配电网故障及其控制措施研究

从配电网的结构以及内、外过电压水平和运行维护等方面对配电网故障进行了系统的研究.配电网内部过电压发生的几率较高,遭雷击的概率大、而其防雷措施薄弱,特别是缺少直击雷的保护措施.内部过电压和雷电过电压的共同作用对配电网的安全运行构成了很大的威胁.此外,恶劣的运行环境、不当的运行维护也是配电网故障频发的主要原因.提出了降低配电网故障的措施,如加强配电网的防雷保护,使用自动跟踪补偿消弧装置对铁磁谐振过电压和弧光接地过电压进行治理,降低配电网的故障建弧率,加强配电网的运行维护和设备管理等.     

小电流接地故障电弧建模及过电压分析

间歇性电弧接地过电压是小电流接地故障最大的危害之一,建立准确的电弧模型是研究过电压特征的基础。基于现有的几种动态电弧模型,提出改进的"控制论"电弧模型,并将该模型应用于小电流接地系统。通过在PSCAD平台上搭建10 kV配电网模型,研究基于工频熄弧和高频熄弧理论仿真间歇性电弧接地故障,并对比分析接地过电压的异同。仿真结果表明,所提电弧模型能够有效反映小电流接地故障的电弧特性,模拟出的过电压符合实际情况。证实在不接地系统中,高频熄弧产生的最大过电压明显高于工频熄弧;而在消弧线圈接地系统中,二者近似相等。     

基于静态开关技术的直流断路器仿真

综合机械开关的静态特性与电力电子开关的动态特性,能够实现快速且无弧的故障开断。基于此,提出了一种高速机械开关与双向集成门控晶闸管组件并联的组合新型拓扑结构,分析了混合式直流断路器的电路工作原理,并在Matlab/Simulink环境下搭建了实验仿真模型。所得仿真结果表明,所提出的断路器实现了故障在零电压情况下的无弧开断,且比传统直流断路器更为快速,故障切除后能够有效抑制过电压及故障电流的上升速率。     

限制弧光接地过电压的方法

在中性点不接地系统中弧接地过电压是一种常见的过电压,文章阐述限制弧光接地过电压的传统方法,推荐一种新方法。     

交流变频调速系统电机端过电压的仿真研究

分析了交流变频调速系统电机端过电压的产生及抑制机理,建立了逆变器、电缆、滤波器及电机的仿真模型,对影响过电压大小的因素及抑制效果进行量化研究.     

基于DSPIC单片机的消弧消谐控制器的设计

针对目前配电网中极易出现的弧光、金属接地过电压,以及铁磁谐振现象及其危害,提出了相关的消弧消谐控制算法,并介绍了如何利用单片机进行硬件和软件的设计,使对接地、谐振故障做出准确的判断,兼备一定的稳定性和容错性。     

弧光接地过电压触发电力系统外绝缘闪络的探讨

本文推出中性点不接地系统在单相着雷接地第一次发弧时,健全相的过电压概率分布密度函数。由此讨论了35kV线路发生闪络的可能性。     

传感器网络DoS攻击下随机系统的故障检测设计

针对在无线传感器网络拒绝服务攻击环境下一类不确定随机系统的故障检测问题,本文提出了一种基于分布式H∞滤波器的故障检测方案.利用服从Bernoulli分布的独立随机变量来描述传感器网络中的拒绝服务攻击现象.针对每个传感器节点设计了一种H∞分布式滤波器,用于产生残余信号并作为故障检测机制的评价函数,以实现系统故障检测.建立...     

基于Delta算子模型的时滞系统故障检测滤波器

研究了基于Delta算子描述的状态时滞系统鲁棒故障检测滤波器的设计问题.在传统移位算子描述的滤波器设计基础上,给出Delta算子描述的时滞系统滤波器模型,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,导出了此类系统的故障检测滤波器存在的充分条件和显示表达式,当该LMI具有可行解时,可得到Delta算子描述的时滞系统最优鲁棒故障检测滤波器.仿真结果表明:连续时滞系统和离散时滞系统的故障检测问题可纳入到Delta算子的统一框架中.     

离散切换系统的H_/H∞故障检测滤波器设计

为解决离散时间线性切换系统的故障检测问题,设计了满足混合H_-/H_∞性能指标的鲁棒故障检测滤波器.首先,通过构造故障检测滤波器来得到残差,并且为提高故障检测的性能,使用加权H_∞性能指标和H_-性能指标表示残差对于扰动的鲁棒性以及对于故障的敏感性,进而将鲁棒故障检测滤波器的设计问题转化为混合H_-/H_∞性能指标下的多目标求解问题.接着,利用多Lyapunov函数方法和平均驻留时间技术,先得到了初步的滤波器设计结果,然后通过引入松弛变量的方法解除了Lyapunov矩阵和系统矩阵的耦合,得到了保守性较低的结果,并将其表示为线性矩阵不等式形式.最后,使用一个例子进行仿真,为其设计了故障检测滤波器的参数矩阵,并得到了残差评价函数的仿真图形.仿真结果表明,所设计的故障检测滤波器可以实现故障检测的功能.     

高压直流输电送端电网暂态过电压机理与抑制策略综述

高压直流输电系统的换相失败、直流闭锁、近区交流短路故障等会导致送端电网暂态过电压,制约输电能力、威胁系统安全稳定运行。为此,首先梳理换相失败、直流闭锁、近区交流故障3种典型故障下直流送端电网暂态过电压产生机理的异同,明确暂态过电压的主要影响因素;其次,总结现有暂态过电压的抑制策略及其优缺点;最后,针对现有研究尚存的不足,指出剖析不同新能源送出场景的暂态过电压机理、揭示暂态过电压多影响因素耦合规律、构建多时空尺度暂态过电压协同抑制体系等3个方面是未来高压直流输电送端电网暂态过电压研究的重点。     

串联谐振型限流器主电路的设计

限流器面临的是故障电流工况,传统过电压保护技术不适合限流器装置.为了得出参数的合理范围,建立了阻抗模型,得出了限流指标与限流参数的函数关系.为了降低晶闸管阀电流应力水平,研究了保护装置换流过程,分析了故障状态下晶闸管阀的应力水平.对主电路结构进行了优化设计,提出了新型过电压保护电路方案.     

