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关键词： 棒电源继电保护   保护配置   失磁保护   反时限过流保护   保护配合  

摘要： 核电站控制棒驱动机构电源系统的任务就是为控制棒驱动机构提供稳定和可靠的电源,虽然国内外对电气主设备的继电保护配置和计算有了一些技术规范,但是对于核电站棒电源继电保护系统的研究并不完善,没有对整个棒电源机组进行系统分析,导致棒电源系统两个机组之间的保护整定配合不恰当。当继电保护装置动作时,有可能会误动作,造成整个棒电源机组跳闸,并最终导致反应堆落棒停堆。本文首先对棒电源系统的工作原理进行介绍,以100k W级的二代加和三代压水堆核电站控制棒驱动电源系统为研究对象,提出了相应的继电保护总体方案。本文重点对棒电源失磁故障进行研究,为了探究双机并列运行时一台发电机失磁的情况下,未失磁机组机端电流的变化情况,建立棒电源机组双机失磁故障电路模型和Matlab/Simulink棒电源机组仿真模型,最后提出了以导纳测量判据为主判据的棒电源系统失磁保护构成方式。本文还对棒电源失磁保护与低励限制器之间配合进行研究,提出基于导纳平面的失磁保护与低励限制器配合方案并进行了校验;对失磁保护与反时限过流保护配合进行重点研究,提出了失磁保护与反时限过流保护配合方案,并对失磁保护与反时限过流保护动作时间进行校验。最后搭建了国产自并励无刷励磁方式棒电源系统实验样机,对搭建的仿真模型进行校核,并对所提出的失磁保护与低励限制器保护、失磁保护与反时限过流保护配合方案进行了实验验证,结果表明能够满足配合原则,验证了所提方案的正确性。

关键词： 二次保护   传统继电器   DRP-631微机线路保护监控装置  

摘要： 传统继电器在二次保护中存在着诸多不足,在现代变电站中逐步被淘汰,而微机综合保护的面世弥补了这些不足,为现在的变电站二次保护带来了革命性的改变。

关键词： 继电保护   可靠性   缺陷分析   大数据   人工智能  

摘要： 继电保护系统是电力系统安全、稳定运行的第一道防线,继电保护系统能否可靠运行,各类继电保护装置的缺陷管理工作十分关键和重要。继电保护快速性、选择性和灵敏性均可通过整定计算工作保障,但可靠性与保护装置本身的缺陷情况息息相关,即使动作定值、时间整定和设备配套方案设置合理,装置自身缺陷所引起的二次系统功能缺失会使电网安全稳定运行失去保障,从而导致故障范围扩大、负荷大面积损失等不利情况。因此,继电保护装置可靠性是保证继电保护“本质安全”的重要关卡。近年来,随着人工智能在电力行业普及,在继电保护装置缺陷管理业务中引入人工智能技术手段毋庸置疑。目前缺陷管理过程中积累的大量数据及先进数据挖掘技术为继保装置缺陷诊断创造了有利条件。有鉴于此,本文开展了基于实际数据的交流继保装置缺陷诊断工作,论文的主要内容包括以下四点:(1)以获取缺陷数据统计学特征为目标,首先介绍了缺陷数据结构并从缺陷分布、缺陷原因及缺陷部位等角度对缺陷数据进行统计分析,之后基于数据统计学特征明确数据分析目标并匹配人工智能算法;(2)以装置缺陷对继电保护系统不正确动作行为影响分析为目标,结合缺陷数据与不正确动作行为数据,基于故障树算法构建了不正确动作行为分析模型,应用于不正确动作行为责任部门分析并提出缺陷管理建议;(3)以缺陷定级辅助决策为目标,基于结构化数据和决策树,提出了一种适用于不同厂商同系列继电保护装置的缺陷定级模型。首先对继保装置缺陷数据进行筛选与分堆,其次运用决策树ID3算法对结构化数据进行挖掘,构建适用于不同厂商同系列继电保护装置的缺陷定级模型,最后结合实例进行系列装置缺陷定级规则分析;(4)以缺陷日志分析为目标,基于非结构化文本数据和自然语言处理算法,提出了一种继保领域专业词典构建方法并构建缺陷定级模型。首先对文本挖掘技术适用性进行分析,随后提出适用于二次系统文本挖掘的专业词典构建方法并应用,进一步,基于支持向量机(SVM)分类技术构建了缺陷文本分类模型,可用于缺陷定级辅助决策研究。

