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换流变压器差动保护异常动作行为分析及对策

中国电机工程学报 2009年第31期29卷 87-94页

作者：翁汉琍林湘宁电力安全与高效湖北省重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

在高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电系统中,受铁心饱和及交直流场各种滤波器影响,相比常规变压器,换流变压器空载合闸时差动保护更容易误动,由于换流变压器工作环境的特殊性,在发生不对称故障时,可能在差动电流中存在较... 详细信息

在高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电系统中,受铁心饱和及交直流场各种滤波器影响,相比常规变压器,换流变压器空载合闸时差动保护更容易误动,由于换流变压器工作环境的特殊性,在发生不对称故障时,可能在差动电流中存在较大的2次谐波,从而导致差动保护误制动。对换流变空载合闸和区内故障进行仿真分析,验证了2次谐波制动在HVDC系统变压器差动保护中确实有较大的局限性,同时具有误动和拒动的可能。经分析,由于变压器的铁心进入饱和需要一定时间,励磁涌流引起的虚假差动电流突变量出现时刻要比相电压突变量的出现时刻滞后一个时间差。据此,提出基于相电压突变量和差动电流突变量出现时差的变压器差动保护判据,运用该判据对各种换流变压器区内故障和励磁涌流进行判别。通过EMTDC进行了大量的仿真试验,结果验证了该判据的可行性和有效性。

关键词：高压直流换流变压器差动保护 2次谐波制动判据励磁涌流时差法判据

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变压器差动保护误动原因的复杂电磁暂态分析

中国电机工程学报 2009年第13期29卷 65-71页

作者：翁汉琍林湘宁电力安全与高效湖北省重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

炼钢炉等大容量非线性负荷的投入所导致变压器差动保护误动作的案例常常被归入原因不明的一类,因为此类操作使变压器位于一个具有2个非线性元件的网络中,各种电气量之间的相互作用使得电磁暂态分析变得相当复杂。结合解析分析和数值分析... 详细信息

炼钢炉等大容量非线性负荷的投入所导致变压器差动保护误动作的案例常常被归入原因不明的一类,因为此类操作使变压器位于一个具有2个非线性元件的网络中,各种电气量之间的相互作用使得电磁暂态分析变得相当复杂。结合解析分析和数值分析,建立了计及变压器铁心饱和以及非线性负荷特性的微分方程组,生成各支路的磁链波形和电流波形。对变压器差动保护差流波形及其2次谐波特征进行分析。得出结论:非线性负荷投入时,由于2个非线性特性元件的相互作用,变压器励磁支路进入并停留在饱和点附近,从而造成差流幅值很大且2次谐波含量低于门槛值,2次谐波制动判据失去了效用,引起变压器差动保护的误动作。通过仿真试验验证了所得结论。

关键词：电磁暂态变压器差动保护非线性负荷投入 2次谐波制动涌流

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自适应振荡闭锁判据的实现

电力系统自动化 2004年第7期28卷 49-53,85页

作者：林湘宁刘沛华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074

探讨了在实际可能的系统运行工况和振荡模式下,采用“圆套圆”自适应振荡闭锁判据时,振荡轨迹在内圆停留的时间与跨越时差比值的实际最大值,在此基础上提出了一套完整的自适应振荡闭锁新策略。最后通过EMTP仿真实验验证了新方案的有... 详细信息

探讨了在实际可能的系统运行工况和振荡模式下,采用“圆套圆”自适应振荡闭锁判据时,振荡轨迹在内圆停留的时间与跨越时差比值的实际最大值,在此基础上提出了一套完整的自适应振荡闭锁新策略。最后通过EMTP仿真实验验证了新方案的有效性。

关键词：距离保护自适应振荡闭锁 EMTP 振荡模型

全电流与故障分量电流比例差动判据的比较研究

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中国电机工程学报 2004年第10期24卷 27-31页

作者：林湘宁刘沛华中科技大学电力工程系湖北武汉430074

全面对比分析了全电流比例差动判据和故障分量电流比例差动判据的灵敏性和安全性。确认了故障分量电流差动判据在灵敏性上优于全电流差动判据,并指出全电流判据在某些特殊工况下如系统振荡中发生故障时可能存在长延时的拒动。当外部故... 详细信息

全面对比分析了全电流比例差动判据和故障分量电流比例差动判据的灵敏性和安全性。确认了故障分量电流差动判据在灵敏性上优于全电流差动判据,并指出全电流判据在某些特殊工况下如系统振荡中发生故障时可能存在长延时的拒动。当外部故障较大,穿越电流造成 CT 饱和时,故障分量电流差动判据的安全性也优于全电流差动判据。

关键词：故障分量电流比判据差动 CT饱和拒动灵敏性振荡确认

变压器外部故障切除后差动保护误动的机理分析

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电力系统自动化 2003年第19期27卷 57-60页

作者：林湘宁刘沛华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074

由于变压器铁心在暂态过程中存在非线性 ,在实际运行中 ,变压器保护有时会出现难以解释的误动作。正确分析这些误动原因 ,对提高变压器保护的运行水平 ,促进保护生产厂家研制更高性能的产品 ,都有积极作用。文中通过建立一个基于二阶等... 详细信息

