考虑直流控制系统影响的HVDC输电线路后备保护研究

在考虑直流控制系统影响的情况下,详细分析了HVDC输电线路区内、区外的故障特征以及直流控制系统的动作特性和控制状态。引入并分析了基于开关函数的交直流系统二次谐波计算等值模型。通过分析故障期间换流器触发角和直流侧二次谐波量的变化特征,提出了一种新的以换流器触发角为保护动作量,利用二次谐波分量闭锁的直流线路后备保护方案,给出了保护整定的理论计算方法。与直流线路纵联差动保护相比,该保护不因直流电流波动影响而被闭锁,保护动作时间较快;与微分欠压保护相比,具有更高的抗过渡电阻能力。通过PSCAD/EMTDC大量仿真计算,验证了该保护能可靠区分直流线路区内、区外故障,与直流线路纵联差动保护和微分欠压保护相比具有明显的优越性。     

高压直流输电线路微分欠压保护特性与定值整定

微分欠压保护是高压直流输电线路的主保护,其保护定值的合理性至关重要。研究了微分欠压保护故障电气量的动态特性,分析了故障位置、过渡电阻和运行工况对电气量的影响,从而为定值整定提供理论支撑。结合向上工程,分析了微分欠压保护判据,提出了微分欠压保护定值的整定方法。建立了向上工程的PSCAD/EMTDC模型,对保护定值进行了整定,并验证了定值的合理性。     

基于PSCAD/EMTDC的高压直流输电线路保护仿真研究

本文在PSCAD/EMTDC平台上建立了实用的直流输电线路行波保护系统模型。通过分析高压直流线路发生故障后的特点,按照行波保护的原理,利用直流线路发生故障瞬间,线路上产生的暂态电流电压行波的幅值和方向不受控制系统作用影响的特点,通过计算直流电压下降率和直流线路故障前后的电压电流行波差值,来判断直流线路是否发生故障。在南方电网贵广直流输电系统仿真模型上对所建立的直流输电线路行波保护系统进行了仿真测试,通过设定极1整流侧直流线路发生接地短路故障,验证行波保护系统的动作情况,仿真测试结果证明了本文所建立的线路行波保护系统的正确性和实用性。     

高压直流输电线路行波保护实用整定原则

现阶段行波保护缺乏成熟整定原则,导致整定计算效率不足且隐藏误整定因素。基于此,提出高压直流输电线路行波保护的实用整定原则。考虑直流输电线路区内、区外不同故障类型,分析了直流线路端口电压变化率、电压变化量、电流变化量的故障响应特性;揭示了行波保护电压变化率、电压变化量、电流变化量动作判据的功能,分析了各动作判据的逻辑配合关系;考虑保护灵敏性和选择性要求,提出了各动作判据定值的实用整定原则。基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提整定原则的有效性。     

直流线路行波保护特征量动态特性与整定研究

现有的高压直流输电线路行波保护整定计算缺乏统一适用的方法,保护可靠性有待提高。采用基于EMTDC仿真计算的手段分析了直流线路行波保护各特征量(电压变化率、电压变化量以及电流变化量)在不同种类故障条件下以及非故障扰动条件下的动态响应特点及规律,进而研究了直流线路行波保护各判据所具有的基本功能及其相互间的逻辑关系。在此基础上提出了各判据进行整定计算所需边界条件的确定原则,从而形成了直流输电线路行波保护整定计算的基本方法。基于实际高压直流输电线路参数的行波保护整定算例验证了该整定计算方法具有良好的可靠性和灵敏性。     

线路故障对SVC的影响及保护整定分析

强直弱交的超高压电网采用SVC作动态无功补偿,可增强系统稳定性和安全性。负荷线路故障引起SVC保护误动作,会加剧系统运行工况。从几种典型线路故障特征出发,分析故障后TCR支路电流电压特征;故障期间TCR直流分量对晶闸管触发导通的影响。指出当前SVC欠电压保护的不足,提出SVC欠电压保护的整定调整方案及TCR支路故障整定的改进方向,可显著改善SVC保护可靠性。结合实际案例及仿真验证,证明方法的有效性。对改善SVC保护整定具有一定意义。     

高压直流纵差保护动作特性分析及改进

直流线路保护中,行波保护和微分欠压保护难以检测到高阻接地故障,作为后备保护的纵差保护也因为特殊闭锁逻辑的存在使保护动作延时加长,导致极控保护动作,将故障极闭锁。结合事故实例,基于实际的控制保护模型与参数的PSCAD/EMTDC仿真平台,采用实际故障录波分析和仿真分析相结合的手段,系统的分析了直流线路纵差保护拒动原因,并从逻辑上引入交流电压UAC辅助判据,从原理上解决了保护拒动的问题。实际高压直流输电工程的仿真分析验证了该辅助判据的有效性。     