关键词： 配电网   分布式电源   故障辨识   继电保护   小波能量熵  

摘要： 随着科技的不断发展，人们对能源的需求越来越多，传统能源因存在不可再生且污染较高等问题，逐渐无法满足人们的高质量生活需求。而分布式能源具有清洁、经济等特点将会大规模应用。传统电网的拓扑结构、继电保护、资源配置等均为固定的，无法满足包含分布式电源的电网系统。　　本文针对包含分布式电源的配电网中存在的故障辨别与继电保护问题进行了深入研究：　　首先介绍了分布式电源的分类，并对分布式电源并入电网的基本原则进行了阐述，然后在simulink仿真平台上构建了分布式电源的仿真模型，并最终验证了分布式电源并入电网以后的故障特性。　　然后提出了基于小波分析算法在含分布式电源的配电网的故障辨识。在对小波分析的基本理论进行阐述基础上，采用了一种新的基于小波能量熵的故障识别算法，并详细的对辨识步骤进行了分析研究，最终搭建仿真模型对提出的算法进行了验证，为保护算法的研究奠定了基础。　　最后，在第三章基于小波分析算法将含分布式电源的配电网故障成功辨识出来的基础上，提出一种全新的基于全波形的配电网络差动保护方法，实现对含分布式电源的配电网保护。首先分析了分布式电源对传统差动保护的影响，然后基于分布式电源并入10kV配电网母线的拓扑结构，对系统内的故障电流进行全波形分析，并设计出一种基于全电流以及瞬时电流的保护方法，保证在区内发生短路故障时不会出现拒动作，同理在出现区外故障时，也不会出现误动作。然后结合继电保护系统的基本原则，对判据中的参数—时间窗、启动电流门槛值以及制动参数等进行整定。最后选取日照境内某个用户厂房的屋顶光伏10kV并网项目为实验对象，对全波形差动保护与传统差动保护的性能进行对比分析，在保证选择性的基础上，展示出全波形差动保护具有更加优异的速动性，具有明显的优势。

关键词： 人工智能技术   电力系统   继电保护   管理规划  

摘要： 我国经济和科学技术发展,为电力系统建设工作的开展提供了良好契机。将人工智能技术应用在电力系统中,保障电力系统长期稳定运行,在提升控制与管理效率的基础上,从而保障电力系统运行安全和效率满足标准要求。随着此项工作的不断深入推进,将电力系统建设与优化工作落实到实处,人工智能技术发挥着不可替代的作用,不仅能够使机器人、语言识别、专家系统等发挥应用价值,也能紧跟智能化时代发展潮流。

