新型并联电容器保护方案优化设计

对目前并联电容器的常见故障现象与原因进行了总结,针对这些故障提出了一种基于功率平衡的并联电容器保护算法和并联电容器保护处置方案.该保护算法利用在并联电容器发生故障时有功功率绝对值之和大于定值实现了对并联电容器的不平衡保护,通过仿真与实际运行情况对该保护算法进行了验证,结合现场运行情况对并联电容器的不同故障类型的保护与处...     

基于功率原理的新型发电机不对称故障保护

基于两相坐标系统,对发电机内部不对称故障进行研究发现,瞬时功率中不平衡功率增加而平衡功率下降,解释了该现象的物理原因,提出了瞬时功率不对称度定义,其大小为不平衡功率与平衡功率的比值,且该值能灵敏反映发电机内部不对称故障.以瞬时功率不对称度为主要判据,结合发电机外部故障时不平衡功率相位会出现反相突变的特点提出了一种新型发电机不对称故障保护.动模试验结果表明,该保护能切除少匝数不对称短路故障,对大匝数故障、异相短路故障和振荡中故障均有很高的灵敏度和可靠性;而且接线简单,易与其他类型保护集成互补使用.     

背靠背柔性直流输电系统充电期间接地故障特性和保护定值设计

对称单极结构背靠背柔性直流输电系统(back-to-back flexible DC transmission system, DC-BTB)带启动电阻充电期间发生阀侧不对称接地故障时故障特征不明显,易造成保护拒动;正常充电期间存在正负极不平衡电压,易造成保护误动。针对此问题,分析带启动电阻充电期间发生阀侧不对称接地故障时的特征量,并与运行期间相同故障下的特征量进行对比;分析正常充电和极对地故障下正负极不平衡电压特征;针对不同接地故障及其特征,优化换流变压器阀侧零序过压保护、换流变压器阀侧中性点过流保护和直流电压不平衡保护的定值设计。最后,基于实际控制保护装置,在实时数字仿真系统(real time digital simulation system, RTDS)中搭建模型进行仿真分析,结果表明经定值优化后的保护可有效识别充电期间接地故障特征和正常充电特征。仿真结果验证了所提定值优化设计方法的可靠性。     

柔性直流电网直流过电压分析及控制策略研究

基于MMC的运行基本原理,研究了柔直电网功率不平衡时桥臂电容的充电过程,得到了直流电压与不平衡功率之间的表达式。针对不平衡功率引起的直流过电压问题,现有的故障穿越措施主要有紧急降低风电功率和装设耗能装置2种,该文提出了一种自适应NLM策略实现直流电压的紧急控制,可延长直流电压上升达到保护定值的时间,在换流站闭锁前实现安控有效切机。通过在PSCAD/EMTDC中搭建电磁暂态模型进行仿真分析,验证了该策略的有效性。     

基于不平衡电压的磁控式并联电抗器控制绕组接地保护方案

实际工程中对于特高压磁控式并联电抗器(MCSR)控制绕组接地故障配置直流母线过压保护,然而发生控制绕组端部接地故障时,母线极对地电压无交流过电压特征,导致保护无法识别该故障.针对该问题,分析了控制绕组接地故障及稳态运行、2种方式合闸、区外故障工况下母线极对地电压变化情况,基于此提出一种基于直流母线不平衡电压的控制绕组接地保护方案.该方案利用正、负极直流母线电压之和构造直流母线不平衡电压,基于故障下直流母线不平衡电压明显上升的特征识别故障.方案原理简单、易于实现,解决了现有保护无法识别控制绕组端部接地故障问题.在MATLAB/Simulink软件中搭建了750 kV三相MCSR仿真模型,大量仿真结果验证了该保护方案的有效性.     

基于瞬时功率理论的新型功率方向元件

基于瞬时无功功率理论及故障附加网络,提出了一种新型功率方向元件。该功率方向元件由突变量及负序无功方向元件组成,在故障附加网络中,突变量无功元件计算对称三相故障时线路两侧等效无源系统的无功损耗,负序无功元件计算不对称故障的无功损耗,由两侧的无功计算结果可判断区内、区外故障。该功率方向元件基于系统阻抗呈感性这一显著特征,物理意义明确,具有工频故障分量保护原理的优点,且无需设计专门的工频滤波器。而且该继电器的动作速度快于常规的基于工频电气量的方向保护,其可靠性优于行波方向保护,具有较高的灵敏度。理论分析及仿真结果都验证了算法的灵敏性、可靠性及快速性。     

实现有限选择性的低压微网区域保护

目前400 V的用户级微网尚无适用的选择性保护,为此结合含分布式电源时该电压等级电网的实际参数与运行特性,提出一种基于故障分量的微网分区保护方法,将微网划分为若干区域,以区域为单元实施保护,避免了对每个微网一次设备配备保护元件的高成本,同时实现了有限的选择性。测量元件采用基于故障突变量的负序方向原理,可以有效识别各种不对称故障。附加的低电压启动辅助判据能排除不平衡负荷以及大容量单相负荷投切对本保护造成的不利影响。基于EMTDC的仿真试验结果验证了本保护方法的有效性。     

TSC快速控制算法设计与应用

元功电流快速检测控制方法是实现晶闸管投切补偿装置(TSC)快速补偿的核心技术.采用基于Fryze功率理论的无功电流快速检测方法和模糊控制理论设计了一种新型的TSC快速控制算法.该算法通过对Fryze功率理论分析提出了基于FBD算法的等效无功电导计算方法:以等效无功电导的变化作为TSC投切控制动作的启动判定条件;结合模糊控制方法实现了对TSC的快速控制,给出了该控制方法的实现过程.仿真与实验结果分析显示,所提出的快速控制方法可以实现对无功电流的快速检测并对TSC进行快速控制.     

电网不对称故障下直驱风电机组低电压穿越技术

分析了直驱风电变流器在电网不对称情况下的表现,提出一种适用于该情况的网侧变流器控制策略,并将其与直流侧Crowbar电路配合,实现电网不对称故障下的低电压穿越.直驱风电机组与电网间的功率交换完全通过变流器实现,电网不对称故障引起的有功功率波动在变流器上表现为直流侧电压大幅波动.控制策略以稳定输出有功功率为目标,基于同步旋转坐标系和正负序分解得出控制模型,并综合考虑电流安全限值、系统复杂程度等问题,给出额定功率附近运行时发生不对称故障的穿越方案.使用MATLAB建立仿真模型,给出不对称故障下的仿真结果,证明方案可行性.     

四相开关磁阻电机功率变换器故障检测技术

功率变换器是开关磁阻电机调速系统重要组成部分,也是较容易出现故障的机构之一,长期故障运行必将对整个系统造成损坏。本文以不对称半桥型功率变换器为研究对象,基于电机正常运行与故障运行时直流母线电流、相电流的不同表现提取故障特征量,并结合功率元件通断状态进行综合分析,提出一种开关磁阻电机功率变换器的故障检测方案。仿真与实验结果,表明该检测方案在高速、低速运行时可快速准确地诊断出故障相、判断出故障类型、及时定位出故障元件,节省了电流传感器数目,具有较高的可靠性。