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。     

基于电流变化率的短路故障快速检测原理分析

基于煤矿供电系统三相短路电流模型,理论分析了使用电流变化率代替电流值作为短路故障的判据原理。并深入分析了短路故障发生瞬间,不同电流初始角情况下的电流变化率;研究了电流初始角为零情况下电流变化率随时间变化的规律;并通过Matlab数值仿真进行了分析说明。提出了"零时刻可判断点"和"零相角可判断点"的概念,指出对应的短路故障判别"相角死区"和"时间死区",为利用电流变化率作为短路故障判据提供了理论依据。最后介绍了利用数值微分三点公式实现电流变化率实时计算的方法。     

基于短路电流小半波特征的短路故障快速检测方法

为使超高压输电线路上的限流器在短路早期快速投入,短路故障快速检测方法的研究至关重要。首先分析了短路电流暂态特征随故障初相角等因素的变化规律,发现部分故障初相角短路工况下电流呈现小半波特征的现象,此时传统检测方法难以满足速动性的要求。然后提出了一种基于短路电流小半波特征的检测判据,利用电流瞬时值或变化率的零点间隔作为检测量,与传统检测判据配合,实现了任意故障初相角下的短路快速检测,并保证了在负荷投切等干扰工况下的可靠性。最后通过离线仿真、现场短路试验验证了该方法的有效性。结果表明所提方法能在2.9 ms内辨识出短路故障。     

短路故障快速检测与限制技术综述

常规短路判据主要通过电流幅值判断电力系统中的短路故障,其存在检测速度较慢、短路电流大等缺点。在综述近年短路保护快速检测与识别方法的理论或应用研究基础上,为了限制过大的短路电流,介绍了故障限流的传统方法以及故障电流限制器技术的发展,提出短路故障早期限制技术,且通过中压配电系统建模仿真验证该技术的有效性。短路故障的早期及快速检测技术与故障电流限制器有机结合,具有良好的应用前景。     

短路电流非周期分量及其在继电保护中的应用

为准确判断电力系统短路故障,提出了一种利用短路电流中的非周期分量作为短路故障的判据。通过相量分析和仿真分析,研究了短路电流中的非周期分量。利用Matlab仿真软件提取短路电流中的非周期分量,得出了短路电流中非周期分量的特点。利用这些特点将非周期分量法运用到继电保护中去,既可单独作为线路的主保护,也可与其它保护相结合,运行结果表明,运用此法可准确判断电力系统短路故障。     

XLPE高压电缆短路故障电流在线监测装置设计

通过分析XLPE高压电缆线路短路故障电流回路的特点,设计了XLPE高压电缆短路故障电流在线监测装置.当线路发生短路故障时,短路故障电流在线监测装置实时采集故障电流的大小与方向信息,并根据监测数据分析故障电流回路特性,对于电缆-架空线混合线路,判断故障发生在电缆侧还是架空线侧;对于金属护套交叉互联的长电缆线路,判断故障发生在哪个交叉互联区间.该装置大大缩短了电缆线路发生短路故障后的抢修时间,提高了供电可靠性.     

断路器合闸输电线路单相接地短路故障线路两侧短路电流计算与分析

输电线路发生单相接地故障,当短路故障不能及时消除时,线路两侧的断路器在重合闸操作过程中可能存在合闸短路故障的工况。运行经验表明,线路两侧断路器在合闸短路故障时,流过断路器的短路电流存在延迟过零的现象,从而导致断路器开断失败。文中通过建立单相等值电路模型,理论分析了在不同的合闸短路工况下故障线路两侧断路器流过的短路电流表达式,结论表明,由于后合闸断路器对电路拓扑的改变,使得先合闸断路器中流过的短路电流可能会出现延迟过零。又进一步分析与讨论了合闸初始相角α、间隔时间Δt、幅值比K对短路电流的影响规律。最后,通过在PSCAD/EMTDC软件中搭建仿真模型,以实际电网中电厂送出联络线上故障线路两侧断路器合闸短路故障为例,计算与讨论了故障线路两侧断路器流过的短路电流波形及其延迟过零现象。     

