中性点接地电阻器的温度场仿真与实验

针对国产接地电阻器性能较差问题,通过ANSYS有限元仿真软件建立了两种形状的接地电阻器仿真模型,分析了不同截面积的接地电阻器的温度场分布情况和最大允许温升,搭建了大电流实验平台,对接地电阻器进行了热承载实验,实验结果验证了仿真结果的正确性.绘制出一种合金电阻器的最大允许通流密度与电阻截面积的关系,对接地电阻器的研制具有一定指导意义,也为接地电阻器的优化设计提供了重要依据.     

可调节消弧线圈接地系统单相接地故障的辨识和选线

为了分析消弧线圈系统的特征,首先建立了非接地状态下和接地状态下消弧线圈系统的零序等效模型,定义了线路的m参数,利用零序等效模型分析了非接地状态下和接地状态下消弧线圈系统的特征差异,提出了根据中性点电压和两线路m参数比值的状态辨识配电系统的接地故障,它比传统接地判据具有更高的可靠性;分析了故障线路和非故障线路的特征差异,提出了根据线路m参数的相对最大值确定故障线路的选线方法,该方法不仅对金属性接地故障有效,对电阻接地故障也仍然有效,它弥补了现有故障选线方法的不足.通过仿真证明了所提出的接地故障辨识方法和故障选线方法的正确性,对实录数据的分析也证明了所提出故障选线方法的正确性.     

10kV配电系统中性点接地电阻器电流温升时间特性研究

分析了接地电阻器的几种运行工况,提出非金属接地和间歇性接地故障情况是导致电阻器烧毁的主要原因。通过试验实测得到电阻器的电流、温升和时间特性曲线,并提出了运行建议。     

基于热稳定原理的中性点小电阻接地系统间歇接地故障保护

受环境因素及电弧自身燃、熄弧特性影响,间歇接地故障燃弧持续时间常小于保护动作时限,传统接地故障保护难以有效动作.分析小电阻接地系统接地故障特征,并比较出线与中性点零序电流关系,基于接地电阻器在故障期间发热、故障消失后散热的热稳定原理,提出一种中性点小电阻接地系统间歇接地故障保护方法.该方法利用零序电流构造故障期间的发热特征能量,利用热量差构造故障消失后的散热特征能量,发热特征能量越限后保护动作.经仿真与现场录波数据验证可知,该方法不易受故障间隔时间与过渡电阻影响,可作为现有中性点小电阻接地系统的出线后备保护,提高系统运行可靠性.     

基于MMC的配电网电力电子变压器接地设计及故障特性分析

对基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的配电网电力电子变压器在发生交流输入侧单相接地故障、中压直流侧单极接地故障、低压直流侧单极接地故障以及交流输出侧单相接地故障下的故障特性进行了分析。参考MMC-UPFC、MMC-HVDC以及低压交流配电网现有的接地方案,提出适用于配电网电力电子变压器的接地方式:交流输入侧接地变压器接地、交流输入侧大电抗接地、中压直流侧大电阻接地、低压直流侧电容中点接地以及交流输出侧接地变压器接地。对上述接地故障在不同接地方式下的故障特性进行了对比分析,并通过PSCAD仿真平台对所分析接地方式及故障特性进行了仿真验证。最后,基于故障特性分析结果并考虑目前的制造技术,提出了输入侧、输出侧分别采用接地变压器接地作为目前配电网电力电子变压器接地方式的建议。     

10 kV配电网中性点灵活接地方式在单相金属性接地故障下的ATP仿真及其研究

针对10 kV中压配电网,分析了谐振接地补偿的基本原理,通过建立10 kV中压配电网接地模型,利用电磁暂态仿真工具软件对线路单相金属性接地故障下中性点谐振接地的补偿过程进行了仿真研究。对文献[3]提出的结合谐振接地和电阻接地的中性点灵活接地的工作过程进行了ATP仿真,并指出其存在的问题,在加以改进后重新进行了仿真,通过仿真结果的相互比较,表明了新的接地方式在故障补偿与故障选线方面的优势。     

笼型异步电机转子断条故障诊断

通过对电机电流信号分析,提取电流故障特征,实现鼠笼异步电机系统的状态检测及电机电气故障诊断。对比较常见的转子断条故障进行分析,根据电流信号谐波分量的变化提取故障有效特征;对电机轴承故障电流进行分析,并根据多回路理论建立电机故障状态下的仿真模型,对电机转子断条故障运行状态进行了仿真。     

