基于FPGA的矿井电网电流保护系统研究

针对煤矿井下低压电网常见电流故障的保护问题,采用对称分量法建立对称性短路故障和非对称性短路故障的数学模型.依据该模型,在分析各种电流故障电气特征基础上,分别提出了用于识别异步电机启动电流与三相短路电流的相敏保护方案、用于非对称性故障识别的负序保护方案和用于过载故障识别的过载保护方案,进行了基于FPGA的矿井电网电流保护系统软硬件设计.通过Multisim 10和QuartusⅡ软件仿真验证了保护系统的合理性与可靠性.     

新型智能低压断路器

低压断路器是低压配电系统中的重要电器元件,它广泛用于各类电网的供配电系统中,用于接通和分断电力系统并对各种故障进行保护,保护电气配电网络和工业设备免受过载、短路和接地等故障电流的破坏。     

利用波形非正弦度分形估计值识别励磁涌流

以正确鉴别变压器励磁涌流和短路电流为目的,提出一种利用波形非正弦度分形估计的电力变压器励磁涌流与内部故障电流识别方案。利用变压器励磁涌流和内部故障电流波形特征的不同,对差动电流波形进行波形非正弦度计算并分析。通过复合形态滤波算法滤除信号中的各种噪声和扰动,保证了算法的可靠性。在比较励磁涌流与短路电流波形非正弦度各自特点的基础上,提出了一种新的变压器保护方案。仿真试验结果表明:该方法能可靠识别励磁涌流与短路电流,对轻微内部故障也有较高的灵敏度。     

电流差动保护在柔直接入的交流电网中适应性 分析及改进措施研究

为适应新能源规模化接入电网,柔性直流输电技术应用日益广泛,我国电网已初步成为交直流混联电网。交流系统发生故障时,柔直系统提供短路电流的特征与传统同步发电机相比发生显著变化。首先分析故障特征的变化,柔直侧由于故障电流幅值受限,且负序阻抗无穷大,导致故障电流的幅值和相角与交流侧不同。分析了输电线路电流差动保护由于区内故障时两侧电流夹角增大,导致电流差动保护的动作量减少、制动量增加,导致灵敏度下降甚至拒动。在此基础上,提出了差动保护判据的改进方案：分别利用零序电流、负序电流和正序电流突变量构成辅助判据,提高区内接地故障和相间短路时电流差动保护的灵敏度,从而提高了差动保护在含柔直接入交流电网中动作的可靠性。最后,通过仿真验证了所提方案的可行性。     

新型继电保护——自适应电流保护的理论分析

新型继电保护把电网内故障视为非故障状态与故障状态的叠加,再利用计算机所具有的记忆,运算和逻辑判断能力提出所需要的故障信息,故障分量来实现保护,新型电流保护和利用故障分量确定故障前的系统运行方式,判断出短路类型,实时测出线路实际的负荷电流,自动对所保护线路的定值进行调整,使电流保护来适应故障类型,系统运行方式的变化,并处于最佳状态。     

基于电流变化率的电网短路保护原理

建立了电网三相短路电流模型,并利用Matlab对三相短路故障过程进行了仿真,结果表明短路电流的变化率可以快速地反映出短路故障,而且故障越严重电流变化率反映越迅速。据此提出采用短路电流变化率作为电网发生短路的判据,该判据可以提高短路故障检测的可靠性和保护动作速度,从而减轻短路电流产生的破坏性电动力。文章最后介绍了基于电流变化率的大容量高速开关与原断路器配合构成的短路保护工作原理。     

一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法

当光伏发电系统所连电网发生短路故障时,光伏电源的故障电流会发生暂态突变,但由于逆变器控制电路的保护作用,短路电流的幅值较小,因而传统的保护方法对光伏并网发电系统不一定适用。为寻求适合光伏并网发电系统的保护方法,建立了基于PSCAD/EMTDC的光伏并网发电系统仿真模型,对其短路电流的特性进行了仿真分析,利用希尔伯特-黄变换(HHT)对故障电流的波形进行分解,提出一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法,并进行了算例分析。结果表明,在含有光伏发电的电网发生短路故障时,该保护方法具有一定的有效性和可行性。     