一种故障分量选相元件接地短路判据的修正

在详细分析故障分量选相原理的基础上,对传统故障分量选相元件的接地短路故障判据进行了修正。修正后的判据仅利用负序故障分量电流相位和正序故障分量电流相位之间的相位差,加入对零序电压分量的阈值判断来区分接地故障。克服了原判据由于零序电流分布因子与正、负序电流分布因子不相等而产生误判的缺点,较好地解决了接地故障误判断问题,同时简化了选相流程。仿真实验验证了该判据的正确性和稳定性。     

分级式可控高压并联电抗器控制部分短路判别新原理

介绍了分级式可控高压并联电抗器的原理结构,分析了控制部分短路故障对各控制支路的电流的影响,得出短路点所在控制支路及下级控制支路电流发生显著变化的结论,并提出如下保护方案:通过实时采集电流计算流过各辅助电抗器的电流值,分析以辅助电抗器的理论电流值作为基础的故障电流定值制定方案,两者比较构成故障电流判据,实现对故障进行判断并判别故障位置的作用。RTDS试验结果反映了此保护具有以下特点:不仅能对控制部分的短路故障进行快速判断,而且能对短路故障发生的位置进行区分,故障判据灵敏、短路故障覆盖范围广且定值易整定。     

用空载试验和短路试验判断变压器局部短路故障

1 引言 变压器出现铁心局部短路或绕组匝间短路的故障后,可以通过空载试验与短路试验测取绕组相应的电流,然后根据电流的情况就能判断出故障所在相.从而进一步查明是该相的铁心局部短路,还是该相高压绕组或低压绕组匝间短路,以避免盲目的拆卸与检查.     

基于相电流差的短路故障快速识别方法EI北大核心CSCD

故障电流限制器(fault current limiter,FCL)的动作速度与短路故障的识别速度密切相关。电力系统发生单相故障时,非故障相FCL不宜动作,因此,FCL动作定值需大于单相故障时非故障相的电流变化,导致定值提高,识别速度降低。针对这一问题,该文提出相电流差判据,可在故障发生后迅速判断是否为其他相的单相接地故障,降低本相FCL动作定值。该文对相电流差特性进行理论分析,并利用其降低电流瞬时值判据的整定值,形成新的短路故障快速识别方法。通过仿真计算和现场短路电流分析,证明所提方法具有识别速度快、计算量少、可靠性高等特点。     

远距离输电线路不同位置单相短路故障对比研究

为了研究远距离输电线路不同位置单相短路故障对发电机及线路电气量的影响,利用PSD-BPA系统分析软件对输电线路在不同位置发生单相接地短路故障进行了仿真研究,得出了发电机功角、转速及线路电流的变化情况,重点对不同长度输电线路不同位置发生短路时的线路冲击电流特征进行了对比研究。结果表明,线路不同位置发生单相突然短路故障时,短路后线路的最大冲击电流与稳态电流的比值从首段至末端呈先减小后增大的变化规律,利用短路后线路电流最大冲击值与稳态值的比值,可快速有效地判断短路故障发生位置,为线路故障定位分析提供了必要参考。     

基于TMS320F2812的短路故障早期检测技术

基于电流形态小波判据,建立短路故障早期检测模型,设计了基于TMS320F2812的短路故障早期检测硬件电路。运用形态学滤波和3次B样条算法,实现了短路故障快速、准确地判断,为快速切断故障电路奠定基础。     

三相接地系统短路故障限流器及其控制策略

介绍一种适用于高压电网的三相接地系统桥式固态短路故障限流器的拓扑结构，分析了在各种可能的短路故障情况下限流电路的工作机理，给出了针对各种短路情况的控制策略，并用电力电子专用仿真软件PSIM对其进行仿真验证。理论分析和仿真结果证明，该限流器具有对电力系统的正常运行无明显影响，在短路故障发生时无延时自动插入限流电抗器，断开故障电流时不会引起附加振荡和过电压，控制方法灵活，可实现无电流冲击的软自动重合闸等显著优点。     

