中性点接地三相桥式固态限流器故障诊断方法

探讨了中性点接地三相桥式固态限流器桥路故障诊断方法。仿真研究表明,通过监测、分析桥路直流电感电流和2个续流管电流,能够有效区分不同类型的桥臂开断与直通故障,实现对桥路故障类型的诊断;通过对桥路直流电感电流波形和2个续流管电流波形及其傅里叶变换分析,可计算出直流分量、基波分量和二次谐波分量,根据其数值特点,实现对故障桥臂的定位。该方法具有监测量小、故障特征明显、判据简单等特点,可用于在线监测、诊断固态限流器整流桥桥臂故障。     

一种基于桥臂电流畸变及自适应观测的MMC子模块开路故障诊断定位方法

模块化多电平换流器的子模块数量较多,增大了系统发生故障的概率,因此子模块故障的快速诊断和准确定位是保障换流器持续运行的关键。针对MMC子模块开路故障,提出了一种基于桥臂电流畸变及自适应观测的故障诊断和定位方法。通过对故障后桥臂电流的特征提取,判断出故障发生的桥臂以及开路故障的类型;然后利用自适应观测器得到子模块电容电压观测值与实际值的残差,从而实现故障子模块的快速和准确定位;最后利用Matlab/Simulink软件搭建MMC变换器仿真平台,通过对不同相、不同桥臂和不同类型的故障进行仿真,验证了所提故障诊断和定位算法的正确性与有效性。     

考虑故障阀臂封锁条件下的VSC-HVDC换流器故障诊断算法

针对两电平柔性直流输电(VSC-HVDC)系统换流器内部常见的IGBT阀器件短路失效、桥臂直通、交流侧单相接地、交流侧两相短路、直流单极接地这5类贯穿故障,研究了换流器故障保护与诊断的协调配合方案,分析了保护闭锁条件下系统直流电压及交流电流的变化规律,据此提出了利用闭锁时刻的直流电压及闭锁后2个周期的三相交流电流作为特征信号进行换流器故障分类与定位的诊断方法,并确定了用于区分故障类型的电压、电流诊断阈值。对换流器严重贯穿故障进行仿真,利用PSCAD/EMTDC模型对所提出的诊断方法进行了验证,结果表明该方法不仅能可靠识别故障类型,还能准确定位故障位置,可用于故障阀臂闭锁条件下VSC-HVDC换流器的故障诊断。     

基于相空间重构和支持向量机的三电平逆变器故障诊断技术

针对三电平逆变器交叉两桥臂的两只功率管同时开路故障(非典型故障)诊断问题,提出一种基于相空间重构和支持向量机(SVM)的故障诊断方法。该方法以三相电流为检测信号,为降低特征向量的维数,对三相电流进行了Park变换,然后采用相空间重构技术,对d、q轴电流分别进行重构,得到不同形状、大小和方向的电流轨迹图形,借助图像处理技术从中提取出故障特征向量,将其作为学习样本,在SVM中训练,使分类器能够建立不同特征向量和故障类型的映射关系,实现对二极管中点箝位型(NPC)三电平逆变器的故障诊断。仿真结果表明,该方法能够准确地定位故障元,诊断精度高。     

基于波形比较的主动配电网故障定位

主动配电网中接入了大量分布式电源,导致很多传统的故障定位方法失效,提出了基于波形比较的快速故障定位方法。该方法采用具有分布式控制功能的馈线终端设备实时检测故障电流,当检测到故障电流时,将检测点的故障电流与下游检测点的故障电流进行波形比较,实现故障定位。仿真结果表明,该方法在含分布式电源的主动配电网发生单重故障和多重故障时均能实现正确故障定位。     

混合式步进电机细分驱动系统建模及故障仿真

为提高步进电机细分驱动系统的故障诊断水平,在Simulink下建立了包含两相混合式步进电机本体、细分驱动、功率驱动及电流控制等模块在内的仿真模型。针对H型逆变桥臂四个功率开关管正常运行、短路及开路故障等状况进行了仿真,得到了相应的相电流波形。对各类故障进行了研究,分析了不同故障条件下电流波形的特征,分析结论为步进电机细分驱动系统的故障诊断提供了参考。     

