直流配电系统极间短路故障特性分析

直流配电系统故障后换流阀不闭锁运行有助于提高直流供电的可靠性,限流技术的发展及未来绝缘栅双极型晶体管等电力电子器件过电流能力的增强使得换流阀不闭锁情况下的故障机理研究具有意义。本文针对基于两电平电压源型换流器的双端直流配电系统,假设换流阀中的绝缘栅双极型晶体管具有足够的过电流能力,分析了极间短路故障后换流阀不闭锁条件下的故障机理,对比了定电压控制和定功率控制方式下极间短路的故障特征,并在PSCAD/EMTDC平台中进行了仿真分析,为直流配电系统保护提供了理论依据。     

含DAB型直流变换器的中低压直流配电系统极间短路故障穿越方法

极间短路故障是直流配电系统中最为严重的故障类型,当含双有源桥(DAB)型直流变换器的直流配电系统中压侧发生极间短路故障时,DAB闭锁,低压侧电压大幅下跌,故障清除后恢复速度较慢。为解决上述问题,提出了一种新型故障穿越方法。通过对传统DAB结构进行改进,增设故障电流阻断模块和补偿电容支路,能在故障发生后迅速识别、切断故障并投入补偿电容。故障持续期间,DAB无需闭锁,依靠模块电容以及补偿电容向低压侧负荷进行供电,有效改善了低压侧电压跌落。故障清除后电容能够快速充电至正常运行状态。PSCAD/EMTDC平台中的仿真结果验证了所提方法能够有效减小中压侧极间短路故障对于负荷的影响,并且具有良好的故障恢复特性。     

低压直流配电系统的断路器保护探讨分析

介绍了低压直流配电系统的接地型式,分析了交流断路器的直流分断能力要求及小型断路器在直流系统中的应用,用串接断路器的主触点以提高其适用的直流电压值,在不同的接地型式及不同的短路故障类型下使断路器的短路分断能力发生变化,并阐述了断路器的选择要点,强调了接线极性的重要性.     

低压直流配电系统保护探究

文章介绍了低压直流配电系统的构架与特征,分析了其常见故障问题,提出低压直流配电系统保护机制,以降低系统故障率,保障系统高效运行。     

直流区域配电网极间短路故障区域定位方法

直流区域配电系统发生极间短路故障后电力电子变流器需快速闭锁,严重影响了供电可靠性并导致低压区域故障定位困难。提出了故障后不闭锁VSC变流器并限流DC/DC的机制,为解决故障区域定位问题,研究了低压区域发生极间短路故障时的故障特征。研究表明在所提机制下,不同电压等级区域内发生故障后的短路电流、电压跌落、故障发展存在明显差异。利用这种区内外故障上的差异,提出了基于故障特征差异的快速故障定位方法。在仿真软件PSCAD中搭建了直流区域配电网仿真模型,验证了所提出的故障定位方法的可行性。     

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。     

配电电抗器匝间短路测试研究

匝间短路是电抗器运行中较常见的故障,鉴于目前对电抗器状态检修不足的现状,本文提出一种适用于配电电抗器匝间短路故障的在线监测方法.首先,搭建电抗器等效电路模型,获得电抗器电气参数计算方法;然后,搭建一套电抗器短路故障在线监测系统;最后,开展不同故障位置和故障程度下电抗器短路测试研究.研究结果表明,电抗器匝间短路的等效电抗和电阻变化率存在短路位置的对称性,中部变化率绝对值最大,两端变化率绝对值最小.随着短路故障的加深,等效电抗呈减小的趋势,减小的幅度有所增加;等效电阻呈增大的趋势,增大的幅度有所增加.该研究技术可实现配电电抗器匝间短路故障的有效监测.     

基于GRU网络的柔性直流配电线路保护方案

针对柔直配电线路保护存在的阈值整定困难、高阻故障时保护容易拒动和噪声干扰下灵敏性低等问题,提出一种基于门控循环单元(gate recurrent unit,GRU)深度学习模型的柔直配电线路保护方案。首先,分析了基于限流电抗器的线路短路故障的幅频特性,并利用广义S变换提取频域特性下的故障特征量,将其作为GRU网络的输入数据。然后,构建并训练GRU深度学习模型,提取时间序列下故障样本的深层次特征,并结合支持向量机(support vector machine,SVM)分类器,实现故障快速识别和隔离。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,验证了保护方案的可行性,仿真结果表明该方案的抗干扰能力强,灵敏度高,满足直流保护的可靠性和速动性要求。     

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。     

直流配电系统主动式短路保护研究

正直流配电具有友好接纳分布式新能源、适应多样化电力负荷、供电可靠性高等特点,将会成为未来电网的一个重要组成部分。直流配电网的保护是直流配电网运行的一个关键问题,亟需深入研究。随着电力电子技术以及大功率电力电子器件的发展与广泛应用,本文提出应用于直流配电系统的主动式短路保护的设计思路,并进行了保护装置的设计与开发,实验结果表明,该主动式短路保护适用于直流配电系统。     