时滞离散LPV系统的鲁棒故障检测与分离

研究了一类具有时变时滞的离散线性参数变化系统的故障检测与分离问题,基于依赖于时变参数的滤波器构造残差产生系统,利用H∞控制理论将故障检测滤波器的设计归结为H∞滤波问题.所设计的滤波器能保证残差信号和故障信号之间的误差最小,且残差信号对控制输入、外界扰动信号具有鲁棒性.应用线性矩阵不等式技术得到了此类系统鲁棒故障检测滤波器存在的充分条件.数值仿真表明所提方法是可行的.     

弧隙间距对电弧故障电流波形的影响及检测方法研究

在串联电弧故障中,负载类型和弧隙间距是影响电弧电流波形特征的重要因素,然而当前大多研究集中在负载类型的影响上,对于弧隙间距的影响研究较少.本文基于电弧是一种气体放电现象,产生时伴有弧光这一依据,提出了一种利用弧光来标定电弧起熄时间的方法,方法在提高电弧故障试验数据可靠性的同时,还可以根据弧光信号的周期性脉冲计算电弧过程中电极距离的改变,进而分析弧隙间距对电弧电流波形及检测方法的影响.在此基础上,对几种典型负载进行了串联电弧故障试验,并用示波器同步采集了电弧电流和弧光数据,基于此数据分析了典型负载下弧隙间距对电弧电流波形特征以及不同检测方法的影响.分析结果对提高电弧故障检测方法的可靠性具有一定参考价值.     

断路器合闸过电压计算与分析

针对550kV变电站罐式断路器在投入空载输电线路时引起的断路器合闸电阻损坏问题,通过利用电磁暂态程序EMTP仿真单相断路器在不同合闸相角下的合闸过电压,计算了暂态过电压下合闸电阻的热量,发现合闸电阻故障的原因,重点分析了合闸过电压对断路器中合闸电阻绝缘的影响.仿真结果表明,由于线路中电抗器对合闸过电压具有一定的抑制作用,因此,各个节点上的过电压幅值较小,同时,合闸相角对合闸过电压幅值具有一定的影响.     

干式空心电抗器匝间绝缘试验方法有效性分析

对于35 kV及以下电压等级的干式空心电抗器,按照IEC和国家标准规定,匝间绝缘可以采用雷电冲击或匝间过电压两者之一进行试验.按照IEEE和行业标准规定,既要进行匝间过电压试验又要进行雷电冲击试验.为弄清楚如何试验更合理,以一台串联电抗器和一台并联电抗器为例,数值解析了存在匝间短路故障时的电感变化量,通过电路仿真研究了两种试验方法判断匝间短路故障的有效性,绕制了一台电抗器样品进行了试验验证.结果表明:干式空心电抗器匝间短路故障时电感变化小,靠雷电冲击波形判断匝间故障会造成误判,而匝间过电压试验更容易发现匝间绝缘故障.认为进行两种试验是必要的,建议采纳IEEE及行业标准对试验方法的规定.     

SF_6断路器预击穿引起35kV并联电抗器过电压试验与仿真计算

由于断路器动作特性和断弧能力,并联电抗器投切过电压将威胁其自身绝缘.为了确保新建并联电抗器稳定投入电力系统运行,采用实验和仿真计算的方法研究并联电抗器合闸过电压.现场试验发现SF6断路器合闸过程中存在预击穿放电现象,该预击穿过程使并联电抗器高压端产生了威胁其自身绝缘的过电压.为了研究该放电现象对并联电抗器绝缘的影响,在ATP-EMTP中建立SF6断路器合闸预击穿模型并计算并联电抗器上的操作过电压水平.实验和仿真计算结果均表明SF6断路器合闸预击穿过程将在并联电抗器高压端产生过电压.研究工作为指导变电站扩建和运行具有一定的参考价值.     

通用型变频器的常见保护功能探讨

本文以压机工序使用的西门子公司的MM440系列变频器为例,根据变频器在运行过程中出现的异常故障显示,分析原因并采取有效的处理方法,保证变频器的正常运行,阐述变频器在工业化生产中应用.本文以变频器的过电压欠电压保护,过热保护,接地故障保护,短路保护为例来阐述几个常见的保护功能.     

关于真空断路器应用分析探讨及改进措施

真空断路器在电力系统中被广泛的使用,但在使用中也存在缺陷,真空断路器保护失灵及真空断路器操作过电压是我们经常见的故障,本文通过对真空断路器在实际使用中存在的两个常见故障分析,得出一套改进有效消除故障的措施.     

配电网接地故障电压消弧新方法

随电力系统发展,配电网结构复杂,接地故障电容电流大,常规中性点经消弧线圈接地的电流消弧方式难以满足运行要求.介绍一种中性点非有效接地配电网接地故障电压消弧方法,当发生弧光接地故障时,将一电抗器接入故障相母线与地之间,钳制故障点电压,破坏电弧重燃条件,促进电弧自行熄灭;当发生永久性接地故障时,短接电抗器,旁路接地故障电流,降低故障点区域的跨步电压,并实现故障选线.仿真分析表明：该方法不受电容电流大小的影响,操作简单、成本低、消弧效果好,特别适用于风电场等对地电容电流很大的配电系统.