换流站直流滤波器短路故障特征分析

介绍了±500kV换流站在双极大地运行方式下直流滤波器不同位置发生短路故障时的故障特征,结合两起现场实例,分析了直流滤波器电容器组桥臂发生接地短路、直流滤波器高压侧电流互感器与高压侧刀闸间引线发生接地短路的暂态波形、保护动作原因等,最后总结了直流滤波器常见短路故障的故障特征和保护动作情况。     

直流滤波器对电压突变量保护的影响及保护策略优化

针对使用晶闸管作为换流器件的直流输电系统线路接地故障,给出了目前主流的电压突变量保护逻辑,分析了直流滤波器对线路接地故障特征量的影响,指出了在直流线路靠近换流站的区域发生接地故障时直流滤波器产生的谐波电流会导致电压突变量保护的电流方向判断错误,进而引起电压突变量保护拒动。基于此,提出了一种优化的电压突变量保护原理和定值整定方法,消除了直流滤波器产生的谐波电流对电压突变量保护的影响,最后通过RTDS试验对优化后的电压突变量保护策略进行了仿真验证。     

谐波阻抗在直流滤波器保护中的应用

直流滤波器是高压直流输电系统不可或缺的设备。目前直流滤波器保护都采用单一的电流量保护,并且大都利用调谐频次电流作为保护量。当滤波器靠近首端接地故障时,滤波器调谐频率发生较大偏移,调谐频次电流减小,使得滤波器差动保护差流较小,灵敏度不足,保护可能出现拒动。提出了滤波器谐波阻抗保护,保护同时接入电压和电流作为保护量,计算滤波器较小调谐频次的谐波阻抗大小作为保护判据,滤波器靠近首端接地故障时保护灵敏度高,并可以反应多种故障,也可作为滤波器失谐监视判据。通过PSCAD仿真验证了该判据的可行性和可靠性,这将对直流滤波器进行更加完善可靠的保护。     

直流滤波器典型接地故障分析

基于换流站直流滤波器本体结构,对直流滤波器内部不同元器件发生接地故障时的故障特征进行讨论,并结合直流保护动作原理及故障录波对故障过程中直流保护系统的保护动作行为进行分析,最后对直流滤波器各典型接地故障中故障回路的形成及直流保护系统的保护动作行为进行总结,为迅速查清直流滤波器故障原因提供理论基础。     

基于高阻并联避雷器接地方式的柔性直流配电网保护方法

针对柔性中压直流配电网系统直流线路单极接地故障检测困难的问题,提出一种高阻并联避雷器接地的新型接地方式及其包含自适应放大系数的保护策略。首先讨论了现有的柔性直流配电网接地方式的优缺点,提出了基于联结变压器中性点经高阻并联避雷器的新型接地方式。然后通过理论推导分析了新型接地方式在交直流侧接地故障下的过电压机理和故障特征,根据不同故障下的电压电流特性,提出了相应的直流线路保护策略,实现了差动保护在直流配电网发生故障时准确快速地进行故障识别和故障选线。最后以仿真实例验证了新型接地方式的有效性和所提出的保护方法的可靠性。     

直流滤波器高压电容器接地故障保护判据和方案

直流滤波器高压电容器发生接地故障对直流输电系统的安全、稳定运行影响巨大,现有的直流滤波器高压电容器接地故障保护方法存在选择性差、灵敏度低、定值整定困难等问题。立足于直流输电系统和直流滤波器高压电容器保护的需求,结合常用的H型高压电容器的结构特点,简化接地故障模型,提出了不依赖运行工况的新型高压电容器接地故障保护判据和保护方案,解决了现有保护存在的问题。使用实际的特高压工程仿真模型模拟高压电容器接地故障,验证了提出的保护判据和方案的有效性和正确性。     

