直流系统故障支路综合保护与隔离技术研究

直流支路是变电站直流系统最常发生故障的区域,现有的绝缘监测系统只能进行故障报警,故障定位和隔离主要还是依赖专业人员借助检测装置手工完成。为此,提出了适用于变电站直流系统故障支路的综合保护与隔离技术,并进行了保护装置的设计与开发。通过实验验证,该综合保护装置在直流支路发生短路故障时能迅速切断短路电路,发生环网故障、绝缘降低、交流窜入和接地故障时,能将故障限制在故障支路内,保证直流母线的正常运行。     

基于智能电流控制设备的直流配电网故障穿越方法

低压直流配电网常规低压配网开关的开断速度难以保障系统双极短路故障的快速隔离.在配电网中引入了智能电流控制设备,直流变压器低压侧配置改进直流阻断模块,在故障时阻断电源对故障点的短路放电,实现故障电流的快速抑制;馈线开关柜配置阻尼断路器,故障时高速开关快速分断投入阻尼电阻,增大短路回路的阻抗.该方法在馈线出现短路时,可快速隔离故障,故障隔离后通过改进直流阻断模块将电源重新投入系统供电,实现了系统的故障穿越.通过RTDS仿真验证了所述故障穿越控制策略的有效性.     

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。     

基于主动探测的直流微电网故障区段辨识与快速恢复策略

直流微电网是未来智能配用电系统的重要组成部分.直流系统故障时,冲击电流上升速度快,可供保护获取的数据信息极少,严重影响直流保护的故障诊断.将电力电子变流器的故障控制与保护相结合,提出了一种基于主动探测的直流微电网故障区段辨识与快速恢复策略,通过增加AC-DC变流器的故障控制模块,使其具有主动注入短路电流的能力,进一步协同直流保护装置,实现对故障位置的准确识别和快速隔离.同时,各变流器还能基于本地电压和探测电流信息自动诊断故障消除情况,以快速恢复系统运行.基于实时数字仿真平台的仿真结果表明,所提策略能够在故障发生后100 ms内完成故障定位与隔离,大幅降低了对系统供电的影响,具有一定的工程应用价值.     

母线连接开关和换流器协调控制在电网故障保护中的研究

对于微电网,变流器和机械接触器的协调运行能快速隔离短路故障,同时保持负载功率的连续性.整个过程快速限制电流、断开母线、通过隔离器重新配置母线及激活电网,可在几毫秒内完成,在此期间二极管隔离的负载侧电容器继续向重要负载供电.对于大范围配电网系统,重新配置可在８~１０ms内完成,满足了 CBEMA 和IEEE电能质量标准的要求.鉴于故障电流与配电系统大小、连接到系统的电源数量、系统电压等级及隔离器性能的关系,提出直流系统故障期间动态响应参数的估计方法,并在仿真和试验中验证。     

隔离可控电流源装置的研制与应用

<正>1 问题的提出照明线路发生接地短路故障时,电源断路器送不上电,无法进行电流测量。此时,需要在接地线路中串接负载构成回路后方可送电,通过测量电流的方法快速查找接地点。由于线路故障为接地短路故障,送电时导致外壳及灯杆带电,极易发生触电事故!为解决这一问题,我们从如何向接地短路线路提供一个与电网隔离、输出电压安全、不怕负载短路供电电源的角度出发,研制了隔离可控电流源装置。通过该装置给短路故障线路提供一个安全、可控的电流源,     

0.4kV低压配电系统安装位置的选择与剩余电流参数调整研究

当前低压配电系统中剩余流量保护装置出现跳闸的主要原因在于:电力用户侧没有对剩余流量保护器进行安装,同时,由于部分0.4kV低压配电线路维护措施不当,导致绝缘老化破损处中的电流在阴雨天气中反流回电源,使流量保护装置出现跳闸故障.目前用于低压配电保护装置的主要原理分为两种,分别是电压动作型与电流动作型.文章先对剩余电流保护装置所在配电系统的位置进行阐明,并通过对市面上代表性电流保护装置进行比对分析,提出优化0.4kV低压配电系统剩余流量参数调整的实效办法,结合《低压配电设计规范》标准化要求,合理调整安装位置与保护参数,以此规避剩余电流导致的跳闸故障.     

母线连接开关和换流器协调控制在电网故障保护中的研究

对于微电网,变流器和机械接触器的协调运行能快速隔离短路故障,同时保持负载功率的连续性。整个过程快速限制电流、断开母线、通过隔离器重新配置母线及激活电网,可在几毫秒内完成,在此期间二极管隔离的负载侧电容器继续向重要负载供电。对于大范围配电网系统,重新配置可在8~10ms内完成,满足了CBEMA和IEEE电能质量标准的要求。鉴于故障电流与配电系统大小、连接到系统的电源数量、系统电压等级及隔离器性能的关系,提出直流系统故障期间动态响应参数的估计方法,并在仿真和试验中验证。     

基于电流差动的直流配电网保护方案

针对直流配电网在发生短路故障时,短路电流上升迅速,直流断路器无法快速动作从而切除故障的问题,首先基于三相两电平电压源换流器构建直流配网的电源模块。分析了单端电源向无源网络供电时发生极间短路故障和单极接地短路故障的故障特征,提出了一种低电压保护和电流差动保护联合的保护方案,并且通过投切后备电源提高了供电的可靠性。最后在PSCAD/EMTDC平台中进行了仿真验证,结果表明在直流配网发生短路故障时,该保护能够快速可靠动作,并具有良好的选择性和灵敏性。     

