支路短路电流直流分量及衰减时间常数计算方法

随着电力系统电压等级的提高,直流分量对断路器开断能力的影响被密切关注,但针对断路器支路短路电流直流分量计算方法的研究却非常少.基于此,提出一种基于转移阻抗实现支路短路电流直流分量及其衰减时间常数计算的方法.利用支路追加法形成节点阻抗矩阵的原理,在已知原网络节点阻抗矩阵的条件下,根据系统短路时网络的特点,使变换后的网络能...     

基于包络线和函数拟合的录波数据分析

提出了一种基于包络线和函数拟合来分析短路电流录波数据的实用算法.首先对短路电流录波波形取包络线,利用指数函数拟合,滤除衰减直流分量;然后对周期分量取包络线,通过指数函数拟合来分析短路电流衰减基波分量,最终实现对暂态短路电流基波分量有效值时域内的多分辨率观察与研究.     

异步电动机转子故障对定子故障检测的影响与对策

定子绕组匝间短路是异步电动机常见故障之一,因此研究其检测方法具有重要意义。首先,完成了异步电动机定子绕组匝间短路与转子断条故障仿真并对仿真结果做了分析,指出异步电动机转子故障对定子绕组匝间短路故障检测存在不利影响,甚至导致故障误判。进而明确揭示出该影响之原因,即转子故障将导致定子电流中出现边频分量。之后,提出了计及转子故障时的异步电动机定子绕组匝间短路故障检测策略,其关键在于预先采用频谱校正与自适应滤波技术滤除定子电流中由转子故障所导致的边频分量。     

基于EMD分解的直流牵引供电系统短路故障识别

准确识别牵引供电系统故障电流的信号特征是实现直流牵引供电系统继电保护的基础,直流牵引负荷的电流振荡会使得di/dt-ΔI保护做出错误故障判断从而引起馈线开关误动。根据振荡电流与短路电流模态上的差异,采用经验模态分解(EMD)可获得振荡电流的有限个固有模态函数(IMF)及其余量,以余量斜率作为特征量可正确判断运行状态。仿真结果表明,此方式配合di/dt-ΔI保护即可实现直流牵引供电系统短路故障的准确识别。     

基于振动信号的城市电网变压器直流偏磁状态辨识方法

针对城市轨道交通杂散电流引起的变压器直流偏磁问题,提出一种基于振动信号的城市电网变压器直流偏磁状态辨识方法,排除了短路故障、电网谐波干扰对状态辨识的影响.首先,分别对直流偏磁、短路故障、电网谐波干扰下的变压器振动信号的持续时间及频率特征进行分析,研究发现,相比于其他故障,在直流偏磁下变压器振动将加剧,振动信号频率分量复杂化,出现一系列高次谐波分量,特别是50 Hz奇倍频分量增加明显;然后基于此,利用振动信号除100 Hz外的50 Hz倍频分量的能量之和,排除短路故障对直流偏磁状态辨识的影响;其次,利用除100 Hz外的50 Hz奇倍频分量与除100 Hz外的50 Hz倍频分量的能量之和的比值,排除电网谐波干扰对直流偏磁状态辨识的影响,以实现城轨杂散电流引起的变压器直流偏磁的状态辨识;最后,对现场实测数据进行分析及处理,进一步验证该方法的准确性.     

多重信号分类法与扩展Prony结合的异步电机转子故障检测

提出了一种基于奇异值分解滤波技术的多重信号分类算法与扩展Prony算法相结合的异步电动机转子断条故障检测的新方法。奇异值分解滤波技术可以高效率地滤除电机定子电流信号中的基频分量与有色噪声,从而凸显转子断条故障特征频率分量;多重信号分类方法可在短时采样数据条件下准确计算故障特征分量的频率;扩展Prony方法则可以精确计算出各特征分量的幅值,弥补了多重信号分类算法无法求解幅值的不足。因此,将三者结合即可在短时采样信号条件下以高频率分辨力准确提取转子断条故障特征频率分量。对一台异步电机进行试验,结果表明:新方法简单、实用,效果理想。     

基于故障分量的电网广域后备保护算法

故障分量是由系统故障引发的,因此故障分量中包含着许多故障信息,研究故障分量对电网保护至关重要.在尽量避免通信拥堵的前提下借鉴方向纵联保护原理,并根据故障分量的特点,提出了一种基于正序故障分量的方向纵联差动保护算法.为了增加算法的可靠性,以正序电流相位差原理作为辅,两种算法相互配合,不需要复杂的整定关系,能反应所有短路故障类型,并能区分母线支线路故障.采用IEEE 9节点模型进行了大量仿真验证,结果表明,该保护方法能够正确识别故障元件.     

利用综合负序矢量识别电力系统振荡中接地故障

基于建立在空间坐标基础上的综合矢量的概念,提出了利用电流综合负序知疸与电流零序分量相结合识别振荡中发生的接地故障的新原理。同时给出了实现该原理的快速算法。这种快速算法完全不受系统振荡时频率偏移的影响,识别接地故障具有较高的灵敏度。EMTP仿真表明,对于振荡中发生的高阻接地故障,包括在线路末端经300Ω过渡电阻的接地故障,该原理能够快速可靠地检测出来。     

基于匹配追踪的配电网单相接地故障定位方法

为了进一步解决采用小电流接地系统的配电网单相接地故障定位问题,利用原子稀疏分解匹配追踪算法分解单相接地电流暂态信号,自适应地提取衰减的直流电流分量.结合配电网拓扑结构和提取的衰减直流分量幅值,划分故障路径并进一步定位故障点.仿真结果表明,匹配追踪算法可以快速有效地提取衰减直流分量,准确地实现小电流接地系统单相接地故障的在线区段定位.相比于传统算法,原子稀疏分解理论克服了传统非自适应性算法的局限性,提高了暂态信号成分提取的准确性.     