含分布式光伏的中压直流配电网接地故障暂态特性分析

针对分布式光伏接入直流配电网后故障电流分布呈现新特征的问题,以含分布式光伏的中压直流配电网为研究对象,分析直流母线发生单极接地故障时的故障暂态特征和影响机理。单极接地故障响应过程可以分为直流侧电容放电、光伏电源多回路供电、光伏电源续流以及电感续流4个阶段,并根据4个阶段的暂态特性推导得到了各故障阶段中各个变换器直流侧电容电压以及故障电流的时域表达式。通过分析故障电流的典型特征可以发现单极接地的故障电阻大小对故障电流的幅值和到达峰值的时间影响较大。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建含分布式光伏的±10 kV双端供电型直流配电网仿真模型,验证了含分布式光伏的中压直流配电网单极接地故障暂态特性理论分析的正确性。     

用混沌理论检测直流供电系统接地故障

针对电力系统中干扰信号的特性,尝试了引用混沌理论检测接地故障。对支路电流采样所得干扰信号混沌化处理,提取混沌源的分类特征,并用分形维数定量分析以判断是否存在接地故障。对含有多支路直流系统的仿真和实验验证了该方法的可行性。     

特高压直流输电系统不同直流滤波器下等效干扰电流的仿真计算

高压直流输电工程中,常以等效干扰电流作为限制直流谐波水平的标准,研究不同工况条件下的等效干扰电流的仿真计算尤为重要。本文介绍了等效干扰电流的概念,提出了特高压直流输电系统的等效干扰电流计算方法,通过对不同的直流滤波器的方式下等效干扰电流的仿真计算,得到了不同直流滤波器的滤波效果。研究结果为高压直流输电系统选择直流滤波器提供了理论计算依据。     

相模变换法分析特高压直流输电线路接地故障

为研究双极运行的特高压直流输电系统中单极接地故障过电压,采用相模变换法分析了双极运行的特高压直流输电系统单极接地故障。首先建立故障时的模量电路,分析线路不同端口性质下健全极过电压的波形特征和幅值,然后结合模量电路分析,以云广直流输电工程为对象,建立了双极直流输电系统的单极接地故障模型,计算和分析了多种因素如故障接地电阻、直流滤波器的工作状态、平波电抗器的布置方式等的影响以及故障时健全极沿线的过电压幅值分布情况。结果表明,直流滤波器的投入与否将改变直流线路端口的阻抗性质,对故障时的过电压影响显著:投入直流滤波器时,中点接地故障时健全极过电压最大可达1.76p.u.,平波电抗器布置方式对健全极过电压幅值无影响;未投入直流滤波器时,平波电抗器布置方式将直接影响到健全极过电压的幅值。     

基于小波神经网络和数据融合的直流系统故障检测方法及实现

针对直流供电系统接地故障,提出了一种将多尺度神经网络和数据融合技术相结合的故障检测方法,利用小波神经网络对来自直流系统的采样信号进行滤波,再应用数据融合技术对滤波后的信号进行分析处理以判断是否存在接地故障。该方法弥补了传统检测方法的缺陷,并可以实现利用微机装置在线检测。文章采用“PC机+数据采集卡”的形式实现了故障检测的硬件设计,并通过仿真分析和相关实验,验证了该方法应用于直流系统故障检测的可行性。     

电压源换流器接地方式对直流配电系统的影响

针对低压直流(Low Voltage Direct Current, LVDC)配电系统分析比较了电压源换流器不同接地方式的优缺点。分别在换流器电容中点直接接地和高阻接地方式下,对换流器交流出口处不对称故障特性和直流线路单极接地故障特性进行了分析,并建立LVDC电磁暂态模型进行了仿真研究。对比系统不同工况下的暂态性能可知,电压源换流器电容中点高阻接地方式优于直接接地方式。高阻接地的方式对限制故障电流更为有利,同时也有利于直流配电系统故障消除后的快速恢复,这为未来直流配电系统保护方案的配置奠定了基础。     

基于控制与保护协同的直流配电系统单极接地故障保护策略

随着电力电子技术的发展,柔性直流配电系统逐渐成为研究热点。单极接地故障是直流配电系统中最为常见的故障类型,当交流侧通过高阻接地时,直流侧发生单极接地故障后,故障电流变化不明显,难以准确定位。文中提出了基于控制与保护协同的双端直流配电系统单极接地故障保护策略,通过就地检测交流接地支路电流微分判断故障发生,进而快速投切交流接地支路上并联的小电阻。相比于传统的差动保护方法,所提方法省去了通信时间,有效提高了保护的快速性。同时,根据保护可靠性的要求,优选了并联小电阻的阻值。最后,在PSCAD/EMTDC平台中进行了仿真分析,验证了所提保护策略的可靠性和快速性。     