基于波形实时分析的动车组三电平逆变器故障诊断技术

多电平逆变器已经广泛应用于高压大功率场合,因此关于这类电路的故障诊断也变得越来越重要。本文研究了三电平逆变器单个器件开路故障的诊断问题。根据调制电压和对应相电流的方向,把电路分成四个工作区间。当器件在不同工作区间开路时,对桥臂电压波形进行详细的实时分析,并提出三条故障判断依据。设计具体的故障诊断电路,根据桥臂电压波形的电平及其持续时间的变化实现器件开路故障的自动诊断。实验结果表明,该方法能够快速区分提出的故障模式,并精确定位到故障器件。     

基于电流积分的HVDC系统阀短路故障分类与定位方法

为实现高压直流输电(HVDC)系统阀短路故障的快速有效处理,提出了一种基于电流积分的阀短路故障分类与定位方法。定义六脉动换流器电流路径中的"交流截面""上桥臂截面"和"下桥臂截面",计算出采样窗内流过各截面的电流积分,以其大小关系为判据,区分交流侧相间短路、桥臂短路和直流出线短路3种典型阀短路故障类型;针对桥臂短路故障,进一步计算出采样窗内各交流支路和其对应桥臂支路的电流积分差值,定位故障桥臂。基于CIGRE模型的仿真结果表明,该方法能快速分类与定位阀短路故障,且不受故障时刻、噪声和采样窗长的影响。     

基于四分位数的MMC子模块开路故障诊断方法

模块化多电平换流器(MMC)子模块发生故障时,如何快速准确地检测并定位故障是提高换流器运行可靠性的关键。为解决上述问题,提出了一种基于桥臂输出电压误差、子模块电容电流误差四分位数的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)开路故障诊断策略。首先,基于桥臂电压实际值和预测值误差,检测故障桥臂和子模块数目。其次,建立子模块电容电流观测方程,计算电容电流实际值和预测值误差,基于误差数据四分位数定位故障具体位置。最后,基于硬件在环(HIL)实验平台进行单相MMC系统实验研究,结果表明,所提方法在20 ms内准确定位IGBT开路故障,且故障定位阈值选取具有鲁棒性强的优点。     

多功能固态限流器自故障诊断与恢复

为实现对多功能固态限流逆变侧三相四桥臂故障进行有效诊断,提出了一种不需经过帕克变换的半周期单桥臂平均电流检测法,同时对整流侧三桥臂故障也适用。在实现快速准确诊断多功能限流器自身绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)开路故障的基础上,提出一种能在双管IGBT同时故障状态下,通过组选开关控制备用桥臂来实现系统故障桥臂物理替换,同时将故障相控制信号赋给备用桥臂,实现多功能限流器自故障快速恢复的方法。仿真和试验验证了检测和故障快速恢复方法的可行性与正确性。     

高压电缆-架空线混合线路相位测距法

提出一种高压电缆-架空线混合线路相位测距法,该方法定义了一新定位函数.通过分析可知,在混合线路上,当所取参考点与故障点的相对位置不同时,定位函数呈现不同的相位特性;当所取参考点在故障点前后变化时,定位函数的相位会发生唯一一次相位突变,相位发生突变的位置即为故障点,故障特征明显,因此利用此相位突变特征进行混合线路的快速故...     

10kV配电线路故障自动定位系统

针对10kV配电线路中单相接地故障,提出一种基于交/直流综合检测、GPRS通信的配电网故障定位系统,实现配电网故障区段自动定位.分析了直流检测、交流检测各自优缺点及适用范围.提出采用GPRS通信技术的远程数据传送,避免人工爬杆的麻烦,同时可以提高定位精度,从而降低了交流检测的难度.通信系统硬件采用低功耗设计,在软件设计...     