用于混合式断路器的神经网络故障电流检测方法

为了有效的实现用于混合式电力电子断路器的故障电流检测,设计了一种基于神经网络理论的短路电流检测方法,其主旨是将动态神经网络应用于故障电流的检测,利用反馈神经网络的历史记忆效应,对信号进行预测比较,可实现一种有效的短路电流故障检测.使用Matlab神经网络工具箱进行仿真,通过仿真产生模拟训练样本,以单相工频基波叠加多次谐...     

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。     

笼型异步电动机故障诊断系统设计

针对笼型异步电动机常见的气隙偏心、转子断条和匝间短路故障,开发了故障诊断系统。该系统包括信号采集、信号处理、特征提取及故障识别4个模块,气隙偏心和转子断条故障可以利用傅里叶变换后的电流数据,采用差分方法判断特征点处是否存在突变来实现,匝间短路故障可以利用派克变换后的电流数据生成图像,通过其圆度来实现。     

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...     

一种适用于直流微网的电流差动保护

直流微网线路发生故障时,故障电流的迅速飙升对系统供电的可靠性极其不利,因此快速检测并切除故障对其可靠运行至关重要.传统电流差动保护具有良好的速动性和选择性,但其灵敏度受短路阻抗影响较大,在高阻短路故障时可能出现拒动问题.在此背景下,针对放射形直流微电网,根据故障点两端电流变化特性,引入低制动系数实现对高阻故障的检测,并...     

基于定子绕组等效灌注直流的电机转子故障诊断

提出了基于向定子桌相等效灌直流的感应电机转子故障诊断新方法。该方法通过一种简单的电路装置等效地向定子绕组灌注一个直流信号。当电机转子故障时，定子电流中将会出现f=2（1-s〉f1（s为转差率。f2为电网频率）故障特征频率分量。以三相基波正序电压及其希尔波特变换构造PQ变换矩阵，用其对定子三相电流进行变换，得到有功功率P和无功功率Q0由于正常电机P、Q均恒定，在PQ坐标系下对应一个点；故障电机则由于P、Q中附加频率为f=（1-2s）fs的波动分量而对应于一个椭圆。通过比较电机正常及转子断条故障运行时P、Q在Pp坐标系下对应的模式,实现转子断条故障的可靠检测。     

配电网电缆系统的故障选线方法

利用电缆故障电流谐波高频分量,对电缆泄露性故障进行判定。运用在高频空间具有良好聚焦性的小波包工具,对故障暂态零序电流进行分析,提取SFB频带内的特定频带的高频分量,通过比较所有线路高频分量的测度之和,实现故障线路的识别。基于暂态零序电流特征的理论,提出一种新的选线判据:以系统故障特征值为主判据,以故障电流高频分量的1范数为辅判据实现故障选线。该方法克服了中性点消弧线圈接地的影响,提高了线路过零点附近接地故障和母线接地故障时的选线精度。实验仿真证明,该选线方法可以准确、可靠地实现单相故障接地选线。     

基于改进傅里叶算法的工频电气量的提取方法

提出了一种能滤除衰减直流分量影响的改进傅里叶算法.该算法利用正弦函数相隔半个周期的采样数据相加为零的原理,得到一个关于衰减直流分量的数学表达式,进而计算衰减直流分量的数值.仿真结果显示,该算法具有较好的精确性,其输出结果能够准确反应短路电流中的工频值.     

基于"能量-故障"诊断模式的转子断条故障在线监测

为了克服转子断条故障特征分量易受基频分量影响的困难,采用了一种基于“能量－故障”的诊断模式,利用小波理论对电动机定子电流采样信号进行特征频率提取,求出对应的能量分布,建立了表征转子断条故障的特征向量,用模方法实现了转子断条故障的快速在线监测与诊断。     

基于随机子空间的异步电动机转子断条早期故障检测

针对早期转子故障时定子电流信号微弱不易检测及电网频率波动易引起频率混淆的问题,提出了基于随机子空间的转子断条早期故障检测方法。将采集到定子电流信号构成Hankel矩阵,经矩阵QR分解和特征值分解,得到实时电网频率和故障特征频率,实现早期故障检测。仿真和实验结果证明该方法有效、可行。     

低压直流配电系统保护研究综述

随着可再生能源利用率的提高和电力电子技术的发展,直流配电网由于具有分布式能源、储能和直流负载接纳能力好、控制灵活等特点得到广泛应用。但是系统侧的雷击、短路故障、可再生能源供应的间歇性等因素,可能造成电网电流快速变化和电压暂态,而且直流配电网电气距离短,电源和负载种类繁多,所需的故障识别和保护时间比交流保护短的多,这些都极大地影响继电保护装置的选择性、速动性、灵敏性和可靠性,危及系统的安全和稳定运行。因此,实现可再生能源接入的直流配电网的故障保护是推进新能源应用可持续发展亟需解决的问题。鉴于此,围绕低压直流配电保护的研究,从保护分区、保护装置、故障定位、故障识别与保护四个方面概述了直流配电系统保护技术研究的发展现状,最后对低压直流配电系统保护技术研究做出了展望。