交流滤波器避雷器电气特性分析中不同仿真模型的影响

交流滤波器是直流输电系统的重要设备。主要分析仿真模型对交流滤波器用避雷器电气特性（过电压、电流和吸收能量）的影响,基于PSCAD电磁仿真程序,开展滤波器投入和交流滤波器母线接地故障下的建模及仿真计算。仿真结果表明：在交流滤波器投入工况下,采用单个滤波器大组模型（模型1）进行仿真时,在运滤波器的避雷器不动作,与实际情况不符;在滤波器投入及滤波器母线接地故障下,完整参数模型（模型3）中各组滤波器用避雷器过电压比原系统模型（模型2）和模型1降低可达21%,电流降低可达53%,但吸收能量升高可达56%。因此,若在绝缘设计中不采用完整参数模型,避雷器电压电流设计值会偏大,能量设计值会偏小,同时会在滤波器投入工况下忽略同大组其他交流滤波器的避雷器动作情况。     

直流线路永久性接地故障环流抑制优化方案

针对双极双十二脉动特高压直流线路永久性接地故障异常环流无法有效隔离问题,提出了故障异常环流抑制优化方案。首先分析直流线路永久性接地故障异常环流值的影响因素;其次结合国内直流线路故障清除现有策略,分析有通信工况下线路接地故障重启高端阀组异常环流、有通信工况及无通信工况下线路接地故障重启不成功闭锁异常环流的形成原因;然后据此提出基于极隔离以及移相90°再闭锁策略优化的直流线路永久性接地故障环流抑制方案;最后通过实时仿真系统(real time digital system, RTDS)建立仿真模型验证改进方案的有效性。结果表明,文中所提出的方案可有效解决不同工况下直流线路永久性接地故障异常环流问题。     

基于小波变换的直流系统接地故障检测

直流系统接地故障检测中常用的低频信号注入法容易受到各支路电缆中存在的对地电容的影响,在其基础上提出了基于小波变换的检测方法,该方法通过选取适当的小波函数,可以有效地克服对地电容的影响。当直流接地故障发生后,向直流系统中注入低频信号,利用小波变换算法从检测到低频电流中提取出与注入信号同频的低频电流,通过计算该电流信号中的阻性分量求得该支路的接地电阻值,从而可以判断出故障支路。经过m atlab仿真分析,这种方法可在对地大电容情况下都准确提取出低频电流相量特征,正确判断出故障支路。     

同步信号对可控串补在单相接地故障时的影响及控制对策研究

通过计算机数值仿真和动模实验及理论分析，研究了分别选取线路电流i和电容电压uc两种不同的同步信号时对可控串补（TCSC）装置在系统发生单相接地短路故障时的影响，以线路电流i作为同步信号易使单相接地短路故障时线路电流出现严重直流分量和严重扭曲现象。以电容电压uc作为同步信号时，故障后系统中未出现明显直流分量，但出现明显的低次谐波。采用线路电流的基波分量作为TCSC的同步信号较为合适，其优点是消除了同步信号中的直流分量和谐波分量，使同步信号相位起点不发生偏移，可使系统稳定运行，提出了有效控制对策，缩短了故障时的调节时间，消除了故障时的不良影响，提高了系统的暂态稳定控制特性。     

10 kV配电网故障定位的研究和实现

随着对配电网供电可靠性要求的提高,配电网故障点的及时发现显得日渐重要,配电网的故障定位技术对于配电网安全可靠性具有非常重要的意义。本文在基于信号注入法的原理基础上,提出了一种"直流定段,交流定点"的交直流综合定位方法。该方法分两步走,第一步定出故障区域,第二步定出故障点,将直流信号和交流信号注入法相结合,优势互补,通过多次现场实验验证,可以有效地处理10kV配电网中的单相接地故障。本文阐述了交直流混合定位法的原理,并介绍了信号源的注入和信号的检测方法,最后利用现场试验数据和ATP仿真验证此方法的可行性。