电力系统故障计算中关于两回并联互感线路的一种简便处理方法

本文将电力系统故障计算中常见的两回并联的均匀互感线路的各种状态(两回并联互感线路同时接入网络或从网络断开,其中任一回线的接入、断开、检修时两端接地,任一回线上的任意点发生故障,任一回线的一端断开),分别处理为等效的无互感电路,把互感线路状态的变化变为其等效电路阻抗参数的变化或等效电路支路上出现的新节点,利用网络增接无互感链支的修正算法与支路上任意节点阻抗元素的算法,直接从互感线路的阻抗参数和状态变化前的网络节点阻抗矩阵z,可迅速得出状态变化后的网络节点阻抗矩阵Z＇。本文所提出的算法具有统一的计算公式,较现有其它方法简便,计算速度快,简化了互感支路电流的计算。本文给有算例。     

数学形态滤波的电器瞬动保护算法

配电网出现单相接地故障时,故障相会出现大短路电流.智能电器要求在出现大短路电流情况下尽快启动瞬动保护,清除故障.但目前瞬动保护算法难以保证在各种短路情况下都能快速清除故障,保护重要负荷.本文对智能电器的瞬动保护算法进行了研究,提出了基于数学形态学(MM)滤波的瞬动保护算法,该算法先用级联数学形态滤波器对短路电流信号进行滤波,有效滤除了故障信号中的非周期分量和高频分量,滤波后用快速求导算法计算短路电流的有效值.算法简洁快速,兼顾瞬动保护的快速性和可靠性、不但有效地保护了线路和负荷,而且能缩短短路引起的电压暂降的持续时间,减少了短路造成的经济损失.     

线路两相电流差特性分析

本文先从理论上分析了线路两相电流差的特性,指出不论在短路点发生什么类型的相间短路,两相电流差总是相同的。然后用动模实验验证了该理论分析,进一步说明线路发生相间短路时,两故障相间的相差电流大小等于三相短路时单相电流的倍,与非故障相有关的两相电流差则小于故障相间的两相电流差值,且两故障相间电流差的大小与短路类型无关。最后,根据两相电流差的特性提出用相差电流作为相间短路保护的判据,该保护自动具有故障类型自适应的功能。     

电力系统不对称运行计算方法的研究

在三相电力系统分析和计算中，由于电路存在互感或发生故障而导致三相电路不对称，加大了系统网络分析和计算的难度。采用“相分量法”建立电网各种不对称条件下的无互感等值电路，通过修改故障前的电力网络中的节点导纳矩阵，列出网络方程，求解各点电压和电流值。“相分量法”对分析存在互感或发生故障等不对称网络有效，不受网络参数对称与否的限制，拓宽了电力系统不对称电路的计算方法，简化了计算过程。算例演示了计算步骤和方法，表明该方法是分析线路存在互感、短路或断路不对称运行计算的一种有效的方法。     

基于电压信息的 MMC 直流电网直流侧保护方案

针对柔性直流输电系统运行时线路发生短路故障,识别故障线路所在以及解决电网短路电流快 速上升产生的过能量难题,提出利用输电线两端加装电感的电压信息作为故障判据的线路保护方法。 该方 法利用短路发生后电流上升,使得电感感应电压的极性发生变化的原理确定故障线路并启动直流断路器,此 为主保护;主保护拒动时,启动后备保护,通过检测电感感应电压是否超过整定值以确定故障线路并断开,利 用设计的 BPI(Buffer Protection Identification)将线路中的过电流缓冲吸收以保护整个故障线路;在 PSCAD/ EMTDC 上搭建三端环状柔性直流输电系统,模拟线路发生单极短路、双极短路,仿真结果表明:线路发生故 障时,主保护可以快速识别故障线路所在并切开线路,提高了故障识别的灵敏性,主保护拒动时,后备保护启 动识别故障线路,提高了线路整个保护方法的可靠性。     