基于单端暂态电流和差比的柔性直流配电系统断线保护

直流配电系统单极断线故障特征不明显,现有的单极断线保护依赖单一电气量量测,难以通过定值整定准确可靠地识别故障线路。文中提出一种基于单端正负极电流和差比的新型断线保护。通过分析四端直流配电系统开环与闭环运行模式下单极断线的故障机理,得出单极断线故障下故障极与非故障极线路电流的变化差异,进一步利用两者线路电流的和与差作商放大故障极与非故障极的差异,达到可靠识别故障极线路的目的。所提保护原理简单,计算量小,避免了定值无法整定的问题,基于本地测量信息即可实现快速故障识别与选极。最后,通过仿真验证了该方法的可靠性。     

±800 kV直流线路故障过程中电磁耦合特性与保护研究

为提高直流输电系统运行的可靠性,实现直流线路保护的有效动作,避免误动,必须对直流输电系统的电磁耦合特性进行研究。以云广特高压直流输电工程为研究对象,并参照其线路参数,建立了包含杆塔、输电线路、避雷器、绝缘子串闪络以及换流站内各种设备的仿真模型。采用EMTP,以雷击直流输电线路极导线、一极接地故障后对另一极的影响为具体算例进行仿真计算。对仿真结果进行分析,结果表明在故障情况下,对直流输电线路感应电压影响较明显的是土壤电阻率、极线间距与接地故障位置,而线路运行电压对感应电压的影响不大。比较研究了不同故障过电压仿真结果,对于雷击故障,可以用电压突变量的比值来确定故障极;对于接地故障,用分别对金属性接地和阻抗接地故障波进行小波变换分析的结果作为区分依据。最后,依据故障区分特性,提出了考虑电磁耦合的高压直流输电线路保护判据和保护整定方案,经过验证表明,所提出的保护判据可有效地区分输电线路故障。     

特高压直流输电线路雷击暂态过程与行波保护响应特性分析

针对实际工程中特高压直流输电线路雷击事件,采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC实现雷击特高压线路的小步长仿真,解决了目前仿真方法未能与保护分析工作相适应的问题。主要分析了发生非故障性绕击、故障性绕击以及反击时保护安装处电压、电流的暂态过程,描述各电气暂态量在雷击极与非雷击极的主要特征及区别。结合实际行波保护模型的动作情况,对比非故障性绕击、故障性绕击以及反击下d U/dt判据、DU判据、DI判据在雷击极与非雷击极的响应结果,梳理雷击特高压直流输电线路行波保护判据的响应特性,指出在故障性绕击、反击场景下非雷击极行波保护误动情况是由于线路耦合导致在雷电流波头上升阶段出现非雷击极保护的DU、DI判据满足整定值造成的。最后给出了提高特高压直流系统行波保护雷击可靠性的优化思路。     

桥臂轮流导通换流器谐波特性

分析了桥臂轮流导通换流器(AAMC)的交流谐波特性和直流谐波特性,并提出了谐波控制的方法。子模块电容电压的波动导致换流器输出交流电压、电流包含高次谐波,通过采用带有三角形绕组的换流变压器,AAMC输出的交流电压、电流将只含有6k±1次的谐波,其中最低次为5次谐波,更高次谐波将显著降低,通过优化选择子模块电容和换流电抗器可以将谐波控制在相关标准的范围内。采用提出的将2个交流侧电压相位相差30°的AAMC阀组在直流侧进行串联的方案,直流侧电压、电流将只含有12k次谐波,谐波幅值将只有非串联方案的1/4,直流侧平波电抗器的取值降低为非串联方案的1/8。PSCAD/EMTDC仿真验证了谐波特性分析和谐波抑制措施的有效性。     

An efficient numerical derivation of group delay characteristic from prescribed characteristic function

This paper proposes an efficient method of deriving the group delay characteristic only from the prescribed characteristic function of a resistively terminated LC 2-port network with the aid of a special numerical integration technique. As a by-product of the method, the transfer function of the network can also be derived. the idea of the method is based on the Hilbert transform relation between the attenuation and phase of the minimum-phase polynomial. A simplified Hilbert transform relation is presented which avoids the improper integral of its original form. the analysis of the error due to the numerical integration applied in the method and the comparison with a conventional method concerning execution time and accuracy are included.     