关键词： 分布式发电   继电保护   配电网   电流型逆变器  

摘要： 随着传统化石能源的大量消耗与环境问题的日益严重,分布式发电(Distributed Generation,DG)技术得到了快速的发展,但是大量DG接入配电网也产生了一些新的问题。由于大量DG并网改变了配电网单侧辐射型的供电方式,并且会在短路故障发生时向短路位置持续贡献故障电流,这会改变流过线路保护的电流大小和方向,对配电网保护产生影响。目前配电网一般配备有三段式过流保护和自动重合闸,DG输出的短路电流可能导致三段式过流保护发生误动或拒动,而DG向故障点的持续短路电流贡献也不利于电弧熄灭,导致重合闸失败和显著合闸冲击。针对这一问题,国内外学者已开展了多年研究并提出了多种解决方案,例如限制分布式电源接入容量、修改配电网继电保护方案、采用自适应保护等,这些方法虽然可以一定程度上防止分布式电源对配电网保护的影响,但基本都是从配电网主动适应分布式电源接入的角度出发,不仅实施复杂而且不利于分布式发电技术优势的充分发挥。因此从DG自身角度出发,研究一种主动适应配网保护的DG输出电流控制技术对避免DG对配网保护的影响具有实际意义。本文首先介绍了课题的研究背景与现状,分析了 DG接入对配电网传统三段式过流保护和自动重合闸的影响。通过对比分析同步DG、异步DG以及逆变型DG短路电流注入能力的差异,选取输出短路电流幅值最大且衰减速度最慢,对配网继电保护影响最为严重的同步DG作为研究的主要对象。本文研究了同步发电机的基本数学方程式及其励磁结构,详细分析了同步发电机机端发生三相短路时的输出电流组成成分。确定了同步发电机输出短路电流中的基频分量的暂态部分是影响配网保护的主要因素,该部分是受励磁电流直流分量的影响,通过释放励磁绕组能量的方式可以使得该部分迅速衰减。本文提出了以IGBT电流型逆变器为基础的励磁控制方案,该方案通过对电流型逆变器的控制即可迅速释放励磁绕组能量以抑制同步DG输出短路电流。详细地介绍了电流型逆变器的拓扑结构及其调制策略,对电流型逆变器SPWM调制波进行了解耦预处理和三逻辑信号转换,使得电流型逆变器输入和输出之间仍然满足线性关系。通过对电流型逆变器工作下的励磁绕组能量释放回路进行的分析,得到了励磁绕组能量释放回路时间常数的影响因素,并由此建立了面向配网保护的励磁控制方案。针对同步DG对配网过流保护造成的影响,本文展开了详细的理论分析。通过理论分析得出了电流型逆变器调制度m的取值范围,对电流型逆变器调制度m进行了合理的取值,避免了同步DG对过流保护造成的负面影响。针对同步DG造成的电弧重燃导致重合闸重合失败的问题,本文通过理论分析得到了不对重合闸造成影响时电流型逆变器m所满足的取值范围,对调制度m进行了合理的取值,使得电弧可以顺利熄灭。最后通过MATLAB/SIMULINK仿真软件验证该方案的有效性。与现有大多数DG对配网保护影响的应对措施不同,本文基于DG主动适应配网保护的思想,仅通过对全控型器件的灵活控制以有效避免同步DG对配网保护的影响,简单易行又兼顾快速性,为解决DG接入带来的配电网继电保护问题提供了一种新的思路。

关键词： 特高压   输电线路   继电保护   特殊问题  

摘要： 在我国基础设施建设与发展过程中,电力系统获得了良好的发展契机。在这一发展阶段中,特高压输电是最为核心的技术。由于我国电力资源分布不均匀,不同地区电力生产能力与使用需求存在着巨大的矛盾,给我国电力能源供应造成不良的影响。通过特高压输电技术的应用,能够解决电力资源的不均衡局面,贯彻能源发展政策。特高压输电线路与常规高压线路不同,输送距离远、容量大,因此,一些在常规线路上能够被忽略的问题,反而会成为影响特高压输电线路运行的重要因素。本文就特高压输电线路继电保护特殊问题展开探究,为我国特高压输电线路的稳定运行提供参考。

关键词： 励磁涌流   J-A模型   参数识别   继电保护   二次谐波  

摘要： 随着我国电力行业的快速发展,电网架构日趋复杂,电网中安全稳定性的要求越来越高。变压器作为电力系统中的重要一环,其继电保护装置是作为设备安全稳定的一道重要防线。在变压器保护中,对内部故障以及励磁涌流的辨识是保障保护装置正确动作的关键。本文重点研究了基于J-A模型的变压器等效模型以及J-A模型与继电保护结合的保护方法。首先,分析了变压器励磁涌流的相关原理,介绍了单相变压器励磁涌流的数学模型。在建立模型的情况下,对模型中影响励磁涌流的参数进行分析,研究了基于电流波形特性、电压波形特性、电流与电压波形结合的励磁涌流识别方法。其次,为了探究变压器在励磁涌流中的磁化过程,对变压器的经典等效模型进行研究,建立变压器磁化过程中的数学模型。针对原始方程中能量不平衡问题,引入涡流损耗和额外损耗对原始的J-A模型进行修正,建立了改进后的J-A模型。具体介绍了遗传算法、粒子群算法,基于粒子群算法对数学模型中的参数进行识别。最后,对改进后的J-A模型进行了仿真,仿真结果表明改进后的J-A模型可以反映变压器的磁滞过程。在研究了差动保护与二次谐波制动的保护后,本文提出了将J-A模型引入二次谐波的提取过程,探究不同温度情况下继电保护的有效性。对不同情况下的保护动作进行了仿真分析,仿真结果表明,差动保护与二次谐波保护可以有防止励磁涌流的误动作,将J-A模型引入后可以对二次谐波的制动系数进行调整,有效反映实际工作过程中的温度变化。