不同故障类型下具有相同灵敏度的配电网自适应电流保护

针对配电网电流保护的特点，提出了一种彻底消除配电网中负荷电流对保护灵敏度影响的算法，根据存在负荷电流的情况建立动作判据，将考虑负荷电流影响时的两相短路电流归算为同一点三相短路电流，然后再与定值作比较，从而克服了目前的电流保护普遍存在的由于受负荷电流的影响而使保护在两相故障时灵敏度降低的缺陷。仿真结果表明，本算法在理论上可以完全消除负荷电流的影响，使保护在两相短路时的灵敏度与三相短路时的相同。     

单相自动重合闸永久性故障识别新方法研究

提出一种识别高压输电线路单相接地故障类型的新方法.高压输电线发生单相接地故障,两侧断路器完全开断后,从线路首端检测线路对地电流,瞬时性故障时为很小的本线路电容电流;永久性故障时为较大的电磁耦合电流.通过检测故障线路对地电流的大小实现短路故障类型的判断.该方法可有效识别单相接地短路故障类型,有一定耐过渡阻抗影响的能力,仿真结果验证了该方法的有效性.     

小波阈值降噪在输电线路短路故障中的应用

输电线路的破坏多半是由短路故障引起的,通过分析短路故障,采用小波分层阈值对故障后的短路电流进行降噪.笔者依据实际电力系统输电线路进行短路故障实例仿真,仿真结果表明小波分层阈值不但能有效对故障后的短路电流进行降噪,而且其降噪后的均方误差比小波全局阈值降低了45.9%,从而为下一步故障测距提供有利依据.     

线路两相短路故障电流控制的新方法

两相短路后,传统方法是切除故障线路,但这可能导致系统潮流大转移并可能引起系统不稳定,造成大面积停电事故。为此提出一种新型的故障电流控制器及与之对应的控制方法。故障电流控制器由串联变压器、并联变压器、2个可调电感以及有载调节开关构成,嵌入在线路的两端,工作时等效于电压源和电感的串联。两相故障后,改变与并联变压器原边相连开关的位置,将改变故障电流控制器等效电压源电压的相位,使故障相线路发送端(接受端)的电压源电压与超前(滞后)于故障相的电源电压同相,再协调控制2个可调电感,能独立控制其等效电压源电压的幅值和电感值,适当地控制这2个分量,能控制故障相间的线电流等于正常电流,该状态下线路的故障电流不仅为0,同时故障线路的电流也等于其正常运行时的电流,并在此基础上提出了两相短路故障电流的控制策略,建立了与之对应的控制系统。该方法能保持故障线路的继续运行,提高了线路供电的可靠性。实验证明了故障电流控制器能控制故障线路上的电流,使其等于正常运行电流,同时理论分析和仿真结果也证明了提出的故障电流控制器以及与之对应的两相短路电流的控制原理、控制策略的正确性。     

基于行波固有频率的VSC-HVDC直流输电线路双极短路故障保护与定位

提出了运用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)对电流进行频谱分析获取固有频率的方法,实现对VSC-HVDC直流输电线路双极短路故障的保护与定位.在高压直流输电线路双极短路故障条件下,对输电线路两端采集到的双极电流相量进行相模变换得到电流模量,从线模电流分量频谱分析结果中提取固有频率主频率和二次频率,运用输电线路两端的线模电流分量固有频率主频率差作为主保护判据,固有频率二次频率作为辅助保护判据,实现直流输电线路双极短路故障保护;利用固有频率与故障距离之间的关系,完成故障定位.通过PSCAD/EMTDC仿真和Matlab数据分析验证了该方法具有较高的可行性.     

简单电力网三相短路电流的计算

本文分别对没装自动调节励磁装置和装有自动调节励磁装置的同步发电机,当其端点或端点附近短路时的三相短路电流进行了理论分析和计算公式推导,并得出两种情况下,次暂态短路电流I”dz及冲击电流ich的计算方法相同,稳态短路电流I_∞的计算方法不同.     

