智能脱扣器的研究

断路器是用于电力系统中接通、分断线路及对各种故障进行保护控制的一种开关电器,智能脱扣器是智能型断路器的重要组成部分,智能型断路器不仅具有过载、短路、漏电、接地等故障的保护功能,同时具有显示、存储、记忆、逻辑分析,判断和选择等功能,采用网络通信技术,可使多台智能型断路器组成智能供配电系统,使之具有“四遥”功能,通过对系统故障的分析,确定了智能脱扣器的设计原理、工作原理及多台断路器联网保护原理;确定了智能化技术的构成,在此基础上进行了硬件线路和软件系统的设计;给出了保护动作特性,并分析了智能脱扣器的技术特点。     

微型电流互感器在塑壳断路器设计中的应用

该文针对微型电流互感器在塑壳断路器设计中的应用,采用微型电流互感器电阻分流应用方法,针对互感器的非线性设计了微型电流互感器输出数据的自校正实现方法。采用三相交流电压直接降压供电的单电源方式,简化了塑壳断路器的硬件设计。电路短路故障时采用电容储能方式为控制器和脱扣器提供能量,保证了三相交流电路短路没有电能供给时控制器的正常运行和脱扣器的可靠的脱扣。     

低压变压器短路引起的高压侧母线故障事故分析及防范

分析变压器短路故障的原因,查出6 kV断路器机构问题不能断开故障电流引起越级信号动作并造成上一级断路器跳闸。经过对断路器机构检修,继电保护定值重新整定计算,并加装失灵保护,解决保护间配合的不足之处。     

低压配电保护电器选择性配合分析

对于低压配电系统末端回路,短路电流直接影响保护电器选择性配合,单相短路电流计算,大部分资料介绍的方法是用于计算保护电器动作灵敏度,其结果偏小,不适合用于选择性配合。文章通过对用于选择性配合的短路电流计算的参数取值分析计算出不同部位短路时的短路电流,结合上下级开关的选择性配合表,分析是否满足完全选择性,提出实现断路器选择性配合的方法。     

脉动直流剩余电流下AC型漏电断路器动作特性分析

电力电子设备系统出现故障时,漏电电流呈现非正弦特征,并会对漏电断路器的动作特性产生影响。本文通过对脉动直流剩余电流的特征进行分析,建立AC型剩余电流互感器数学模型,分析直流分量对剩余电流互感器输出的影响。采用MATLAB/Simulink建立剩余电流互感器动态仿真模型,对AC型漏电断路器的典型检测与保护电路进行分析,发现脉动直流剩余电流下互感器输出信号失真为其动作特性变化的主要原因。对AC型漏电断路器的漏电保护动作特性进行试验测试,结果表明,在脉动直流剩余电流下,断路器不能正确动作。     

中等容量发电机保护断路器的研究

研究了中等容量发电机保护断路器的开断性能,对三相短路条件下的全封闭中等容量发电机保护断路器的瞬态电磁特性和断路器的主导电部分及外壳的电动力、应力进行了分析和计算,并对断路器的动稳定性进行了校核．     

一种改进的双馈风电机组短路电流精确计算方法

随着双馈风电机组并网容量的不断增大,风电机组的接入对于保护动作特性的影响已成为当前电力系统领域备受关注的问题,正确评估保护动作特性需准确地计算短路电流,因此有必要深入研究双馈风机短路电流计算方法。现有双馈风机短路电流研究都是假设转子撬棒保护投入后转子励磁电流为零,忽略了其动态过程影响,这将给计算结果带来误差。从双馈风机暂态内电势变化机理的角度出发,计及了转子电流动态的影响,精确计算了发生三相短路时双馈风机的定转子磁链,提出了改进的双馈风电机短路电流有效值计算方法。建立了基于RTDS的含双馈风机实际控制器的物理实验平台,经实验验证,所提出的短路电流计算方法较忽略转子动态过程的计算方法有更高的精确度。为进一步研究双馈风电机组对保护动作特性的影响奠定了基础。     

发电机保护断路器三相对称短路暂态电磁分析

对我国首次设计的ＳＦ６中等容量发电机保护断路器三相短路条件下瞬态电磁特性进行了研究，分析了此条件下的封闭式中等容量发电机保护断路器邻相电流产生的剩余磁场强度和断路器导电部分电动力，应力，外壳电动力及外壳应力。     