发电机内部相间短路纵差保护的灵敏度分析

以ＳＦ１２５－９６－１５６００水轮发电机为例详细分析了比率制动式纵联差动保护在各种内部相间短路情况下的差动电流及其灵敏度规律,包括短路匝经规律、故障位置影响和过渡电阻影响规律等,分析结果珂以为继电保护工作者提供理论依据。     

配电开关柜短路燃弧故障检测与保护装置

设计了一种基于故障电流和弧光双重判据的开关柜短路燃弧故障检测与保护装置。装置采用硬件为主、软件为辅的方式来实现燃弧故障的检测,并且能在故障发生后输出相应的故障信息,有助于对故障点的定位,缩短故障排查时间;同时,在检测到故障发生后,将立即触发快速接地开关动作,快速阻断燃弧的发展,有助于提高开关柜的安全性和可靠性,具有较大的实用价值。     

DC Pole-to-Pole Short-Circuit Behavior Inalysis of Modular Multilevel Converter

This paper presents the behavior analysis of modular multilevel converter under DC pole-to-pole short-circuit fault, which is an important issue in fault management, electrical system design and MMC based power system protection and control. Firstly, the transient behavior is analyzed and the conduction overlap- ping angle γ, is defined. Secondly, seven possible short-circuit current paths induced by different γ values are identified, and the corresponding engineering short-circuit current calculation methods for both AC and DC sides are proposed. And then, the influences of impedance distribution factor κ and equivalent short-circuit resistance Rsc on short-circuit currents are elaborated the proposed analysis methods. Finally, case study is used to verify the effectiveness of     

大型电力变压器短路事故统计与分析

针对１９９１－１９９５年１１０ＫＶ及以上电压等级变压器的事故情况，统计分析了因外部短路引起电力变压器损坏事故的主要原因，提出了减少这类事故的措施。     

预防变压器短路冲击损坏事故的一种措施

近年来,因外部短路冲击造成110 kV及以上变压器损坏的事故时有发生,文章对变压器受外部短路冲击损坏的原因进行分析,提出通过改变变电站内母线运行方式降低短路电流,并提供了运行实例,为生产管理中变压器的运行维护提供思路。     

光伏电源接入的配电网短路电流分析及电流保护整定方案

根据光伏电源的输出特性,分析了光伏电源接入后,配电网不同位置发生故障时,流过配电网各保护的短路电流受光伏电源输出功率影响的变化规律。发现光伏电源输出功率小于其额定功率时,配电网短路电流水平可能大于光伏电源输出额定功率时的短路电流水平。因此根据光伏电源输出额定功率时的配电网短路电流水平对配电网电流保护进行整定,可能导致电流速断及限时电流速断保护发生误动作。针对这一问题,提出了适应于光伏电源接入的配电网中电流保护的改进整定方案。仿真算例验证了该方案的有效性。     

同步发电机定子绕组短路故障分析

基于同步发电机的理论,建立该电机的物理模型和数学模型。在此基础上,建立同步发电机的仿真模型,分析该电机的定子绕组的正常运行、单相短路故障、两相短路故障和三相短路故障等,通过数据计算和图形现象加深对短路故障认识和了解。用解析法验证结果,两种方法比较吻合,表明建立仿真模型的方法正确合理。     

考虑短路及断线故障的有源配电网保护

分布式电源大量接入和极端灾害导致的复杂故障形态,使得有源配电网保护面临新的挑战.基于分析不同故障类型区内外故障时电压故障分量的特征差异,提出一种基于电压故障分量比较的保护新方法.所提方法利用电压故障分量推算公式以及实测的线路一端的电压故障分量、电流故障分量求取线路另一端的电压故障分量,将推算得到的电压故障分量与实测的电...     

并联逆变器的短路保护策略

常用的短路保护方案是正常下的恒压模式和异常下的恒流模式相结合的方案。因并联逆变器各模块参数的差异性,短路消除后退出恒流模式的时间不一致产生较大的环流,尤其在轻载情况下易引起功率倒灌,严重时导致直流电压过电压保护停机。针对该问题,提出利用均值电压和瞬时电流值相结合改进策略,且多台并联逆变器同时在同步信号的上升沿(或下降沿)退出恒流模式进入恒压模式,并抬高起始电压得到快速恢复额定电压。两台400kVA/50Hz的逆变器对比实验结果证明了改进策略的有效性。     

Unsymmetrical Short-Circuit Fault Analysis for Weakly Meshed Distribution Systems

Due to the integration of distributed generations and the realization of smart grids, most radial distribution systems would become weakly meshed in the near future. Thus, this paper proposes an efficient and accurate short-circuit fault-analysis method for unbalanced weakly meshed distribution systems. Two proposed matrices developed from the radial and weakly meshed characteristics of distribution systems are used to analyze the variations of bus voltages, bus-current injections, and branch currents under fault conditions. Accordingly, some efficient and effective formulas are derived in this paper to analyze the effects of different fault types on the weakly meshed distribution systems. Traditionally, unsymmetrical faults are analyzed by the symmetrical-component-based method; however, this method is usually time-consuming due to the building process of impedance matrix. The proposed method can provide novel viewpoints in calculating fault effects; and therefore, can achieve the advantages of high speed and improved accuracy with lower memory requirements. Test results demonstrate the efficiency and accuracy of the proposed method.