摘要：配电网故障定位系统对电网供电可靠性具有重要意义。针对配电网单相接地故障,利用某高压实验平台搭建10 kV配电网仿真模型,提取零序电流暂态分量作为故障特征量,以STM32为主控芯片,设计了一套符合中小型企业的配电网故障定位系统。该定位系统硬件设计方面主要包括数据采集模块、数据处理模块、运算控制单元和通信模块;软件设计方面主要包括模数转换程序、故障定位程序。测试表明,该定位系统能够准确、及时地判断出配电网单相接地故障发生的区间段。

摘要：基于模块化多电平换流器的统一潮流控制器(MMC-UPFC)是目前最全面的柔性交流输电系统(FACTS)设备,具有广阔的研究前景。但当线路发生接地或短路故障时,MMC-UPFC串联变换器可能承受过电压和短路电流的冲击而导致烧毁。结合国内外研究现状,为弥补研究空白,该文首先介绍了MMC-UPFC的基本结构,针对交流系统故障,通过分析MMC-UPFC装置在交流母线上发生单相接地故障情况下的运行状态,分析其故障特性,提出定义比例参数k,并合理选择k的值,可以使故障接地电流为0,并能保持故障线路的持续运行。针对站内故障,根据MMC-UPFC本身的拓扑结构特点及并联侧、串联侧不同的交流侧结构,提出将并联侧及串联侧分区进行保护,设计了装置的整体保护配置方案,并研究了与交流系统上其他保护的配合运行,为实际工程提供参考。然后,结合PSCAD软件搭建模型进行仿真分析。最后,以220 kV南京西环网UPFC项目中人工短路实验进行分析,验证所提故障运行特性和保护配置方案的合理性和可行性。

摘要：模块化多电平换流器直流输电系统(Modular Multilevel Converter HVDC,MMC-HVDC)由于各相上下桥臂电压之和彼此不一致,产生换流器内部环流。环流会造成换流器各相桥臂电流发生畸变,所以抑制环流尤为重要。通常的环流抑制方法是在系统正常的运行情况下对换流器内部环流进行抑制。首先分析了正常情况下的环流抑制方法,然后通过对交流系统单相接地故障进行分析。重点研究了故障条件下不平衡电流对内部环流及直流电流的影响,设计了附加控制器对故障条件下环流抑制策略进行改进。通过PSCAD/EMTDC仿真实验,验证了理论分析及改进措施的可行性。

摘要：同步发电机数学模型是进行故障暂态仿真,设计、校验保护方案的理论基础。文中将多回路方法与电磁场有限元计算相结合,建立了同步发电机的多回路–有限元耦合数学模型,其突出优点在于:可以同时计及定子绕组对地分布电容,磁路饱和、磁极形状、齿槽效应等因素,适用于同步发电机定子单相接地故障暂态分析及保护方案(尤其是三次谐波电压保护方案)校验。应用该数学模型完成了同步发电机定子单相接地故障暂态数字仿真,仿真与实验结果基本吻合,验证了该数学模型的准确性与有效性。进而提出了基于多回路-有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障三次谐波电压保护方案校验方法。应用该方法对典型的定子单相接地稳态判据、暂态判据进行仿真校验,结果与实验基本吻合,表明该方法是正确可行的。

摘要：分析了单相接地故障选线的现状和目前已提出的多种选线算法的优势和不足,提出了基于数学形态学的暂态选线新算法。算法包括两方面:一方面,利用组合形态滤波器对选线数据进行滤波预处理,最大限度地去除噪声对选线的影响;另一方面,利用形态学算子对去噪后的信息进行暂态突变检测以确定故障线路。仿真结果表明,该算法设计简单,计算量小,并且克服了故障信号信噪比低的缺点,可以通过选择合适的结构元素准确可靠地确定故障线路。

摘要：针对中压配电网单相接地故障,研究了基于级联H桥静止无功发生器(SVG)两相电流注入的有源消弧方法。当配电网正常运行时,SVG工作于无功补偿模式;当配电网发生单相接地故障时,SVG中性点接地,SVG两个非接地相桥臂向配电网中注入消弧补偿电流,从而减小接地点的故障电流,通过复用已有的SVG设备,替代了传统的消弧线圈。文中讨论了SVG消弧电流注入方式与SVG直流侧电压平衡控制之间的关系,并详细分析了SVG两相电流注入消弧的工作模式和消弧控制器的设计方法。基于MATLAB/Simulink环境的10 kV仿真平台以及380 V三相四级联的低压SVG样机进行仿真和实验验证,仿真和实验结果验证了所提方法的正确性和可行性。

摘要：基于软件定义的智能配变终端的应用和推广,对配电物联网的建设起到了积极的推动作用。该文给出了一个新的非负矩阵分解改进算法--广义投影非负矩阵分解算法,并通过理论证明说明该算法是收敛的。以广义投影非负矩阵分解算法为基础构建了一个全新的统计监控模型,并设计了适用于新监控模型的监控统计量。利用智能配变终端为应用平台将该监控模型以软件APP的形式部署其中,来实现配电网运行状态监测及故障检测功能。以MATLAB软件中的Simulink为工具,对配电网中出现的单相接地故障进行仿真。试验表明,基于广义投影非负矩阵分解的故障监控模型能够很好地完成单相接地故障的检测任务,其检测效果的实时性可以达到现场对故障检测的要求。

摘要：国内配电网主要为小电流接地系统,单相接地故障占故障总数的80%以上,故障特征不明显且易受噪声信号影响,故障的辨识、选线和区段定位难度大。暂态录波故障指示器和配电网同步相量测量装置的推广应用为小电流接地故障区段定位提供了更全面的故障信息支撑。详细分析了零序网络的相频特性,提出一种基于零序电流首容性分量能量的小电流接地故障的区段定位方法。确定辨识暂态零序电流的首容性频段范围,并分析故障区段和健全区段的暂态零序电流的不同特性。计算零序电流首容性分量的暂态能量并用于设计故障区段定位方法。所述方法物理概念清晰,判据阈值不受系统和故障位置的影响。仿真模拟和现场实验验证了所提故障定位方法的有效性。

摘要：为提高单相接地故障选线的准确性,从国内外小电流接地系统单相接地选线原理和装置的实际应用情况出发,深入分析得出单相接地故障的复杂性和单选线原理的单一性、保护裕度低是影响现有单相接地故障选线准确性、可靠性的原因,因此利用电弧接地故障时各线路零序暂态电流的特征提出了暂态电流互积求和选线法,针对稳态接地故障的特征提出了导纳互差求和选线法,并利用这两种分别基于稳态和暂态接地故障的选线方法构成能够针对不同类型接地故障的综合选线方法,从而克服了接地选线原理的单一性。采用该综合选线方法,设计开发出了相关微机选线装置。大量的6kV电网模拟试验和实际电网运行情况表明,该综合选线方法能有效的提高选线的准确性和可靠性。

摘要：分析单相接地故障过电压的影响因素,得出使单相接地过电压最大的条件,基于此在不同的线路高抗补偿度以及沿线避雷器的布置方式下,探讨了不同线路分段方式下单相接地故障过电压不超过限制水平时线路能够达到的最大长度,并对避雷器和高抗限制过电压的效果进行了对比。研究结果表明,避雷器限制长线路单相接地故障过电压的效果不及高抗;对于分3段的线路,整条线路总长度最大不超过1 300 km时,单相接地故障过电压不会超过限制水平,单段线路的最大长度可达500 km;对于分4段和5段的线路,总长度分别不超过1 400 km、1 600 km时,过电压不会超过限制水平,单段线路的最大长度均为400 km。