关键词： 交-交流碰线故障   交-直流碰线故障   选相元件   交-直流碰线保护   换流器等值  

摘要： 我国高压直流输电技术快速发展,已建成世界上规模最大的交直流混联电网。然而,受输电走廊限制,不同系统输电线路近距离架设的现象不可避免,导致线路间电气距离较近处存在较大的碰线故障风险。不同系统线路间发生碰线故障后,各故障系统的电气量通过故障点交互影响,呈现出区别于单系统线路故障的特征,对继电保护性能造成了严峻挑战。本文以同塔架设的不同交流系统间易发生的交-交流碰线故障、交流与直流线路交叉跨越处易发生的交-直流碰线故障为研究对象,围绕碰线故障特性、相关继电保护适应性及对策开展研究。首先,详细分析了交-交流碰线故障与交-直流碰线故障的故障特性。针对交-交流碰线故障,考虑同塔架设线路间的强磁耦合影响,分析了各类故障下的序电流和相电流特性及其影响因素;针对交-直流碰线故障,分别分析了故障点直流侧和交流侧的故障特性,对于换流器非线性难题,基于换流器导通基本原理分析了不同保护动作时序下工频电气量在换流器处的流通特性。其次,详细分析了各类交-交流碰线故障下电流选相元件的适应性,并提出了故障选相新方案。基于相量法对电流选相元件的适应性进行了分析,研究表明单系统多相同时发生碰线故障时,电流选相元件适应性不足;为解决该问题,依据故障相电流波形的基本变化规律,提出了基于皮尔逊信号相关性的相电流波形自相关系数和改进自相关系数的故障选相方案,并配备序分量辅助选相判据以实现强磁耦合影响下的正确选相。再次,分析了交-直流碰线故障下直流线路交-直流碰线保护的适应性,并提出了保护改进判据。针对换流器的非线性使得故障电气量计算困难的问题,提出换流器工频等值阻抗分段线性化的分析方法,通过对比分析线路主保护移相指令前后保护处工频电气量解析表达,探究线路控保移相动作对交-直流碰线保护适应性的影响。针对移相动作后交-直流碰线保护无法迅速闭锁故障极的问题,综合考虑保护处工频电压和极波变化特征,提出了保护改进新判据。最后,探究了不同类型交-直流碰线故障时现有保护动作存在的风险,并提出了保护动作新方案。综合考虑交-直流碰线故障后交直流两系统相关保护间的配合关系,指出交-直流碰线故障下直流线路无法实现自适应重启、交流系统存在带故障运行的风险;为此建议在交流侧新增交-直流碰线保护判据,并提出了一种基于交直流两系统保护协调配合的新型交-直流碰线故障保护方案。

关键词： 继电保护   整定计算   云计算   一体化平台  

摘要： 继电保护作为电力系统“三道防线”的第一道防线,是电力系统安全、稳定运行的重要保证。为了满足电力系统对继电保护装置提出的灵敏性、选择性以及速动性要求,设置准确合理的继电保护定值是电网安全稳定运行、减轻故障设备损坏程度的必要条件。目前,随着电力系统网络的不断扩张,系统整定规模的不断扩大以及特高压技术的不断发展,我国逐步形成了复杂互联的跨区域电网格局,这种大电网继电保护的整定计算涉及大量的故障运算与定值配合计算,但是当前的整定计算软件计算能力有限,难以满足一体化、智能化整定计算的需求,因此使用云计算将成为新一代整定计算软件的重点研究方向。本文以电力系统继电保护整定计算与云计算的结合为研究方向,将云计算引入到电力系统整定计算中来,统筹电力系统内网服务器,设计了B/S结构、私有云模式的一体化整定计算系统的平台构架,研究出云整定计算的实现方法,通过计算任务拆分技术,将大规模整定计算任务拆分至最小颗粒,通过任务代理服务器合理分配计算任务、接收回执,调用云服务器计算池进行故障计算,并在此基础上开发了整定计算业务的智能化功能,建立基于云计算模式的新型一体化整定计算云平台。本平台在辽宁电网省地一体化整定平台上进行了应用,应用结果表明,该系统的整定计算速度提高显著,开发的智能化功能能够提升工作效率,减少整定错误,而且具有硬件集约、维护便捷、交互性强等特点。最后在此基础上,展望了一体化整定计算的发展前景。