直流系统分布电容的来源及影响分析

阐述直流系统对地分布电容的两个来源,并从继电器动作原理角度分析直流系统分布电容对继电保护的影响。     

直流系统交流串扰故障对继电器的影响及防范措施研究

变电站直流系统发生交流串扰故障后,会造成继电器误动作,危害系统正常运行。首先介绍了继电器动作特性及其工作原理;其次建立了直流系统等效模型,并根据故障发生位置推导出直流系统交流串扰故障解析方程,分析了发生交流串扰故障时系统中各参数变化对继电器两端电压的影响;然后在Multisim中建立交流串扰故障仿真模型,通过仿真验证了理论分析的正确性;最后提出减小电缆对地分布电容、提高继电器动作功率和避免外界因素造成交流串扰故障的措施。     

一起330 kV断路器偷跳事件的分析及改进

针对330 kV断路器一起分相跳闸事故,分析了跳闸因保护永跳回路电缆过长、分布电容过大在直流接地时发生"偷跳",提出了长电缆跳闸回路应增大出口中间继电器的动作功率,并使其动作电压大于60%而小于70%的额定直流电压,在设计电缆的走向时,应将启动跳中间继电器的的电缆(操作箱R端、Q端所接电缆)远离强干扰源.     

直流系统交流混入及接地引起保护装置误动分析及解决方案

分析了交流直流回路相互混入引起过电压,致使保护回路、控制回路、信号回路误动作,以及直流回路一点接地引起继电保护装置误动作的原因,认为其根本原因在于直流控制回路的电缆过长,分布电容过大.当直流回路发生一点接地或直流回路通过交流回路混入接地时,分布电容发生瞬时放电,形成干扰源,引起中间继电器动作是此类自动化装置误动作的根本原因.给出了针对此类干扰的几种解决方案:加强交流混入的监测、缩短直流控制电缆的长度或采用光缆代替电缆、提高出口中间继电器和断路嚣跳闸线圈电压、用直流继电器代替光电隔离元件.     

一起330 kV断路器偷跳事件的分析及改进

针对330 kV断路器一起分相跳闸事故,分析了跳闸因保护永跳回路电缆过长、分布电容过大在直流接地时发生“偷跳”,提出了长电缆跳闸回路应增大出口中间继电器的动作功率,并使其动作电压大于60%而小于70%的额定直流电压,在设计电缆的走向时,应将启动跳中间继电器的的电缆（操作箱R端、Q端所接电缆）远离强干扰源。     

直流系统分布电容对断路器跳闸的影响分析

直流系统分布电容自放电可能引起出口继电器误动及断路器误跳.在简单分析分布电容引起断路器误动原因的基础上,分别对直流系统正极接地、负极接地及出口继电器线圈接地三种情况进行讨论分析.通过公式推导得出各种接地情况下继电器线圈的动作电压,并对一点接地引起出口继电器误动及断路器误跳的分布电容大小进行了理论计算.     

控制电缆的分布电容对继电保护的影响及防范措施

通过对一起500 kV变电站高压并联电抗器保护误跳闸事故的调查分析,说明了控制电缆对地分布电容对继电保护的影响。根据对误跳闸事故的理论分析作了模拟直流正电源接地、模拟直流正母线和负母线对地之间迭加交流电源3个试验,结果表明:在发生直流系统接地或误将交流串入直流系统时,就会通过控制电缆的分布电容构成回路,产生电容电流,引起一些动作值较低的灵敏继电器发生误动作。误动作取决于3个因素,即电缆对地分布电容值的大小、继电器的动作值大小及外界干扰因素,并据此提出了防范措施。     

直流回路一点接地和交直流串扰引起保护误动及其对策

分析了直流回路一点接地和交直流回路相互串扰引起高压、超高压,致使保护误动作,以及直流回路一点接地引起变压器非电量保护误动作的原因,认为其根本原因在于直流控制回路的电缆过长,分布电容过大.当直流回路发生一点接地或直流回路通过交流回路串扰接地时,分布电容发生瞬时放电,形成干扰源,引起保护出口中间继电器动作,是此类保护误动作的根本原因.给出了针对此类干扰的几种解决方案:缩短直流控制电缆的长度或采用光缆代替电缆,提高出口中间继电器和断路器跳闸线圈电压,用直流继电器代替光电隔离元件.     

