MMC-UPFC本体保护系统研究

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)作为高度可控的柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)装置,保护系统是其实现动态性能的保障,是安全、可靠、高效运行的基础。统一潮流控制器装置能否在电力系统中充分发挥其调节潮流、增强稳定性、提高电网传输能力等方面的作用,保护系统极为关键。综述基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的统一潮流控制器本体结构、本体保护配置、控制保护系统设计、本体保护对系统的影响4个方面的研究,分析国内外研究现状,评述各种保护方案的优缺点,指出研究的重点、难点,并对相关技术的发展趋势与仍需解决的关键性问题做出展望。     

MMC-UPFC单相接地故障下运行特性分析及整体保护策略设计

基于模块化多电平换流器的统一潮流控制器(MMC-UPFC)是目前最全面的柔性交流输电系统(FACTS)设备,具有广阔的研究前景。但当线路发生接地或短路故障时,MMC-UPFC串联变换器可能承受过电压和短路电流的冲击而导致烧毁。结合国内外研究现状,为弥补研究空白,该文首先介绍了MMC-UPFC的基本结构,针对交流系统故障,通过分析MMC-UPFC装置在交流母线上发生单相接地故障情况下的运行状态,分析其故障特性,提出定义比例参数k,并合理选择k的值,可以使故障接地电流为0,并能保持故障线路的持续运行。针对站内故障,根据MMC-UPFC本身的拓扑结构特点及并联侧、串联侧不同的交流侧结构,提出将并联侧及串联侧分区进行保护,设计了装置的整体保护配置方案,并研究了与交流系统上其他保护的配合运行,为实际工程提供参考。然后,结合PSCAD软件搭建模型进行仿真分析。最后,以220 kV南京西环网UPFC项目中人工短路实验进行分析,验证所提故障运行特性和保护配置方案的合理性和可行性。     

MMC-UPFC接地设计及其站内故障特性分析

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)是一种能够独立、快速、精确、连续控制系统电压和潮流的第3代FACTS装置,基于模块化多电平(modular multi-level converter,MMC)的UPFC(简称MMC-UPFC),更加适合高压大容量的输电领域。根据MMC-UPFC的功能需求,参考MMC-HVDC接地方式,提出3种可行的MMC-UPFC接地方案,分别为联接变压器阀侧绕组星接接地、交流侧大电抗接地和交流侧接地接地变压器接地,并探讨3种接地方式下联接变压器的绕组形式和接地阻抗。然后结合仿真,在3种接地方式下分别对站内交流母线单相金属性接地和直流单极接地的故障特性分析,得出接地阻抗和阀内外部电气量的关系。结合故障性能和国内技术能力对3种接地方式进行比较,得出联接变压器阀侧绕组星接接地是MMC-UPFC较优的接地方案,并提出改进建议。     

低压系统中不同接地方式接地故障保护

低压系统系指1kV以下交流电源系统,我国低压变配电系统接地制式,等效采用国际电工委员会（IEC）标准,即TN、TT、IT三种接地制式。在TN接地制式中,因N线和PE线的组合方式的不同,又分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种。不同接地制式的区别如图1～图5所示。     

防止汽轮发电机转子接地故障的保护配置

近年来,大容量机组多发生发电机转子接地故障,并且由于大容量机组励磁电流较大,发生发电机滑环环火事故的频次及故障损失也显著增大.当发电机接地故障发生时,机组不能及时跳闸是故障损失扩大的主要原因.本文分析了300 MW及以上容量发电机8次转子滑环烧损事故及3次其它类型转子接地故障,并调研了19家发电厂66台300 MW及以上发电机的转子接地保护配置及运行情况,认为300 MW及以上大型发电机转子采用两段式一点接地保护方式的可靠性较高.     

定子绕组接地故障及接地保护分析

基于某水电站故障,对定子绕组接地故障进行分析,并提出解决方案及注意事项。     

双极MMC-HVDC系统站内接地故障特性及保护策略

针对双极柔性直流输电系统模块化多电平换流器(MMC)交直流出口接地故障,研究了换流器闭锁后的电压电流暂态特性,并推导了故障分量的数学解析式。研究结果表明,交流出口发生单相接地故障时,换流器闭锁后非故障相上、下桥臂分别出现了过电压和过电流现象,并且交流侧电流出现直流偏置导致故障相短路电流不存在过零点。直流出口发生单极接地故障,换流器闭锁后桥臂短路电流主要由交流系统注入的稳态电流和上下桥臂电抗间衰减的环流构成。针对交流出口发生单相接地故障这一特殊的故障特性,提出了一种选相跳闸保护策略,解决了故障电流不存在过零点时交流断路器无法正常断开的难题。最后搭建了张北四端环网结构柔性直流电网仿真模型,仿真结果验证了换流器出口故障特性分析的准确性以及所提选相跳闸保护策略的有效性和可行性。     