配电系统的后备保护和保护电器之间的串级分断配合

随着电力工业的发展,电网的容量日益增大。为了对低压网络的各种故障电流进行有效的切断和保护,普遍采用了具有过载保护、短路保护功能的断路器(万能式,以下简称ACB;塑料外壳式,以下简称MCCB)和熔断器(Fues),以适应电网和用电设备的安全要求。 1.保护装置的过电流保护特性设定原则 (1)对于重要的线路和负载来说,应考虑它的供电持续性。根据保护装置相互间的配合,在发生线路故障电流时,只切断故障回路而不涉及无     

输电线路雷击与故障的积分识别方法

针对雷击输电线路产生的暂态信号对行波保护的干扰,提出了一种雷击干扰与短路故障的积分识别方法。在详细分析雷击线路未造成故障、雷击造成故障和短路故障的暂态波形特征的基础上,构建综合识别判据。利用线路扰动后较短的时间内非故障雷击的波形对称性和故障时的波形单调性,分别对时间轴上方和下方的暂态电流波形进行积分运算。其一,根据二者的相对比值大小构成识别故障与非故障性雷击的主判据;其二,利用两个积分值的差构建辅助判据,以提高故障性雷击和非故障性雷击识别的可靠性。EMTDC仿真结果验证了所提积分识别判据的有效性和正确性。     

直流牵引系统馈线微机保护装置

直流牵引系统馈线远端非金属性小短路电流故障是直流牵引系统馈线保护的难点。文中阐述了电流变化量保护原理,分析了牵引馈线远端经电阻短路和电弧短路故障电流的变化特征;提出采用电流变化率为启动元件电流增量检测的主保护判据,并针对电弧故障电流变化特征提出电流增量辅助保护判据,两者相结合实现直流牵引系统馈线保护方案;详细分析了不同情况下保护判据的动作特性及整定原则;以该保护方案为基础研制开发了馈线微机保护装置,并通过了保护测试与现场试验。     

基于电流斜率的多端柔性直流输电线路保护方法

文中研究了多端柔性直流输电系统在各种故障情况下的故障特征,根据理论分析得出当发生内部故障时,故障线路两端的故障电流方向是相同的,非故障线路两端的故障电流方向相反。提出了一种基于电流斜率的选线方法。通过比较线路两端故障电流的斜率,可以有效地识别出故障线路,可用于柔性直流输电系统的后备保护。最后,利用PSCAD/EMTDC软件建立了张北四端柔性直流电网的仿真模型,并对所提出的保护原理进行了仿真验证。     

用单片机捕捉功能实现异步电动机保护

分析了异步电动机使用中的主要故障.介绍了利用单片机的捕捉功能检测各线电流相位,应用对称分量法计算各正序电流、负序电流和零序电流,以此为判据对异步电动机的断相、供电电压不平衡、定子绕组匝间短路等不对称性故障进行保护的装置.本装置算法简便、灵敏度高,对此功能具有无需调整的"傻瓜"特性,同时还对过载等对称性故障有保护作用.     

选型原则与整定原则 正确地选择低压断路器需平衡各种因素

选用低压断路器时,不仅要满足正常工作条件,如断路器额定电压、额定频率与所在回路标称电压、标称频率相适应,断路器额定电流不应小于所在回路的计算电流,断路器不得用于频繁操作场所等,还应按照非正常电路条件特别是短路情况进行选择,以满足短路条件下短时耐受电流的要求、分断能力的要求和选择性保护的要求,并确保故障情况下断路器保护动作具有足够的灵敏性。过载脱扣器的整定电流不小于回路计算电流并不大于回路导体的持续载流量。用于电动机的过载保护时,还应根据电动机的机械负载特性,满足7．2倍整定电流下的动作时间大于电动机的起动时间的要求,否则应采取其他过载保护措施,而低压断路器仅作短路保护。     