基于物联网技术的保护装置用中间继电器校验仪的研制

针对传统继电器校验仪器接线繁琐、缺陷不易查找的问题,设计了一种基于物联网技术的保护装置用中间继电器校验仪.通过单片机设计了校验仪硬件终端电路,通过设计接口可快速检测继电器动作电压、动作电流和动作时间,并将现场检测数据传回系统后台进行存储.试验测试结果表明所设计的校验仪满足现场使用要求.     

继电器线圈接地故障现象分析

保护控制设备中,存在大量的逻辑控制、出口跳合闸等继电器回路,此类继电器的误动作,可直接导致保护、控制设备的误动或拒动。当继电器线圈回路发生直流接地故障时,该继电器是否发生误动作,与接地检测的桥电阻、直流系统正负极对地绝缘电阻、正负极对地分布电容,继电器线圈内阻、实际动作电压、动作时间等有关。从理论计算、试验和现场检验等方面对这些问题进行了研究探讨,研究结果验证了分析的正确性。     

MMC-LCC混合直流输电系统分段下垂控制策略

由模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)和电网换相换流器(line commutated converter,LCC)构成的混合直流输电系统中,LCC换相失败严重影响系统的安全稳定运行。文中首先分析MMC-LCC混合直流输电系统换相失败时的电流特性以及交直流电压特性。其次,考虑调制比对半桥型MMC的影响,采用MMC电压改善控制策略拓展电压调制比的可行域。然后,提出MMC电压分段控制策略,根据交流电压跌落程度的不同,分别设计直流电压参考值的调节方法,优化混合直流输电系统电压控制逻辑,实现MMC电压在正常运行与故障情况下的有效切换。最后,在MATLAB/Simulink中搭建MMC-LCC混合直流输电系统模型,对交流电压不同跌落程度进行仿真,结果表明所提控制策略能在实现故障穿越的同时提高直流电压控制精度,增强系统稳定性。     

500kV变电站开关无故障跳闸事故分析

介绍了500kV聊城变电站3次无故障跳闸事故的相关情况,通过分析监控系统SOE（Sequence of Events）及保护报文,进行现场绝缘检查、直流控制系统注入交流试验、控制系统分布电容参数测试及操作箱出口继电器动作参数测试,得出事故原因：因交流电源回路与直流电源回路之间绝缘不良。引起交流窜入直流电源回路．瞬间过高电压造成保护出口继电器的抖动,从而产生无故障跳闸事故。最后。提出了提高开关操作箱出口继电器的动作功率,降低跳闸回路分布电容数值等事故预防措施。     

MMC柔性直流换流站无功级联控制策略

模块化多电平换流器(MMC)可独立解耦调节有功、无功功率,使得柔性直流换流站具有在交流系统电压跌落工况下提供无功支撑的潜能。提出了MMC柔性直流换流站无功级联的控制策略,即将定交流电压控制和定无功控制级联,其中定交流电压控制包括桥臂电流辅助控制环节,并在故障清除后瞬间进行积分环节清零重置控制。以中国张北±500 kV四端柔性直流电网工程为例进行了仿真验证,结果表明相对于传统的定无功或定交流电压控制方式,柔性直流换流站无功级联控制方式可以兼顾电网稳态无功调节和暂态无功支撑等需求,快速平稳地输出无功功率,能在保证MMC设备安全的前提下提供暂态无功支撑,并缓解故障清除瞬间可能发生的暂态交流过电压。     

基于补偿原理的MMC-HVDC系统不对称故障控制策略

为提高模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统交流侧发生不对称故障时控制系统的运行特性,研究了电网发生不对称故障下的负序电流抑制和直流电压稳定的控制策略。针对双序内环电流控制系统需要进行电压电流的旋转变换且d轴和q轴之间存在耦合的问题,设计了二阶复数滤波器对电网电压的正负序分量进行提取,并采用电压补偿原理对提取出来的负序分量设计了负序内环电压控制器,对双序内环电流控制器进行了有效的改进,简化了控制系统的结构。为实现不对称故障下直流电压的稳定,基于模块化多电平换流器(MMC)低频连续模型,在不对称故障下推导出桥臂功率和子模块电容电压中均含有二倍频的负序波动分量和二倍频的零序波动分量,进而设计了二倍频零序补偿控制器。在PSCAD/EMTDC中搭建了上述控制器,仿真结果表明所提出的控制策略可以有效抑制负序电流、稳定直流母线电压。     

