一种具有高品质暂态响应特性的电容式电压互感器研制

主要阐述了一种用于超高压直流输电交流侧的具有高品质暂态响应特性的电容式电压互感器(简称CVT)的研制过程和其具有的各种性能。该CVT是针对超高压直流输电换流站成套设备研制项目而研制的交流电容式电压互感器,主要通过对影响CVT暂态响应特性的因素进行分析,配合合理的设计,通过试验验证,达到具有高品质暂态响应特性。     

基于BP神经网络的CVT暂态电压传递特性补偿技术北大核心CSCD

为兼顾操作冲击电压、雷电冲击电压作用下对CVT的补偿效果,针对CVT的操作、雷电冲击响应所含的频率分量相差较大,本文提出了一种基于分类器和双路BP神经网络还原CVT一次侧波形的方法。通过设置频率分点计算高于频率分点的小波能量曲线以区分冲击电压类型,进而将冲击电压响应输入对应的双路BP神经网络神经元。通过多组雷电、操作冲击电压波形对神经网络进行训练,并验证了该方法能够兼顾CVT的非线性,模型具有波形适应性。现场应用表明,该方法可以用来对CVT进行暂态电压传递特性补偿,为暂态电压监测与电力故障分析提供理论指导。     

简化的CVT暂态模拟

由于电容式电压互感器(以下简称CVT)的暂态过程,可能导致快速保护超范围动作或者拒动,特别是短线尤为严重。因此,研究在系统故障时,CVT的过渡过程以及这种过渡过程对继电保护的影响显得十分必要。本文阐述了“简化的CVT暂态模拟”的等效电路、参数的选择、暂态波形以及对零序电抗继电器的考核试验等等。经过多年来的反复试验表明,这种模拟方法简单易行,可作为科研及生产上考核CVT暂态特性对继电保护动作行为影响的一种试验手段。     

用ATP-EMTP研究1000kV CVT的暂态特性

为研究1000kV电容式电压互感器(CVT)的暂态特性,在分析其非线性元件的饱和特性后,利用电磁暂态计算程序ATP-EMTP建立了1000kV CVT计算模型。对不同阻尼电阻值下的铁磁谐振进行仿真,得出了理想的阻尼电阻值,计算结果与实际采用阻尼电阻值相吻合;在不同合闸相角下分别对CVT铁磁谐振以及瞬变响应进行仿真计算,铁磁谐振过电压波形的仿真结果与试验结果基本一致,得出最严重情况下的谐振过电压倍数和二次瞬变响应电压值。研究结果不仅可以实现1000kV CVT设计阶段的暂态性能参数控制,同时解决了试验无法模拟现场实际条件的矛盾,为晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流试验示范工程中CVT暂态特性提供考核手段之一。     

电容电压初值对CVT铁磁谐振影响的仿真研究

电容式电压互感器(CVT)的传统等效电路模型中忽略了电容分压器电容电压初值对等效电路模型的影响,然而在CVT暂态时这一因素的影响不能简单地看成是一个误差问题。基于正确的电容分压器的分压比公式,建立了计及电容电压初值的CVT完整的等值电路模型。基于此电路模型,利用Matlab中的电气系统模块库PSB建立了CVT铁磁谐振暂态过程的仿真模型。仿真结果表明,在二次侧短路又消除短路这种铁磁谐振激发方式下,不同的短路时刻和消除短路时刻对CVT的铁磁谐振过程有影响,甚至出现了持续的振荡过程。在二次电压过零短路同时又在其过峰值时消除短路的情况下,电容电压的初值可以抑制铁磁谐振过电压的持续时间,但电容电压的初值较大时,在系统加压瞬间出现的过电压,可能引起二次侧高速继电保护误动作。     

关于电容式电压互感器暂态过程的研究

用EMTP程序对国产某330kV电容式电压互感器,(CVT)的短路暂态过程进行模拟,显示了电路各参数分别取不同值时的残压波形。 着重分析了故障相位和谐振型抑制器对CVT暂态过程的影响,并显示了谐振型抑制器对CVT暂态响应的巨大影响。 最后指出,目前对CVT暂态性能尚不能制定分类标准。继电保护使用者应向CVT制造者咨询产品性能资料。     