剩余电流保护装置不能用于IT系统的绝缘监测

问 请问剩余电流保护装置（RCD）能否用于IT系统的绝缘监测？ 答 线路或电气设备绝缘受损发生漏电时,RCD能自动切断故障设备的电源。能否用RCD监测IT系统的绝缘是否受损接地,以达到报警和切断故障回路的目的？答案是不能。     

直流微电网中电压源型变流器故障穿越控保协同策略

目前，直流微电网的保护方案主要是基于传统保护思想，由于直流故障时冲击电流大、上升速度快，可供使用的数据信息极少，导致对保护装置的快速检测和开断能力要求较高，大幅增加了系统的建设运行成本。以典型直流微电网为研究对象，深入分析了AC/DC、DC/DC等电压源型变流器的故障特性，提出了一种具备直流故障穿越能力的电压源型变流器控保协同策略，通过设计通用的直流故障穿越模块，能够在故障发生时快速隔离故障，并主动输出稳定可控的短路电流，以降低保护检测难度；同时，该附加模块还能自动诊断外部故障清除情况，以快速恢复系统运行。最后通过仿真验证了所提控保协同策略的有效性。     

高压输电线路在线监测装置供能电源的研制

为解决高压输电线路在线监测装置的供电问题,研制了一种新的电源供电方法:通过电流互感器线圈从输电输路上获取电能,采用控制电路控制后端储能电路的通断,为负载提供稳定的3.4 V直流电能,有效地解决了高压线路的电子设备的电源问题。基于此设计研制的电源经测试表明,该方法能在导线电流50~1 000 A范围提供安全稳定的电能,电源还设计了提高电源可靠性的措施,在线路遭受雷击或短路时可实现自我保护。     

光伏系统的控制与保护电器

光伏系统与传统直流电路开断性能进行了对比,提出了用于光伏系统的直流隔离开关的特殊要求.由于光伏电源的非线性,所以过电流保护主要保护逆向电流.介绍了串保护开关电器和直流隔离开关,介绍过电压保护和直流电涌保护器、电弧故障保护和直流电弧故障断路器对于光伏系统的重要性.最后介绍了正在研发的用于光伏系统具有相对小尺寸和高开断性能的专用直流隔离开关.     

核电厂直流系统绝缘监测技术的研究

核电厂直流系统为重要控制和保护负荷供电,对核电厂安全稳定运行起到至关重要的作用。接地故障是危害直流系统可靠供电及其负荷正确运行的主要因素之一。简要介绍了直流系统接地故障的原因和危害,对直流系统一点接地和两点接地故障模式进行深入分析。为避免一点接地引起的故障,需在直流系统设计中采取优化措施;为避免两点接地引起的故障,则应采用绝缘监测装置。对各类绝缘监测方法进行研究和评估,并对现有绝缘报警定值的设计方法进行深入分析。最后提出了绝缘监测报警定值设计的改进方案。     

舰船直流限流器故障快速保护装置的设计

舰船直流电力系统的短路电流在几ms内就可达到峰值,限流器必须快速检测并限制故障电流,从而有效抑制短路电流对系统的冲击。提出了基于电流变化率di/dt与电流幅值I双重判据的快速检测短路故障原理,以CPLD器件核心开发了保护装置,并对该装置进行了试验验证,试验结果表明,故障快速保护装置可以满足舰船直流电力系统的短路保护要求。     

面向直流配电系统的新型固态故障限流器设计

与交流配电相比,直流配电具有供电容量大、线路损耗小、电能质量好、有利于分布式电源接入等一系列优点。然而,保护技术的不成熟在很大程度上限制了直流配电系统的发展。针对当前直流配电系统保护技术中存在的问题,提出一种新型固态故障限流器。该限流器采用晶闸管与IGBT相结合的方式,不仅可以快速响应直流电网的故障电流,而且减少了功率损耗。当发生短路故障时,采用峰值电流控制策略可以进行电流控制,将短路电流限制在一定的范围内。     

基于本地信息的有限选择性直流微电网保护方案

为兼顾直流保护的经济性和选择性,提出一种面向双端直流微电网的有限选择性直流保护方案。首先划分保护区域,分析直流短路故障下的突变电流方向和变化率特征。继而利用区域出口线路的电流突变量信息和有限数目直流断路器的延时配合,形成二级级差式保护方案。待故障电流降至为零,分布式电源有序重启,基于本地电流或电压信息完成“握手式”的健全区域供电恢复。Pscad仿真结果表明,所提保护方案能够摆脱对远程通信的依赖,实现对故障区域的快速辨识和有效隔离。     

支撑电容可分离的直流变压器短路故障电流限流控制方法

直流配电系统因线路阻抗低,线路短路故障时电流上升率高,会造成电流限流困难及线路设备二次恢复运行速度慢等问题.该文针对直流配电网中目前存在问题进行分析,提出一种主动控制实现的电力电子变压器短路电流限流新方法.通过对电力电子变压器电路拓扑的改进,并辅以相应的输出电流主动控制方法,实现在发生直流短路故障时切除变压器内部的支撑...     

环形直流微网短路故障分析及保护方法

以环形风电直流微网为研究对象,深入分析直流母线发生双极短路故障时电压源变流器(VSC)的故障特性,并据此提出以电流差动保护为主保护、欠电压保护为后备保护的环形直流微网故障定位与保护方案。该方案通过检测直流线路的输入、输出电流及其差动电流来定位和隔离故障线路,并配备欠电压后备保护以确保故障下直流微网系统的安全运行。基于MATLAB/Simulink对环形直流微网进行仿真研究以验证所提保护策略的可行性。仿真结果表明,在线路发生双极短路故障时,保护系统能够根据线路差动电流值做出快速响应,从而实现了直流微网系统短路故障的定位和隔离。     

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.