用单片机捕捉功能实现异步电动机保护

分析了异步电动机使用中的主要故障。介绍了利用单片机的捕捉功能检测各线电流相位，应用对称分量法计算各正序电流、负序电流和零序电流，以此为判据对异步电动机的断相、供电电压不平衡、定子绕组匝间短路等不对称性故障进行保护的篓苎。本装置算法简便、灵敏度高，对此功能具有无需调整的“傻瓜’’特性，同时还对过载等对称性故障有保护作用。     

500kV线路单相重合闸事故分析及对策

在超高压电网中,为提高电网安全稳定性,通常采用单相重合闸方式。线路单相跳开后不存在系统非同期合闸问题,传统单相重合闸逻辑及其实现方式简单。2011年1月2日东北电网500kV伊换1号线发生永久性故障,线路单相重合闸失败,短路电流未能成功开断,造成断路器本体损坏,失灵保护动作跳开母线,扩大了电网事故。为规避同类事故的再次发生,深入分析了网络模型特征及其故障机理,提出了反映线路故障的短路电流特征因子,并界定了短路电流特征因子的门槛值,进而可识别出电网中重合闸存在的问题。最后,研究了当电网结构满足该特征时,应采取的电网重合闸方案。通过在实际电网中的运行检验,验证了该重合闸方案的有效性。     

柔性直流电网超高速保护方案研究EI北大核心CSCD

柔性直流电网发生直流短路故障时,为保障非故障线路持续正常运行,需要快速隔离故障线路。传统柔性直流输电线路保护动作时间过长,无法满足速动性要求。为此首先对柔性直流电网直流短路故障特性进行分析,得到超高速保护动作时间指标;然后借鉴常规直流超高速保护策略,考虑直流线路故障与直流母线故障的甄别方法,提出一种适用于柔直电网的超高速保护方案,采用行波保护、电压突变量保护与电流突变量保护相结合的方式实现直流短路故障的快速检测和定位,利用双端线路故障检测结果实现保护动作快速出口,能够满足直流短路故障保护的快速性要求。最后在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型对超高速保护方案进行了仿真验证。     

邯郸配网酒厂北路ZW32-12柱上开关事故分析

ZW32-12型户外高压真空断路器为额定电压12kV,三相交流50Hz的户外配电设备。主要用于开断、关合电力系统中的负荷电流、过载电流及短路电流。适用于变电站及工矿企业配电系统中保护和控制之用及农村电网频繁操作的场所。本文从实例出发分析了该真空开关的故障原因。     

自并励发电机后备保护改进方案

随着电网规模的扩大,大型发电机组普遍采用自并励励磁系统,但由于短路电流衰减易造成后备保护拒动,基于理论分析,通过推导短路电流方程并计算,总结外部短路电流与外接电抗的关系即自并励发电机在不同位置发生三相和两相短路故障下的短路电流变化趋势,得出三相短路及近端两相短路时短路电流均衰减,但三相短路电流衰减会使后备保护拒动的结论,结合工程实际在现有保护基础上给出了两种分别加设低压保持元件和出口解锁的低压记忆回路的改进后备保护方案。     

利用波形曲率识别变压器励磁涌流的新方法

该文提出一种基于波形曲率特征和复合形态滤波器识别励磁涌流与内部故障电流的新方法.利用变压器励磁涌流和内部故障电流波形特征的不同,对差动电流波形进行曲率计算并分析.通过复合形态滤波算法滤除信号中的各种噪声和扰动,保证了算法的可靠性.在比较励磁涌流与短路电流曲率曲线各自特点的基础上,提出一种新的变压器保护方案,该方法不受对称性涌流的影响.大量仿真试验结果表明:该方法能快速、可靠地识别励磁涌流,即使在电流互感器(CT)饱和的情况下也有很好的稳定性.     

110kV线路零序电流保护误动原因分析及对策

徐州地区电网某220k V变电站一条110k V出线出口发生单相接地故障时导致多条110k V线路零序电流保护误动。故障线路单相接地时产生的零序电压造成该变电站其它非故障线路馈供的110k V变压器中性点放电间隙击穿,从而使非故障线路中流过反方向的零序短路电流是零序电流保护误动的原因。本文提出了110k V线路零序电流I、II保护增加方向元件,或者只使用零序电流末段保护的对策,并应用于徐州电网,取得了良好的运行效果。