利用CVT捕捉电压行波实现故障测距的分析与实践

对两次葛岗线单相接地故障实测电容式电压互感器（CVT）二次侧电压数据进行小波分析处理，精确捕捉到初始电压行波波头，并采用双端行波测距原理准确定位接地故障点，最大绝对误差不超过300 m，结合CVT高频等值模型，探讨了CVT二次侧电压测距的可行性。文中还讨论了CVT的频率和暂态特性，重点分析了CVT中间变压器一、二次之间杂散电容对CVT暂态响应的影响，对比实测和仿真波形及其小波变换，说明借助于高速采集的CVT二次电压，能有效捕捉故障初始行波到达时刻，从而实现故障测距的目的。     

利用CVT捕捉电压行波实现故障测距的分析与实践

对两次葛岗线单相接地故障实测电容式电压互感器(CVT)二次侧电压数据进行小波分析处理，精确捕捉到初始电压行波波头，并采用双端行渡测距原理准确定位接地故障点，最大绝对误差不超过300m，结合CVT高频等值模型，探讨了CVT二次侧电压测距的可行性。文中还讨论了CVT的频率和暂态特性，重点分析了CVT中间变压器一、二次之间杂散电容对CVT暂态响应的影响，对比实测和仿真波形及其小波变换，说明借助于高速采集的CVT二次电压，能有效捕捉故障初始行波到达时刻，从而实现故障测距的目的。     

基于电容式电压互感器的暂态过电压光学监测方法研究

电网暂态过电压威胁着电力设备的安全运行,监测暂态过电压对保证电网安全、可靠运行具有重要意义。提出一种基于电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transformer,CVT)的暂态过电压光学监测方法,通过在常规CVT的电容分压器低压端串入暂态监测电容,利用光学电压传感器(Optical Voltage Sensor,OVS)实现暂态过电压的监测。建立具备暂态电压监测功能的CVT的高频暂态电路模型,分析论证了利用电容C₃监测暂态电压的可行性。研制OVS样机,设计基于CVT的暂态过电压光学监测系统,并进行了暂态过电压试验,试验结果表明监测系统能满足对暂态过电压监测的需求,进一步论证了所提方案的有效性。     

电容式电压互感器的高频暂态特性仿真分析

传统概念认为电容式电压互感器(CVT)的高频传变性能差,不能满足暂态行波信号的传变要求.本文通过借鉴变压器的波过程理论,构建CVT的仿真模型,并对CVT的高频暂态特性进行仿真分析.结果表明CVT能够有效传变高频暂态信号的波头部分,其二次侧信号可用于行波定位.     

XLPE电缆绕组高频暂态电路模型的研究

XLPE电缆绕组变压器是一种新型电力变压器 ,研究其暂态响应及影响因素有重要意义 ,为此提出了电缆绕组高频暂态下的电路模型。线圈模型的实测与仿真计算结果吻合很好 ,表明该模型可表达这类绕组暂态时的表现 ,为进一步研究电缆绕组变压器暂态特性打下一定基础     

MMC-HVDC系统换流器桥臂短路故障暂态特性分析

桥臂短路故障是模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统中的严重故障。在换流器不闭锁和闭锁这2种情况下对桥臂短路故障的暂态特性进行分析:针对换流器不闭锁的情况,对两端换流器的桥臂电气量暂态特性进行较为全面的阐述,重点分析了桥臂短路电流的组成;针对换流器的闭锁情况,建立了桥臂短路电流通路的电路模型,推导了桥臂短路电流的解析表达式,分析了系统交直流侧电压电流的动态变化过程并给出了桥臂短路故障的保护配置方案。基于PSCAD/EMTDC搭建双端MMC-HVDC仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性和保护配置的有效性。对桥臂短路故障暂态特性进行分析可为MMCHVDC系统换流器保护区的保护配置方案提供参考。     

考虑撬棒保护和残压的DFIG短路电流实用计算方法及应用

电网短路故障可能导致双馈风电机组过电流保护动作,定量分析故障对机组短路电流的影响对于机组的低电压穿越具有重要意义.根据电网发生对称短路故障时双馈风电机组的暂态定、转子磁链关系,研究考虑机端残压下的双馈风电机组定子短路电流特性.在短路电流特征分析中考虑转子侧撬棒（crowbar）保护的投入策略,推导出双馈风电机组发生对称故障时的短路电流实用计算方法,讨论机组参数对短路电流特征的影响.将计算结果与现场低电压穿越试验测试数据进行比对,验证计算方法的实用性.     