高精度电学参量标准族群的研究与建设

介绍了一套高精度涵盖交直流电压、交直流电阻、交流电压电流比例变换等工频交流测量领域的多种电学参量标准系统,详细介绍了其组成原理、架构、关键技术、工作流程、特点及系统实际运行情况。该系统以交流采样技术为核心,将交流量通过本标准系统直接溯源到直流电压、电阻、电流电压比例、时间等基本量,构建相互关联并互相验证的标准系统。通过实际运行表明该系统方法新颖、技术先进,对保证工频交流电能量值传递的准确可靠性、促进电学参量的测试技术及方法和电学计量标准的发展具有参考意义。     

基于母线电压微分前馈的直流微电网并网变换器控制策略

为解决直流微电网惯性低、抗扰动能力差的问题,提出基于母线电压微分前馈的直流微电网并网变换器电流控制策略。以三相半桥并网变换器为研究对象,根据不等式约束条件建立直流母线电压与电感电流线性控制关系,将母线电压变化率与原接网电感的稳态电流值相结合,作为电感电流的控制指令值。为降低扰动下母线电压跌落,利用能量与功率关系设计虚拟电容并将其引入母线电压控制环,实现在不增加实际电容的情况下提高直流微电网的抗扰动能力。同时,给出了加入虚拟电容后直流微电网的稳定性分析。仿真和实验验证了所提控制策略的可行性。     

Development of a hot-line diagnostic method for XLPE cables and themeasurement results

Hot-line diagnosis is needed to avoid breakdowns of XLPE (cross-linked polyethylene) cables due to water trees. The authors superposed a low DC voltage on an AC commercial voltage, measured the DC component of the current which passed through the insulation, and discovered that the DC component had a close relationship with the degradation caused by water trees. A hot-line diagnostic measurement system based on this DC superposition method was developed. The old cables that were removed and cables now in use were measured with the system; the results are reported     

张北数据港柔性变电站DC/AC变流器关键控制策略

柔性直流输电是实现新能源并网和直流电网的极具潜力的输电方式。文中在张北数据港设计构造了一台柔性直流输电系统用DC/AC变流器。所设计的变流器采用多变流器并联+z型接地变压器结构。为抑制离网下由于负荷特性而造成的输出电压不平衡与输出电压畸变问题,分别提出了变流器输出电压不平衡控制策略与输出电压谐波抑制策略,以保证设备的供电质量。为保证设备的不间断供电并提高设备的供电可靠性,提出一种主动限流控制策略,在设备离网供电模式下电力系统发生短路故障时进行主动限流。最后,搭建了2.5 MW DC/AC变流器进行实验研究。实验结果验证了所提控制策略的有效性。目前,该装置已应用于张北数据港柔性变电站。     

含混合多端直流的电力系统静态电压稳定域构建

针对含混合多端直流输电(Hybrid-MTDC)的交直流系统静态电压稳定域(SVSR)构建难题,提出一种含Hybrid-MTDC的交直流系统静态电压稳定域边界(SVSRB)快速搜索的预测-校正方法。计及多类型换流站的控制策略切换特性和站间控制策略协同,构建含Hybrid-MTDC的交直流系统连续潮流模型,搜索SVSRB上的首个临界点。借助获取的首个临界点信息,根据SVSRB拓扑特性,通过所提预测-校正模型实现含Hybrid-MTDC的交直流系统SVSRB上相邻临界点的快速、准确获取,进而构建出含Hybrid-MTDC的交直流系统SVSR。通过含Hybrid-MTDC的IEEE 5节点和IEEE 118节点测试系统对所提方法进行分析验证,结果表明所提方法可实现含Hybrid-MTDC的交直流系统SVSR高效、准确构建。