由于变压器铁心在暂态过程中存在非线性 ,在实际运行中 ,变压器保护有时会出现难以解释的误动作。正确分析这些误动原因 ,对提高变压器保护的运行水平 ,促进保护生产厂家研制更高性能的产品 ,都有积极作用。文中通过建立一个基于二阶等效电路的变压器模型 ,分析了变压器带负荷合闸 ,尤其在外部故障切除后电压恢复的过程中 ,变压器差动保护误动的原因。指出 :由于负荷支路的存在 ,导致在暂态过程中通过铁心的磁通可能存在 2个具有不同符号和时间常数的衰减直流分量 ,衰减较慢的磁通在另一磁通充分衰减后仍可能保持较高的数值 ,导致变压器铁心严重饱和 ,相应地涌流特征消失 ,任何利用涌流波形特征进行判别的差动保护均存在误动的可能性。

关键词：变压器保护差动保护励磁涌流误动

基于分相有功功率差动原理的线路高阻接地保护判据

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电网技术 2011年第8期35卷 197-201页

作者：李捷苗世洪刘沛林湘宁华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074

针对用于输电线路高阻接地故障检测的有功功率差动算法存在的电压死区问题,在分析分相有功功率差动原理特性的基础上,提出分3段设置有功差动值门槛、引入负门槛与过电压启动的新判据,旨在提高该原理对各类故障的适用性和对高阻接地故障... 详细信息

针对用于输电线路高阻接地故障检测的有功功率差动算法存在的电压死区问题,在分析分相有功功率差动原理特性的基础上,提出分3段设置有功差动值门槛、引入负门槛与过电压启动的新判据,旨在提高该原理对各类故障的适用性和对高阻接地故障的灵敏度。仿真结果表明:在保护区、内外发生高阻接地故障情况下,该判据具有较高的分辨能力,克服了传统电流差动保护的不足,可作为传统电流差动保护原理的有效补充。

关键词：分相有功功率差动原理高阻接地故障电压死区过电压启动

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微网分布式电源非线性功率控制策略

电工技术学报 2012年第1期27卷 48-55页

作者：何越李正天林湘宁华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

微网中多种分布式电源需要借助电力电子接口与大电网互联,其自身稳定性以及对大电网的安全稳定性问题都尤为重要,传统的控制方法存在诸多弊端,本文提出了一种基于精确线性化的非线性控制方法,通过一种特定的非线性变换,将非线性控制问... 详细信息

微网中多种分布式电源需要借助电力电子接口与大电网互联,其自身稳定性以及对大电网的安全稳定性问题都尤为重要,传统的控制方法存在诸多弊端,本文提出了一种基于精确线性化的非线性控制方法,通过一种特定的非线性变换,将非线性控制问题的求解转化成线性最优控制的求解,通过反变换得到最终非线性系统控制规律的解析解,并验证该控制策略的鲁棒性。本文利用该方法对微网中的分布式电源的功率输出进行了有效控制,与传统的PQ控制进行了对比分析,最后在基于PSCAD/EMTDC软件平台上验证了非线性控制的控制效果的优越性。

关键词：非线性控制精确线性化功率控制鲁棒控制

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高压发电机新型过电压保护

中国电机工程学报 2008年第34期28卷 101-105页

作者：高艳林湘宁刘沛电力安全与高效湖北省重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

对于并列运行的发电机,当其中一台励磁系统出故障时,有可能导致公共母线的电压升高,如果发电机过电压保护的定值一致,将导致母线上的所有发电机被切除。由于以高压发电机(Powerformer)为电源主体构成的电厂必然存在上述配置,所以需要有... 详细信息

对于并列运行的发电机,当其中一台励磁系统出故障时,有可能导致公共母线的电压升高,如果发电机过电压保护的定值一致,将导致母线上的所有发电机被切除。由于以高压发电机(Powerformer)为电源主体构成的电厂必然存在上述配置,所以需要有妥善方案解决这个问题。该文在研究发电机机端电压和无功功率输出的基础上,指出现有用于并列运行的高压发电机过电压保护方案的不足,并提出了新的过电压保护方案。该保护除检测过电压故障外,还通过发电机无功功率输出的变化量识别引发过电压的根源,有利于获得保护的选择性。此外,采用补偿系数修正保护的动作时间,能最先切除对母线过电压影响最大的发电机。该保护方案的有效性通过PSCAD/EMTDC仿真试验证实,且该保护方案的应用范围并不局限于高压发电机。

关键词：高压发电机过电压保护无功功率输出仿真试验

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自适应振荡闭锁判据的理论基础

电力系统自动化 2004年第6期28卷 45-50页

作者：林湘宁刘沛冯兴学华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074 广州白云国际机场有限公司广东省广州市510000

提出在电力系统振荡时,利用振荡轨迹在穿越2个灵敏度不同的动作圆时,存在时间差且振荡轨迹在内圆停留的时间与时差之间比值有限的特点,实现新的距离保护自适应振荡闭锁策略。探讨了对该判据最不利的振荡条件,并进行严格数学证明,为该判... 详细信息

提出在电力系统振荡时,利用振荡轨迹在穿越2个灵敏度不同的动作圆时,存在时间差且振荡轨迹在内圆停留的时间与时差之间比值有限的特点,实现新的距离保护自适应振荡闭锁策略。探讨了对该判据最不利的振荡条件,并进行严格数学证明,为该判据的工程实现奠定了理论基础。

关键词：距离保护自适应振荡闭锁判据