混合式高压直流断路器暂态分断特性及其参数影响分析

混合式高压直流断路器(DC Circuit Breaker, DCCB)的本质是分断故障电流。分断暂态过程中的电气参数是决定断路器分断性能的核心所在。在分析DCCB拓扑结构的基础上,将断路器分断暂态过程划分为三个阶段。通过建立带DCCB的直流电网故障等效电路和断路器分断各暂态阶段的系统级等效电路,来分析分断过程中断路器自身的暂态特性。将断路器自身参数与直流系统参数联合起来,分别对断路器的两次换流过程进行详细分析。建立了断路器分断电流、暂态电压和开断时间的数学模型,推导断路器分断全过程中的分断电流以及最大暂态电压的计算表达式,并分析了断路器参数对分断性能的影响情况。利用PSCAD/EMTDC软件,搭建系统级混合式DCCB仿真模型,验证了所建立的断路器暂态模型的正确性及参数选取对断路器开断性能的影响。     

新型直流输电系统典型扰动暂态响应特性

采用新型换流变压器及其感应滤波技术的直流输电系统在拓扑电路结构上不同于现有任何形式的直流输电联结方式。文中基于CIGRE直流输电标准测试系统模型及其主电路参数,根据新型换流变压器及其感应滤波系统的技术特点,设计了一套与标准测试系统主电路参数相一致的新型直流输电模型测试系统,并对新系统和传统系统在实际工程中所可能遭受到的各种典型扰动及其暂态响应特性进行了详细的仿真计算。仿真结果表明,采用直流输电标准控制模式的新型直流输电系统进一步提升了对直流输送功率的调节裕度,具有较好的暂态稳定性,在遭受各种典型扰动时均能够稳定、充裕地运行。     

Transient response of a ferroresonant circuit

The transient response of a partical ferroresonant circuit with quintic nonlinearity has been obtained. A suitable closed loop block digram for this circuit is used to allow an iterative approximation technique to be used for the determination of the transient response due to the sudden application of a sinusoidal voltage. The effect of the variation of the amplitude and the angle of the applied voltage and of the various circuit parameters on the voltage across and the current through the nonlinear inductor of the circuit has been investigated.     

Characteristic Analysis of a Micro DC‐DC Converter for Portable Electronic Devices and an Improvement of Transient Response Characteristic

This paper describes the characteristic analysis of a micro DC‐DC converter which integrates inductor, controller and switching devices, and the improvement of the transient response characteristic. The steady‐state operation and the efficiency characteristics of the micro DC‐DC converter are presented as experimental data. The static characteristics are theoretically analyzed with consideration of the DC current characteristics of the inductor. The load transient response characteristics of the micro DC‐DC converter are also analyzed experimentally and theoretically. In addition, the factors responsible for the overshoot and undershoot of the output voltage when the load changes are discussed. Finally, a clamp circuit for reducing the overshoot and undershoot of the output voltage when the load changes is proposed. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 175(3): 56–64, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21081     

基于高频等值阻抗的机电-电磁暂态混合仿真接口模型

机电-电磁暂态混合仿真是当前研究大规模并网变流器与电网之间交互作用稳定性的有效手段,由于并网变流器的宽频带响应特性,使得传统以基频等值为目标的戴维南接口模型不再适用。针对于此,文中提出了一种基于高频等值阻抗的接口模型,该模型以受控源形式的戴维南等值电路为基础,既能体现机电-电磁侧交互的宽频特性,又具有较高的仿真精度。仿真算例验证了所提出模型的有效性。     

Coupling capacitor voltage transformer: A model for electromagnetic transient studies

In this work, an accurate coupling capacitor voltage transformer (CCVT) model for electromagnetic transient studies is presented. The model takes into account linear and nonlinear elements. A support routine was developed to compute the linear 230 kV CCVT parameters (resistances, inductances and capacitances) from frequency response data. The magnetic core and surge arrester nonlinear characteristics were estimated from laboratory measurements as well. The model is used in connection with the electromagnetic transients program (EMTP) to predict the CCVT performance when it is submitted to transient overvoltages, as are the cases of voltages due to the ferroresonance phenomenon and circuit breaker switching. The difference between simulated and measured results is fairly small. Simulations had shown that transient overvoltages produced inside the CCVT, when a short circuit is cleared at the CCVT secondary side, are effectively damped out by the ferroresonance suppression circuit and the protection circuit.     

中压直流断路器内部电弧特征分析与模型验证

基于Cassie和Schwarz电弧模型,借助Matlab/Simulink平台,对中压直流断路器内部电弧特性进行仿真分析。采用参数扫描策略研究了每种模型的电弧电压、电流的瞬态响应,确定了模型中每个参数对输出结果的影响。通过对比仿真和实测结果,验证了Schwarz电弧模型的正确性,适用于中压直流断路器电弧研究。