双馈风电场送出变保护动作特性仿真分析

作为双馈风机实现低电压穿越的重要措施,Crowbar保护的投入会导致短路电流频率发生偏移.而目前双馈风电场送出变仍使用常规变压器保护,风电场短路电流的频偏特性会导致基于工频量的传统变压器保护动作性能受到影响.选取全电流差动、故障分量电流差动和复合电压启动过流三种保护作为研究对象,在Matlab/Simulink中建立带Crowbar保护的双馈风电场送出系统和保护仿真模型,分析三相、两相以及匝间短路故障下,风电场短路电流频率偏移对三种保护的动作性能影响.仿真结果表明:全电流差动保护和故障分量电流差动保护电流差动元件和二次谐波制动元件均受到频率偏移的影响,导致动作时间延迟,而复合电压启动过流保护不能准确动作.     

配电网DG对反时限过电流保护的影响

针对分布式电源(DG)接入配电网后可能引起保护误动作的问题,分析了分布式电源接入配电网后对短路电流的影响,推导了各种情况下短路电流的计算公式,分析了反时限过电流保护误动作的可能性,对一个10 k V配电网的反时限过电流保护的启动电流和时间特性系数进行了整定计算,仿真分析了短路电流和动作时限的变化及反时限过电流保护误动的可能性.结果表明,仅当DG所在线路上DG上游发生故障时,处于故障点和DG之间的保护发生误动作的可能性较大.     

直流真空断路器弧后介质恢复特性影响因素分析

直流真空断路器采用人工过零的方式实现故障开断,是当前直流系统兼具经济性与可靠性的控保方式之一,其弧后介质恢复特性是判定故障开断成功与否的关键条件。为探究直流真空断路器电磁与机电参数耦合作用下介质恢复特性的影响因素,本文基于连续过渡模型、能量守恒定律和电荷守恒定律,建立了零区带电粒子数密度计算模型,研究了触头型面参数和零前电流下降率影响下的零区带电粒子数密度分布;通过搭建12 kV直流真空断路器配永磁斥力机构运动特性测试平台,实验测得机构位移-时间特性曲线,研究了短路开断电流、零前电流下降率和换流投入时刻影响下的零区极间距分布。在此基础上,基于漂移扩散方程、Maxwell-Stefan方程和泊松方程,建立了弧后鞘层发展模型,以求得电磁与机电参数影响下的电场强度最大值;并与零区金属蒸气压和短路开断电流影响下的临界击穿电场强度进行对比分析,进而评估不同换流投入时刻、零前电流下降率、暂态电压上升率、触头直径下的弧后介质恢复强度。此外,求得了直流真空断路器可靠开断时零前电流下降率和换流投入时刻的极限安全域,以及电磁与机电参数耦合作用下的最小安全间隙与开断电流极限,为设计满足可靠开断要求的直流真空断路器灭弧系统结构参数与换流参数群组提供解决方案。     

低压断路器级间选择性配合

系统阐述了以电流选择、时间选择、区域联锁、能量选择等方法实现全选择性保护的技术手段,通过上述不同方法及其组合实现上下级低压断路器保护动作的选择性,提出了配电干线首端保护电器、配电干线第二级保护电器、末端电路保护电器的选择以及上下级间不同断路器的级间配合问题.电气保护的选择性作为协调上下级之间的配合,使得最近故障点的断路器即时断开故障电流,从而不影响旁路及上级断路器的正常运行.     

环网MMC-MTDC系统极间短路故障穿越策略分析

在基于环形直流电网的多端柔性直流输电系统中,极间短路故障严重影响系统的安全运行.虽然直流断路器可以迅速地隔离直流故障,但是残余过电流仍会构成威胁.残余过电流注入近故障端换流站,致使换流站触发过电压保护而脱网运行.此外,在直流断路器动作后,环网拓扑发生改变,直流潮流随之转移,需要考虑非故障线路的过载情况.针对上述问题,提...     