模块化多电平换流器直流双极短路特性分析

模块化多电平换流器(MMC)的直流双极短路故障特性分析是MMC故障管理、系统电气设计以及含MMC电网规划的重要研究内容之一。文中对MMC的双极短路故障特性进行了研究。首先,分析了双极短路故障脉宽调制(PWM)闭锁前后的暂态过程,定义了导通重叠角。然后,结合导通重叠角的大小分析了4种稳态短路电流通路及7种不同情况,定性分析了交流侧和直流侧稳态电流的特性,以及电抗分布系数和短路等效电阻对稳态短路电流的影响,并推导了交流侧和直流侧稳态短路电流的实用工程计算方法。最后,采用算例与仿真验证的方式验证了分析方法的有效性。     

低压直流系统短路故障特性研究

低压直流系统母线短路故障会对系统的安全性和可靠性造成严重威胁,为计算其最大预期短路电流,首先从电力电子层面深入分析了几种典型拓扑的短路故障电流特性,将短路过程分为2个阶段:电容放电阶段和电源-电感放电阶段,并推导了不同阶段的短路电流表达式。电源-电感放电阶段的电流称为短路稳态电流,其特性与变换器拓扑有关,根据变换器拓扑对短路稳态电流的控制能力,将变换器拓扑分为可控型和不可控型。分析了低压直流系统中不同的电源特性对不可控型拓扑短路电流的影响,并推算低压直流系统的最大预期短路电流。最后搭建了MATLAB/Simulink仿真模型,对理论分析进行了验证。     

发电机转子绕组匝间短路故障在线检测方法

对汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的机理进行了研究,重点分析了故障的电磁特性,提出了在转子发生匝间短路故障时,励磁电流增加而无功输出却相对减小的特征.根据故障特征,利用故障前后励磁电流的相对变化率,建立了在线识别转子匝间短路故障的判据,并采用现场匝间短路故障记录数据加以验证.     

换流变网侧阀侧短路特征分析

为了能根据故障录波波形快速判断换流变短路故障位置,对特高压直流实际运行中的3个换流变故障案例进行分析,总结出相应短路故障特征。换流变网侧匝间短路时,网侧首末端电流大小相等、同时发生变化且无明显的尖峰电流,交流母线电压在故障期间无明显跌落;换流变阀侧对地短路故障电流远小于网侧对地短路故障电流。     

直流系统短路故障的快速识别与短路保护

提出了利用霍尔传感器测量直流系统回路电流、母线电压，以电流、电压综合判据快速识别直流系统短路故障的方法。采用可控直流断路器替代传统的熔断器法，将交流系统三段式微机电流保护原理应用于直流系统的短路保护，设计了辐射式I，Ⅱ，Ⅲ段直流供电回路，同时为防止在切除故障支路时因Ⅱ，Ⅲ段开关同时拒动，而由I段开关切除故障引起的其他供电支路电源消失问题，对Ⅲ段直流供电回路采用了备用开关自投方案，并研制了直流系统三段式微机电流保护装置。分析了该装置的选择性、灵敏性、速动性和可靠性。通过对样机的仿真实验和现场运行，表明了该原理与方法的有效性和实用性。     

匝间短路故障对永磁同步电机定子侧电流影响分析

定子绕组的匝间短路故障是永磁同步电机最为常见的故障之一,故障发生时被短路部分绕组中将会产生较大的电流,这将对电机的安全运行造成巨大威胁。为实现匝间短路的故障诊断,将分析匝间短路故障对电机定子侧电流的影响。通过有限元仿真和试验测试获取不同匝间短路严重程度下的定子侧电流,从电流不平衡度、负序电流和小波能量谱三个角度分析匝间短路故障对电机定子侧电流的影响。分析结果表明,当短路匝数增加、故障点接触电阻减小时,电流不平衡度、负序电流和小波能量谱中的D1频段能量变化率都将增大。因此,这三个指标的增加可以作为匝间短路故障的判断依据。