云霄背靠背换流站接地系统设计

本文介绍云霄背靠背换流站接地系统的设计方案。基于换流站土壤电阻率的测试数据,对土壤结构进行建模分析,针对该站土壤结构模型及站址的场平设计方案,采用深井接地极和边坡外引接地网相结合的接地网设计方案,并通过仿真分析对比深井接地极和外引接地对换流站接地设计的影响。最后,通过现场实测数据验证了仿真分析数据的准确性,保证了该站接地设计方案的安全性和可靠性。     

10kV配电网中性点灵活接地方式在单相金属性接地故障下的ATP仿真及其研究

针对10 kV中压配电网,分析了谐振接地补偿的基本原理,通过建立10 kV中压配电网接地模型,利用电磁暂态仿真工具软件对线路单相金属性接地故障下中性点谐振接地的补偿过程进行了仿真研究.对文献[3]提出的结合谐振接地和电阻接地的中性点灵活接地的工作过程进行了ATP仿真,并指出其存在的问题,在加以改进后重新进行了仿真,通过仿真结果的相互比较,表明了新的接地方式在故障补偿与故障选线方面的优势.     

基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法

在配电网中性点不接地及经消弧线圈接地系统中,针对传统接地故障选相方法未考虑泄漏电阻及三相不对称情况导致过渡电阻较高时选相错误的问题,论文提出了基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法,考虑线路泄漏电阻及三相不对称参数,分析了故障相电压和故障前后中性点电压变化量的相位差与消弧线圈补偿状态及线路参数的内在联系,得出了接地故障选相判据,最后提出了配电网接地故障选相方法实现方案。在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建配电网接地故障模型,仿真结果表明在不同过渡电阻及消弧线圈不同补偿状态下判据均适用,验证了所提方法的可行性。     

基于小波变换和BP网络的非故障相暂态电流故障定位

针对小电流接地系统单相接地故障定位的研究现状,提出基于非故障相暂态电流的单相接地故障定位的思想。应用小波变换理论进行分析,总结出非故障相暂态电流随故障点位置变化的规律,并用BP神经网络实现模极大值与故障点位置之间的映射关系,从而进行故障定位。在不同过渡电阻、不同故障距离点情况下的仿真结果证明,该故障定位方法准确可靠。     

A novel controllable crowbar based onfault type protection technique for DFIGwind energy conversion system usingadaptive neuro-fuzzy inference system

This paper proposes a novel controllable crowbar based on fault type (CBFT) protection technique for doubly fed induction generator (DFIG) wind energy conversion system connected to grid. The studied system consists of six DFIG wind turbines with a capacity of 1.5 MW for each of them. The operation mechanism of proposed technique is used to connect a set of crowbar resistors in different connection ways via activation of controllable circuit breakers (CBs) depending on the detected fault type. For each phase of DFIG, a crowbar resistor is connected in parallel with a controllable CB and all of them are connected in series to grid terminals. The adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) networks are designed to detect the fault occurrence, classify the fault type, activate the CBs for crowbar resistors associated with faulted phases during fault period, and deactivate them after fault clearance. The effectiveness of proposed CBFT protection technique is investigated for different fault types such as symmetrical and unsymmetrical faults taking into account the single-phase to ground fault is the most frequently fault type that occurs in power systems. Also, a comparison between the behaviours of studied system in cases of using traditional parallel rotor crowbar, classical outer crowbar, and proposed CBFT protection techniques is studied. The fluctuations of DC-link voltage, active power, and reactive power for studied system equipped with different protection techniques are investigated. Moreover, the impacts of different crowbar resistance values on the accuracy of proposed technique are studied. The simulation results show that, the proposed technique enhances the stability of studied wind turbine generators and contributes in protection of their components during faults.     

基于Crowbar保护的双馈感应发电机组的低电压穿越研究

分析了双馈感应发电机组在电网电压跌落时Crowbar阻值变化对电网的影响。根据双馈感应发电机（Doubly-Fed Induction Generator,DFIG）的数学模型,推导出在发电机机端发生对称故障时,定子、转子电流的表达式,通过故障期间的最大转子电流,给出Crowbar阻值估算值。在PSCAD/EMTDC软件中仿真分析不同的Crowbar阻值对系统的影响,验证公式推导的正确性,并通过仿真试验确定合理的Crowbar切除出时间。     

基于改进型MMC的风电直流联网系统直流故障穿越协调控制策略

采用双极架空线柔性直流输电技术进行大规模风电远距离外送是其友好型并网的有效手段.针对风电直流联网系统直流故障阻断和功率盈余问题,提出了一种改进电流转移型模块化多电平换流器(M-CT-MMC),使其同时具备直流故障阻断和能量耗散的功能,从而在充分发挥耗散电阻作用的同时实现直流故障穿越.在直流故障阻断方面,通过将M-CT-MMC桥臂吸收支路的引出线互联构造三相中性点,避免了桥臂开关额外承受直流电压偏置导致的成本增加问题,并利用辅助支路间的协调配合,有效阻断了直流故障电流.在盈余功率耗散方面,针对自消纳和非自消纳工况设计了双极M-CT-MMC控制模式切换策略,在提高非故障极功率转带能力的同时自主吸收盈余功率,并基于功率耗散需求设计了耗散电阻分组投切控制策略,避免非故障极M-CT-MMC过载,从而实现不同运行工况下风电直流联网系统的直流故障穿越.最后,基于MATLAB/Simulink仿真平台验证了所提直流故障阻断及盈余功率耗散协调控制策略的有效性和可行性.     