基于牛顿插值法的短路电流计算

利用牛顿插值法和查短路电流表来计算供电系统两相短路电流,是工程上广泛采用的方法。     

基于COMSOL多物理场仿真的短路工况下变压器轴向电磁力的计算

过大的短路电磁力会影响变压器的安全运行及电网的稳定性。为了计算研究短路条件下变压器绕组的轴向电磁力,建立了110 kV/38.5 kV/10.5 kV的变压器“磁场-电路”耦合模型,使用COMSOL Multiphysics软件对三相高压对中压绕组短路工况下的变压器进行了仿真,并得到了铁心磁密和内部辐向漏磁磁密的分布、B相高压中压绕组所受的轴向电磁力以及在不同电流载荷下绕组所受轴向电磁力的变化规律。结果表明,变压器内部辐向漏磁磁密主要集中在绕组端部,峰值可达0.03 T,绕组中间位置,辐向漏磁磁密为0。绕组所受轴向电磁力的频率主要为50 Hz和100 Hz,且随着短路时间的增加,其二倍频特性更加明显。随着短路励磁电流增加,绕组受到的轴向电磁力也会增大,且轴向电磁力增幅等于电流增幅的平方。     

光伏专用逆变器保护系统的设计

光伏专用逆变器系统在实际运行时 ,既要有快速保护又要避免误动作 ,并兼顾实时性和可靠性。系统着重考虑了过载电流保护和短路电流保护。短路电流保护保证出现短路电流时及时封锁 SPWM输出 ,反时限保护保证系统具有短时过载能力 ;硬件保护具有快速性的特点 ,软件保护具有灵活性的特点。这就保障了系统硬件有欠压、短路电流保护 ,软件有过热、过放、过载保护。     

复杂非线性电阻电路的优化分析方法

以复杂非线性电阻电路分析为背景，将电路分析的基本原理和计算方法相结合，以电路电流和节点电位为设计变量，以每个支路的电位关系和节点电流关系为条件来构造优化目标函数，提出一个复杂非线性电路的优化分析计算方法。并编制计算程序计算一个具体非线性电路算例，表明计算精确高，结果准确，为复杂电路计算提供了良好的分析方法。     

相量图解法在电工计算中的应用

用相量图解法分析计算单相正弦交流电路在不同性质时的电压和电流;通过实例说明相量图解法计算中的应用,介绍一种利用相量图解法分析计算三相正弦交流电路出现不对称运行时负序电流的方法。     

变频调速系统——短路换相式电流型逆变电路

针对应用较为广泛的串联二极管式电流型逆变电路变频调速系统存在的缺点,提出了一种新型的短路换相式电流型逆变电路。对该短路换相式电流型逆变电路的换相过程分析表明,该电路系统具有不存在叠加尖峰电压、电容器的充电电压与负载大小无关以及负载电流对换相过程影响小等优点。同时该换相分析过程也表明该新型短路换相式电流型逆变电路适用于泵类、风机类等负载。     

整流式故障电流限制器对高压断路器开合能力的影响

该文指出整流式故障电流限制器在限流过程中降低了短路电流幅值,改变了短路电流波形,明显地影响到高压断路器的关合开断能力。应用电磁暂态程序(EM TP)仿真计算了整流式故障电流限制器对高压断路器关合开断过程有影响的7种因素,包括开断电流值、三相开断时后两相开断电流值、短路电流最大值、电流过零前的电流下降率、电弧能量、恢复电压幅值及上升率。计算分析表明电流过零前的下降率较同样幅度的正弦电流可增大到6倍,电弧能量可增大50%,短路电流峰值将降至25%,后开相电流可增大29%。这些对高压断路器的开断、关合能力影响很大。     

分散式双馈风电机组接入配电网的不对称短路电流实用计算

针对现有双馈风电机组(double fed induction generator,DFIG)短路电流解析计算过于复杂,难以进行工程计算的情况,提出了一种针对DFIG不对称短路电流的实用计算方法.通过建立不对称故障的含DFIG配电网复合序网图及正序增广模型,分析DFIG短路电流各序分量构成;计及不对称故障后DFIG低电压穿越策略,分析撬棒投入和未投入时短路电流负序周期分量,推导了短路电流负序周期分量计算式.以正、负序等值电压,计算阻抗及转子电流为依据,分析撬棒投切动作区域,制订故障后DFIG不对称短路电流负序周期分量计算曲面,最后给出DFIG接入配电网的不对称短路电流实用计算步骤,并通过算例验证方法的正确性.所提方法能有效降低含DFIG配电网不对称短路电流的计算难度,适用于工程中DFIG不对称短路电流计算.