适用于柔性直流电网的新型限流式直流断路器

混合型高压直流断路器凭借损耗低、速度快、高可靠性等优势,成为直流领域中的重要方向.而现有断路器在减少电力电子器件冗余方面的贡献有限,并且未充分挖掘断路器的故障限流潜力.为解决上述问题,文中提出一种兼备限流及开断功能的直流电网保护动作设备.利用晶闸管来替代传统断路器中IGBT的大规模使用;通过主动短路的方式进行引流,达到减小故障时线路开关的电压电流应力的效果;通过加入限流电感抑制故障电流的上升速率.最后,在PSCAD软件中将所提拓扑应用于四端柔性直流电网,并与传统直流断路器进行对比,验证了所提拓扑的有效性与经济性.     

考虑低电压穿越特性的光伏电站准入容量研究

随着光伏电站的接入,配电网由单电源结构变成双电源或多电源结构,在发生故障时可能引起短路电流大小和方向的变化,导致原有保护的不正确动作。与传统同步发电机相比,光伏电站的短路电流特性有很大差异,且受到光伏电站低电压穿越控制策略的影响。讨论在满足保护正确动作的前提下,考虑光伏电站的短路电流特性,提出在不改变原有保护的条件下确定光伏电站准入容量的方法,并提出提高光伏电站准入容量的改进措施,为电网规划和调度运行提供指导。最后,通过对某含光伏电站的10kV配电网进行分析计算和仿真,验证了该文方法的有效性。     

DW15空气断路器过电流脱扣器的模糊可靠性研究

本文在模糊数学原理的基础上对ＤＷ１５空气断路器的过电流脱扣器进行了模糊可靠性分析，并运用系统可靠度的观点，给出了断路器在分析１０００次，２０００次时脱扣器的模糊可靠度。     

供电系统二次电路模拟实验装置的研制

介绍了一种模拟二次电路的新的实验装置.该装置可模拟采用电磁操动机构的断路器的跳、合闸以及带时限的过电流保护、电流速断保护、变压器气体继电保护、变压器低压侧的单相短路保护以及单相接地等继电保护和信号回路.该装置采用单相调压器模拟主电路,不用高压断路器,因此投资较少,操作方便;工作电压低,安全可靠;模拟功能较多,通过该装置能全面了解和熟悉供电系统一、二次电路的组成及原理,实用性强,有助于理论与实践的结合.     

基于故障契合度的广域后备保护算法

提出一种基于方向电流保护契合度的广域后备保护算法,在电网故障运行情况下通过电流保护动作权重值和保护装置实际动作状态来构建保护动作期望函数;在电网正常运行情况下通过电流保护权重值、故障位置的概率以及保护装置理论动作状态来构建保护动作适应度函数。通过将保护动作期望函数和保护动作适应度函数相除后得到电流保护契合度,通过契合度值来判断故障线路。最后在电磁暂态仿真软件PSCAD(Power Systems Computer Aided Design)中通过双端电源供电系统和IEEE14节点主动配电网对该算法的正确性进行了验证。     

饱和铁芯型故障限流器对输电线路故障特征及保护的影响与对策

目前,饱和铁芯型故障限流器(saturated iron-core superconductive fault current limiter, SISFCL)的研究忽略了其对输电线路故障特征、工频变化量距离保护、负序方向保护及断路器开断能力的影响。以含SISFCL的500 kV双端系统为例,系统分析了输电线路发生不同类型、不同位置及不同初相角故障时的短路电流谐波特征,包括：频率分布、谐波含量、畸变率及时间衰减常数,深入研究了SISFCL对上述线路保护及断路器开断能力的影响并进行了仿真验证。结果表明：加装SISFCL后,故障稳态期间短路电流低频奇次谐波含量上升且不衰减,偶次谐波时间衰减常数增加,线路故障特征愈加复杂;SISFCL对距离保护、负序方向保护的正确动作产生不利影响,而对断路器的故障开断能力起到提升作用。最后,基于SISFCL对输电线路故障特征及保护的影响分析,提出了初步的应对策略。     

供电系统二次电路模拟实验装置的研制

介绍了一种模拟二次电路的新的实验装置。该装置可模拟采用电磁操动机构的断路器的跳、合闸以及带时限的过电流保护、电流速断保护、变压器气体继电保护、变压器低压侧的单相短路保护以及单相接地等继电保护和信号回路。该装置采用单相调压器模拟主电路，不用高压断路器，因此投资较少，操作方便；工作电压低，安全可靠；模拟功能较多，通过该装置能全面了解和熟悉供电系统一、二次电路的组成及原理，实用性强，有助于理论与实践的结合。