Calculation of gas turbine characteristic

The reasons and regularities of vapor flow and turbine parameter variation depending on the total pressure drop rate π* and rotor rotation frequency n are studied, as exemplified by a two-stage compressor turbine of a power-generating gas turbine installation. The turbine characteristic is calculated in a wide range of mode parameters using the method in which analytical dependences provide high accuracy for the calculated flow output angle and different types of gas dynamic losses are determined with account of the influence of blade row geometry, blade surface roughness, angles, compressibility, Reynolds number, and flow turbulence. The method provides satisfactory agreement of results of calculation and turbine testing. In the design mode, the operation conditions for the blade rows are favorable, the flow output velocities are close to the optimal ones, the angles of incidence are small, and the flow “choking” modes (with respect to consumption) in the rows are absent. High performance and a nearly axial flow behind the turbine are obtained. Reduction of the rotor rotation frequency and variation of the pressure drop change the flow parameters, the parameters of the stages and the turbine, as well as the form of the characteristic. In particular, for decreased n, nonmonotonic variation of the second stage reactivity with increasing π* is observed. It is demonstrated that the turbine characteristic is mainly determined by the influence of the angles of incidence and the velocity at the output of the rows on the losses and the flow output angle. The account of the growing flow output angle due to the positive angle of incidence for decreased rotation frequencies results in a considerable change of the characteristic: poorer performance, redistribution of the pressure drop at the stages, and change of reactivities, growth of the turbine capacity, and change of the angle and flow velocity behind the turbine.     

阀控免维护铅酸蓄电池循环特性的研究

采用高倍率放电循环试验方法,研究了阀控免维护铅酸蓄电池在循环过程中端电压和容量的变化规律。试验结果表明,试验温度对蓄电池循环放电深度有较大的影响。在1 h放电循环试验中,蓄电池C1容量与C10容量几乎同步下降,蓄电池组提早失效的原因之一是电池内各单体动态一致性变差,循环后期蓄电池容量受正极容量控制。因此,在现有技术水平的前提下,改善充电接受能力,提高动态均匀一致性,是延长蓄电池使用寿命的有效途径之一。     

堆石料风化过程中的抗剪强度特性

利用新研制的堆石料风化试验仪,对泥质粉砂岩堆石料进行了荷载作用下干湿和温度耦合变化的风化试验。通过对风化后试样直接就机进行直剪试验,探讨了风化过程中堆石料的抗剪强度特性。研究结果表明,在较低应力状态下风化时,堆石料抗剪强度发生明显降低,颗粒劣化作用占主导;在较高应力状态下风化时,堆石料压密作用占主导作用,其抗剪强度反而会有所增加。在堆石坝工程中,堆石料风化一般仅会引起浅层滑坡问题。     

傅氏算法的滤波特性分析

目前的一些文献普遍认为,全波傅氏算法能够滤除整数次谐波,半波傅氏算法能够滤除奇数次谐波,但该文认为这种观点是有待商榷的。文章根据正弦信号采样的不确定性,分析了电力系统中的信号采样结果与采样频率的关系,并分析了傅氏算法的频率响应函数的性质,总结了傅氏算法的滤波性能特点,并进一步分析了衰减非周期分量以及频谱泄露对傅氏算法造成的影响。     

傅氏算法的滤波特性分析

目前的一些文献普遍认为,全波傅氏算法能够滤除整数次谐波,半波傅氏算法能够滤除奇数次谐波,但该文认为这种观点是有待商榷的.文章根据正弦信号采样的不确定性,分析了电力系统中的信号采样结果与采样频率的关系,并分析了傅氏算法的频率响应函数的性质,总结了傅氏算法的滤波性能特点,并进一步分析了衰减非周期分量以及频谱泄露对傅氏算法造成的影响.     

不失超型SFCL特性仿真分析

对不失超型SFCL限流时的线路电路变化曲线进行了理论分析和仿真计算，研究了其对节点测量阻抗和线路电流谐波特性的影响，并就动作电流对其特性的影响进行了详细分析。仿真计算结果表明，不失超型SFCL的阻抗虽然随着线路电流周期性变化，但对线路电流谐波特性的影响不大，完全可用于电力系统，它对节点测量阻抗的影响与其动作电流有直接关系。     

静止无功补偿器改进U-1特性控制

静止无功补偿器(SVC)的传统U-I特性中,线性控制域内提供了等量的容性无功与感性无功容量,而电力系统在实际运行过程中对两者可能的最大需求并不一定相等。提出在SVC线性控制域内进行分段控制,分别给容性无功部分和感性无功部分定义不同的调差率,针对系统具体运行情况,分别执行不同的U-I特性。改进U-I特性中,容性补偿与感性补偿情况下的调差率分别依据系统对容性无功与感性无功的实际需求来确定。对典型双峰日负荷曲线下系统的运行情况进行动态仿真,结果表明:当系统对感性无功需求小于容性无功时,改进的U-I特性能够使SVC达到几乎相同控制目标的同时还可以在一定程度上减小SVC的额定无功功率;当系统对感性无功需求大于容性无功时,改进的U-I特性可以有效地保证系统的安全稳定运行。     

浙赣电气化铁路牵引负荷特性分析

近年来,电气化铁路在我国铁路系统有了很大的发展。但在运行过程中,存在着一些问题,主要表现在严重的负序、谐波、无功及负荷波动,这些问题对沿线供电母线的电能质量具有相当大的影响,从而严重制约着电气化铁路的发展进程。本文以浙赣电铁220kV玉山变牵引负荷为例,对其部分负荷特性进行分析。