。最后,通过仿真验证了同名相两点接地故障特征与所提方法的可行性。     

基于零序直流原理的电缆测距研究

研究了零序直流保护原理在小电流接地系统单相接地故障测距中的应用.利用直流信号不受电网电容影响的特性,建立检测源与接地网电路模型.将分时段的电路模型等效为全周期的有效值电路模型,并根据其模型抽象出数学模型.同时,根据电缆规范要求选取实验电路参数,建立仿真电路模型.根据实验数据,对该模型进行分析,结果表明网络模型能够准确、可靠地实现故障测距.同时,为传统选线的零序直流原理开拓了一个新的应用.     

运用EMTP预测变电所接地网雷电暂态效应

根据雷电流频率下的接地体通用数学模型搭建了EMTP接地体单元模型,并就某500kV变电所实际接地网建立仿真模型,仿真预测该地网的雷电暂态效应;然后优化设计500kV变电所接地网,给出了相应参考数据。仿真试验表明,优化设计垂直接地体和不等间距布置局部接地网,可有效降低接地网中单位长度的雷电流感应电位差,均匀接地网电位分布,便于工程应用。     

运用ATPDraw仿真分析变电所接地网雷电暂态效应

针对变电所受雷击时接地网中地电位分布不均的问题。运用ATPDraw软件仿真分析接地网的雷电暂态效应。首先,根据单根接地体的通用数学模型搭建ATPDraw接地体单元模型。然后对某500kV变电所实际接地网建立仿真模型,仿真计算其雷电暂态效应。根据工程需要,搭建保护小室附近局部接地网的模型,模拟雷电暂态效应对保护小室接地的影响与危害。并提出改进该接地网的建议方案。     

基于优化神经网络的接地网故障诊断

为了提高接地网故障定位的准确性及快速性,提出了一种基于蚁群算法的Elman神经网络的接地网故障定位方法,该方法将接地网可及测试点电压测量值与其无故障时理论电压值进行比较,判定接地网是否发生故障,再利用人工神经网络进行接地网故障定位。仿真分析表明,蚁群优化的Elman神经网络的接地网故障定位方法能有效缩短故障定位时间并提高故障定位的准确度。     

行波法在电气化铁道牵引网故障测距的仿真研究

针对牵引网受到机车运行工况变化影响,以及一些不确定性因素导致出现接地故障的缺陷,提出了一种利用行波法对牵引网故障进行测距的应用方案。依据AT牵引网实际电路,在ATP中建立投切并联电容补偿模型,对机车运行时牵引网的电流进行仿真分析,得到发生短路时的故障数据,再利用Matlab对故障数据进行行波法测距,最后通过搭建硬件电路实验平台进行验证。仿真分析和实验结果表明,利用行波法对牵引网故障进行测距是行之有效的。     

Modeling of ground grid and metallic structure currents in high voltage a.c. substations for the computation of electromagnetic fields

A mathematical model for accurately computing the ground grid and metallic structure currents in high voltage a.c. substations is presented in this paper. The developed model considers not only the current leakage to the soil but also resistive and inductive effects. The model is then implemented in a computer program to calculate current distribution of any configuration of ground grid and metallic structures. The accuracy of the model is demonstrated by comparison with the field measurements.     

基于Lyapunov方法的电网不对称故障下VSC-HVDC系统控制

为消除交流侧系统发生不对称故障时对VSC-HVDC的影响,提出一类Lyapunov渐近稳定控制策略。通过建立电网不对称故障下VSC-HVDC的dq正负序数学模型,分析负序分量对系统功率传输的影响;为消除传输过程中的二倍频功率波动,应用Lyapunov理论设计基于功率补偿的外环控制策略,扩大系统稳定范围;为解决传统PI控制结构动态响应性能不佳问题,利用反步变结构方法设计可计及不确定因素的内环电流控制策略,提高系统动态响应性能。基于Matlab/Simulink环境,对VSC-HVDC系统受端侧发生两相接地故障的工况进行仿真,结果表明所提控制结构能有效抑制二倍频功率波动,控制性能良好。     

Avoiding Hazards from Earth Currents in Industrial Plants

Earth currents occurring during phase-to-ground faults can result in hazardous touch and step potentials within and around the perimeter of an industrial plant ground grid. For a plant with a common type of buried ground grid, it is shown how these earth currents occur and how the grid may be designed to ensure safety.     