基于回归分析法的特高压直流接地极线路故障测距方法研究

实现特高压直流输电工程接地极的准确故障定位有利于提高故障排查效率,对确保接地极及高压直流输电系统的正常运行具有重要现实意义.文章提出了基于回归分析法的特高压直流输电工程接地极线路故障定位方法.分析了接地极线路发生不同类型故障时的电气量变化特征,研究了暂态过电压的形成原因.基于故障后稳态电压和电流的直流量给出了过渡电阻的求解方法,通过回归分析法建立了不同过渡电阻下故障位置与暂态过电压的关系模型,实现了不同过渡电阻下的故障定位.应用于某工程±800 kV接地极系统中的仿真算例结果表明,该方法具有较高的故障定位精度,且对不同故障过渡电阻具有较好的适用性.     

新型无触点调匝式消弧线圈的研制

随着中压配电网的不断延伸以及电力电缆的大量使用,电网对地电容电流越来越大,为此,设计了一种新型无触点调匝式消弧线圈,该设计用电力电子器件晶闸管代替传统的机械式分接开关,调节过程中无电弧且动作迅速.消弧线圈主电路新颖合理,采用限流电阻最少的方案,通过晶闸管的配合通断,能快速将消弧线圈的分接头调整到合适的档位,将接地点故障电流限制在允许范围内.     

风电经架空柔性直流输电线路并网的交直流故障穿越技术

针对永磁同步风电机组远距离大规模并网的问题,研究了采用半桥型模块化多电平换流器(MMC)和直流断路器(DCCB)进行架空直流输电的并网方案。但架空线路故障率高,在发生直流侧故障、网侧交流故障时,基于MMC的高压直流(MMC-HVDC)系统保护装置会动作,导致MMC闭锁,不能不间断运行。为解决MMC-HVDC穿越交、直流故障的问题,基于DCCB和耗散电阻,提出了一种MMC-HVDC系统的交、直流故障穿越方案。在故障发生后,通过设计DCCB风电场侧MMC降压协调控制策略,以及高压直流侧耗散电阻和风电场侧制动电阻间的控制策略和配合方案,实现了MMC-HVDC系统的交、直流故障穿越。最后,通过PSCAD/EMTDC下的多组仿真,验证了上述交直流故障穿越方案的有效性和正确性。仿真结果表明,所设计的穿越方案能够使MMC-HVDC系统在不闭锁MMC的前提下,安全穿越故障期;在故障清除后,系统快速恢复到正常运行状态。     

500 kV输电线路断路器合闸电阻配置原则

通过对某500 kV输电线路断路器取消合闸电阻的投切试验、断路器事故进行分析,并对此进行电磁暂态仿真计算,讨论了500 kV输电线路断路器取消合闸电阻的原则,与线路操作过电压幅值、线路两端高压并联电抗器配置情况的关系。研究结果表明,500 kV输电线路断路器合闸电阻配置时,需要考虑线路高压并联电抗器的配置情况,这将直接影响断路器断开的成功与否。     

基于热稳定计算的架空地线分析研究

从地线热稳定角度出发,针对输电线路发生单相接地短路故障,先计算两根架空地线返回的总电流,再确定每根地线分配的电流,最后校核地线热稳定。结合220kV张家坝变至秀山变线路工程实际,通过对地线组合OPGW与铝包钢绞线进行热稳定校核分析,为输电线路架空地线选型、校核提供参考。     

对IEC标准中高压熔断件保护电动机回路的理解及建议

IEC 标准考虑高压厂用电源为中性点接地系统, 8.2 条规定采用瞬时接地故障保护。但是我国高压厂用电源系统大多为不接地系统, 故可取消瞬时接地故障保护。关于电动机定子两相接地故障, IEC 标准按短路绝热过程和短路热稳定要求来选择电缆截面, 偏保守, 会增加投资。所以可取消反时限过电流保护, 改由热控保护装置切除故障电动机电源, 这样可选择较小的电缆截面。另外, 易过负荷电动机现有保护方式可以简化, 以利控制盘的设备布置。