浅谈接地故障及漏电保护

本文在简要分析接地故障及其保护的基础上,提出了漏电保护装置作为人身安全保护和预防火灾保护的几个问题。根据国家有关规范要求,结合工程的具体情况,简要说明了漏电保护装置的装设位置和保护动作电流值的确定以及漏电火灾报警系统的设置等。     

电力线路接地故障及保护

电力系统经常发生的故障为接地故障，约占故障总数的80％。因此如何对接地故障采取迅速的判断、处理并恢复是重要的问题。     

单变压器分区互联装置接地故障特性研究及控制保护策略设计

基于模块化多电平换流技术的分区互联装置在城市电磁环网解环方面具有广阔的应用前景,该文重点研究单变压器分区互联装置交流系统单相接地故障和直流系统单极控制接地故障的故障特性。针对交流单相接地故障引起零序电压问题,分析零序电压对故障穿越策略的影响,提出零序电压策略,降低故障情况下的直流侧过电压水平。针对直流单极接地故障引起的交流电流直流偏置问题,分析交流电流直流偏置机理,推导故障情况下交流电流的数学表达式,提出基于切除子模块和闭合子模块旁路开关的保护动作策略。在PSCAD/EMTDC中建立单变压器分区互联装置系统模型,通过仿真分析验证保护控制策略的正确性。     

接地型式与保护配置

概述了各种接地制式的低压配电系统，通过对其在各种故障状态下的分析，指出了它们的应用范围，提出了各自的保护方式，以及如何设计和选择剩余电流保护器（RCD）。     

接地型式与保护配置

概述了各种接地制式的低压配电系统，通过对其在各种故障状态下的分析，指出了它们的应用范围提出了各自的保护方式，以及如何设计设计和选择剩余电流保护器（RCD）。     

变压器接地后备保护的配置

针对变压器不同的绝缘型式、中性点接地方式极其所连接系统的中性点接地方式,分别对变压器接地后备保护的配置作了详细阐述。     

低压配电系统接地故障保护

低压配电系统接地是一项复杂、事关安全的工程,接地形式与接地故障保护息息相关,有关技术人员一定要按有关国家标准、规范执行,做到概念清楚、具体分析、准确把握,才能有效地防止触电和火灾发生,提高安全用电水平。     

柔性直流配电网接地方式对故障特性的影响分析

采用理论分析和仿真验证相结合的方法研究了柔性直流配电系统接地方式对其故障特性的影响。首先,介绍了柔性直流配电网的系统架构,确定了直流侧电容的接地方式;其次,分析了直流不平衡电压恢复的理论依据;接着讨论了联接变压器的接地方式对换流器交流侧不同位置单相故障的影响;随后分析了联接变压器接地方式对直流侧单极接地故障的影响,并讨论了不同过渡电阻情况下的故障特性。与电压源型直流输电技术(voltage-sourced converter high-voltage direct current,VSC-HVDC)分析故障特性方法不同,为提高配网供电可靠性,在分析直流侧单极接地故障时,考虑了绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)不闭锁的情况。最后讨论了在实际应用中实现IGBT运行在不闭锁状态下的方法。分析结果表明,接地方式对系统的故障过程和故障恢复过程有显著影响。分析方法和结论为柔性直流配网的接地方式选取、保护方案配置提供了参考。     

电网不同接地方式对选线保护影响的分析

通过分析高压电网不同的接地方式,得出了中性点在不同接地方式下的特点,以及不同接地方式对选线式漏电保护灵敏性和保护选线的影响,并得出零序电压整定值与保护装置检测漏电故障的能力和灵敏度的关系。     

低压配电线路的接地故障保护

低压配电线路的接地故障是指相线对地或与地有联系的导电体之间短路,它包括相线与大地、ＰＥ线、ＰＥＮ线、配电和用电设备的金属外壳、敷线管槽、建筑物金属构件、上下水和采暖、通风等管道以及金属层面、水面等之间的短路。当发生接地短路时,与它有关联的电气设备和管道的外露可导电部分对地和装置外的可导电部分间存在故障电压,此电压可使人身遭受电击,也可因对地的电弧或火花引起火灾或爆炸,造成严重生命财产损失。因此,为了防止人身间接触电以及线路损坏引起火灾等事故,最重要的措施就是设置接地故障保护。接地故障保护应符合以…