变电站铁塔基础接地网土壤腐蚀性研究

为更好地研究接地网的腐蚀行为,以某变电站为例,对土壤的含水量、含盐量、氯离子、硫酸根离子等进行检测,用电化学检测手段分析了土壤的腐蚀电流和极化曲线,采用数学模型计算年平均腐蚀损失,从而估算其运行寿命,为接地网的运行和维护提供理论依据。     

大型发电机组中变压器后备保护存在问题分析及对策

大型发电机组中变压器通常配置复压过流和零序过流保护作为变压器相间和接地故障的后备保护。复压过流和零序过流保护动作边界不易确定,经常与电网侧后备保护失配,在发生故障时可能造成保护的越级跳闸。为此,提出在发电机组变压器中配置相间和接地阻抗保护,并详细介绍了阻抗保护的整定原则,以协调后备保护灵敏性、速动性与选择性的矛盾。分析了应用中需注意的问题,并以某750 kV电厂为例,给出了计算实例。该方案目前已在西北大型发电机组变压器及电厂送出线路中获得应用,提高了电厂和电网侧后备保护的协调配合。     

计及地线耦合的利用架空线路测量接地网接地阻抗的方法

在利用架空线路测量接地网接地阻抗时,未断开接地网与架空地线的连接构架会使通过接地网流入大地的电流小于实际注入电流,且经过地线的分流电流由于架空地线与相线间的电磁耦合效应会在线路中产生干扰电压。因此提出在测量接地网对地电压和实际注入电流时,同步测量地线电流以减小分流效应造成的误差;并通过多次测量的数据建立数学模型进行计算,以减小测量线路与地线的电磁耦合效应产生的感应电压对接地阻抗测量产生的影响。仿真结果表明,在电压极之前的杆塔与地线绝缘或者直接相连的杆塔数目较少的情况下,所提测量方法能有效减小用架空线路测量接地网接地阻抗时地线分流造成的接地阻抗测量误差。     

矩阵变换器直接转矩控制系统的电网故障跨越能力

矩阵变换器由于其自身结构的特殊性,易受输入侧电源异常的影响。针对电网对地短路的情况,建立电网故障下的系统等效数学模型。提出一种新的开关控制策略,通过分时赋值9组双向开关的控制信号来确保矩阵变换器安全度过电网故障期。利用Matlab/Simulink来模拟矩阵变换器直接转矩控制系统在电网正常和电网故障情况下的工作状态,编写基于C语言的DSP程序和VHDL语言的FPGA程序来实现提出的控制策略。最后,设计出一套高度集成的矩阵变换器实验装置,通过实验平台验证提出的开关控制策略。仿真和实验结果表明了所提控制策略的正确性,验证了设计的矩阵变换器直接转矩控制硬件和软件系统具有电网故障跨越的能力。     

基于粒子群算法优化支持向量机的变压器绕组变形分类方法

变压器是电网最为核心的设备,绕组变形是变压器主要的故障类型之一,频率响应分析法(frequency response analysis, FRA)是目前广泛应用的绕组变形检测方法。为提高绕组变形分类诊断的性能,文中提出基于粒子群算法优化支持向量机(particle swarm optimization-support vector machine, PSO-SVM)的变压器绕组变形分类方法,采用数学统计方法提取频率响应曲线的特征参量,并输入到支持向量机模型进行训练,利用粒子群算法优化支持向量机模型参数,使其能够有效区分不同的绕组故障类型。为证明文中方法在变压器绕组故障诊断方面的有效性,在一台特制模型变压器上进行了一系列故障模拟实验。数据处理结果表明,训练后的支持向量模型表现出了极高的性能,并且,相比传统的网格搜索参数优化算法,粒子群算法优化的支持向量机可以显著提高变压器绕组变形故障的分类性能。     

基于神经网络建模的零序直流原理测距研究

针对电力电缆铺设隐蔽,发生故障时不易准确定位故障点的问题,研究了零序直流保护原理和人工神经网络技术在小电流接地系统单相接地故障测距中的应用。利用直流信号不受电网电容影响的特性,建立检测源与接地网电路模型。根据电路模型,建立其数学模型,由于模型中的一些参数复杂,则考虑采用神经网络对其未知量进行辨识,并将辨识好的数学模型应用于故障测距中。根据实验数据,对两种模型进行分析,结果表明利用神经网络辨识参数的方法能够准确、可靠地实现故障测距。     

冻土区塔基稳定性监测系统研究

介绍玉树与青海主网330kV联网冻土区段塔基稳定性监测系统建立的必要性和研究内容,从冻土类型、地温特征、基础型式、岩性、地形特征方面对塔基监测点进行了选择,介绍了地温和变形监测的实施方案以及监测数据处理方法和线路病害预警系统的数学模型选择。