基于主元分析与神经网络的模拟电路故障诊断

主元分析具有数据压缩及特征提取的特性,而神经网络具有非线性映射和学习推理的优点.将二者结合起来,提出基于主元分析与神经网络的模拟电路故障诊断方法.通过对模拟电路的阶跃响应特征参数进行主元分析,提取主要参数,然后利用神经网络对各种状态下的特征向量进行分类决策,实现模拟电路的故障诊断.对标准电路仿真结果表明:该方法能够实现快速故障检测与定位,具有准确率高的特点.     

基于KNN和多电流特征的配电网接地故障区段定位方法

为解决配电网单相接地故障区段定位难题,提出一种基于KNN和多电流特征的配电网接地故障区段定位新方法.故障点上游区段和故障点下游以及健全区段的相电流和零序电流的幅值、极性以及相似性等均存在差异,同时将相电流和零序电流的突变量作为故障区段的识别依据,提高了区段定位的准确率.针对识别判据的阈值设置困难的问题,提出利用KNN自...     

对模故障分量选相元件的一些探讨

根据故障时系统参数的可能变化详细分析了模故障分量选相元件在各种类型故障情况下的性能 ,通过与相电流差突变量选相元件的比较 ,指出 ,对于实际故障 ,该选相元件并不能达到理论上的选择性 ,而且其在弱电源侧依然存在灵敏度不足的问题 ,但整体性能比前者稍优。在全面分析的基础上 ,提出了一种新型的选相方案。最后 ,利用EMTP仿真验证了新方案的有效性。     

基于WLMS算法的高压断路器可控开断故障电流研究

可控开断故障电流能有效提高断路器的开断能力和延长其电寿命。断路器可控开断故障电流的关键是快速提取故障电流参数,准确预测开断过程中电弧熄灭时的故障电流零点,确定断路器触头最佳分离时刻。采用加权最小均方差算法WLMS实现对故障电流参数估计,运用F0假设检验方法提取故障电流初始相角,并采用自适应算法改变采样数据窗,从而快速预测故障电流零点。采用MATLAB建立高压断路器可控开断故障电流模型和故障录波数据,并对提出算法的性能进行了测试验证,测试结果表明,提出算法能够在故障发生后10 ms内准确地预测出电流过零点,并且估计的电流零点误差小于±1 ms。     

基于回路直流电阻测量的输电线路单相接地故障离线故障定位

首先基于线路绝缘电阻测量进行故障检测和诊断——识别故障类型和故障相,然后针对发生率最高的单相接地故障,提出基于回路直流电阻测量的离线故障定位方法.定位前先对线路直流电阻和大地回路电阻进行测量,随后考虑接地电阻影响,分别利用故障相构建两回独立电压方程组,通过求解方程组计算故障距离.基于PSCAD/EMTDC搭建仿真模型进...     

基于双神经网络的模拟电路故障诊断

对模拟电路故障诊断提出了一种双神经网络的诊断方法,该方法通过将电路故障模式分类的预处理,再用双神经网络分别对不同的故障模式类进行诊断.仿真实验表明,该方法能够实现故障检测及定位,具有准确率高的特点.     

小电阻接地配电网多回线故障分析与自适应零序电流保护

当小电阻接地配电网发生同母多回线接地故障时,每条馈线的零序电流相比于单回线故障时有较大差别,馈线零序电流保护可能不正确动作。为此,首先推导了发生多回线同名相单相接地与单回线单相接地故障时馈线零序电流间的关系,揭示了保护不正确动作机理。提出了考虑负荷且能适用于不同类型多回线接地故障的零序电流计算方法。基于实际变电站参数搭建RTDS仿真模型,分析了不同类型多回线接地故障对零序电流保护的影响。在此基础上,提出了自适应馈线零序电流保护方案,利用故障前电压等参数将发生多回线接地故障时的零序电流修正为发生单回线接地故障时的零序电流,在不改变原有保护定值的情况下使零序电流保护能够自主适应于不同类型的多回线接地故障。基于RTDS和自主研发的保护测控装置的测试结果表明,所提保护方案不受负荷电流的影响,能够在不同类型的多回线接地故障发生时正确动作,且能够提高馈线零序电流保护对过渡电阻的耐受能力。