电力系统短路故障快速检测方案研究

常规断路器主要通过电流幅值判断电力系统中的短路故障,存在检测速度较慢的缺点。利用短路故障时电压跌落、电流增大的特征,提出了一种通过实时检测电网电压幅值和瞬时有功功率来判断短路故障的快速检测方案。详细说明了电压幅值和瞬时有功功率的快速计算方法,并提出了可以反应出短路电流变化的虚拟功率。在Matlab下完成了仿真研究,利用DSP芯片TMS2407A研制出试验装置并完成相关试验。仿真和试验结果证明了该方案可以快速、有效地检测出短路故障,具有良好的适应性。     

基于瞬时漏感参数特性识别电流互感器匝间短路故障

提出一种快捷的电流互感器匝间短路等效瞬时漏感的计算方法,通过二次侧绕组直流电阻、漏感、二次侧负载等相关试验参数和二次电流采样值便可计算出电流互感器匝间短路等效瞬时漏感.对计算结果的分析可知,电流互感器发生匝间短路故障时,其故障相与非故障相的等效瞬时漏感相位相反,且非故障相的等效瞬时漏感为无穷大.仿真实验结果验证了上述特性,其可以作为电流互感器匝间短路故障的判据.另外,仿真实验结果显示,正常运行时,各相等效瞬时漏感的计算值呈现正负交替的特征,可作为电流互感器匝间短路故障的判据.电流互感器正常运行时,根据二次不平衡电流计算出的等效瞬时漏感幅值随不平衡电流变化,利用该特性可防止保护在流过不平衡电流时误动.     

一种新型谐波与无功电流检测方法

谐波电流的快速精确检测是有源电力滤波器滤波性能的关键指标,现有的谐波检测方法并非很理想。文中提出一种适用于有源电力滤波器的补偿电流检测新方法,该方法通过瞬时有功功率计算出负载基波正序有功电流幅值,然后乘以单位电压幅值的电源波形,得到基波正序有功电流的瞬时值,进而分离出待补偿电流分量;建立了基于PSIM的仿真系统,针对不同负载性质和负载电流突变等情况进行了分析。仿真结果表明,该方法能够准确、快速地检测出负载电流中的谐波和无功电流分量。     

短路故障快速检测与限制技术综述

常规短路判据主要通过电流幅值判断电力系统中的短路故障,其存在检测速度较慢、短路电流大等缺点。在综述近年短路保护快速检测与识别方法的理论或应用研究基础上,为了限制过大的短路电流,介绍了故障限流的传统方法以及故障电流限制器技术的发展,提出短路故障早期限制技术,且通过中压配电系统建模仿真验证该技术的有效性。短路故障的早期及快速检测技术与故障电流限制器有机结合,具有良好的应用前景。     

基于实时小波变换的配网短路故障快速检测技术

针对10 kV配网容量不断增加而引起的短路故障电流急剧上升,甚至超过断路器开断电流能力的问题,常规的故障检测算法主要是通过有效值、瞬时值、斜率等特征进行判断,存在误检率较高、检测速度较慢等缺点。文中提出了一种基于实时小波变换的配网短路故障快速检测算法,即每次更新8个电流采样数据,并采用递推算法进行三层小波变换,以三相电流的第3层分解小波系数d3绝对值之和与电流瞬时值作为检测短路故障的综合判据。在MATLAB/Simulink下完成了10 kV配网三相短路故障的仿真,对仿真过程进行了详细的说明。最后对文中算法检测短路故障的时间进行了多次仿真,结果表明采用快速递推法进行实时小波变换可以快速、有效地检测出短路故障,具有良好的适用性。     

中性点直接接地系统的相控重合闸研究

重合闸是区分永久故障和瞬时故障的有效方法,但重合于永久故障又会对电力系统造成很大的冲击。为减小重合电流的峰值和持续时间,针对中性点直接接地系统的特点,分析了重合闸时电流的特点,提出了一种相控重合闸策略,即在特定的电压相位先依次进行单相重合,利用电流参数快速辨识算法计算出重合电流的周期分量幅值,并与整定值进行比较以判断是否存在接地故障,然后再依次进行两相同步重合,判断是否存在相间短路故障;并提出利用真空触发开关实现相控重合闸的快速重合器方案。仿真结果表明,提出的重合闸策略能明显降低重合电流峰值和持续时间,判断出故障性质。     

基于DSP的直流短路故障电流快速识别装置

根据直流系统短路故障电流的特点,设计了以DSP为核心,利用电流上升率和电流幅值判断直流短路电流的快速识别装置.该装置采用自制PCB罗氏线圈和霍尔传感器采集电流信号,经放大滤波后输入DSP控制电路运算分析,输出相应动作信号,在此基础上完成了软件设计.试验证明,该装置判断准确,稳定可靠,响应迅速.     

MOV工频短路失效试验研究

采用工频试验研究的方法对不同最大持续工作电压Uc、不同压敏电压下的MOV施加工频电压.通过改变施加工频电压的幅值和预期短路电流,测量流过MOV的电流值和电压值,判断MOV是否短路失效.通过试验,可以获知不同Uc、不同压敏电压下的MOV击穿时间及击穿短路电流大小.试验结果可以为在电涌保护器中合理配置MOV的设计提供参考.     

基于故障电流幅值比较的有源配电网故障定位方法

分析了分布式电源(DER)的短路电流特征和DER准入容量限制。通过分析有源配电网非故障区段与故障区段两侧开关短路电流的幅值关系,提出利用流过线路区段两侧的短路电流幅值比较进行有源配电网故障定位。MATLAB/Simulink仿真结果表明,该方法在DER准入容量满足公共连接点处的电压变化量要求的情况下,可以实现有源配电网故障定位。     

基于对称分量法的调相机定子故障特征分析

传统同步调相机定子绕组匝间短路故障机理分析方法通常认为电机定子电流接近三相对称,并以此为基础建立同步调相机故障电流的数学表征。但是,一旦发生定子绕组匝间短路故障,同步调相机三相定子电流的对称性将遭到破坏,使得传统故障机理分析方法所建立的数学表征无法准确反映电机内部电气量的变化。该文通过引入对称分量法,建立了故障后同步调相机瞬时有功功率与无功功率的数学模型,提出利用瞬时有功/无功功率中的二次谐波进行定子绕组匝间短路故障诊断。仿真和实验的结果表明：相较于利用定子电流三次谐波与基波幅值之比诊断故障的传统方法,所提方法在轻微故障状态下能提高至少7倍的诊断灵敏度,更易完成早期故障诊断。同时,所提方法中的故障特征量不受同步调相机工况和故障位置的影响,具有强鲁棒性。