检索结果-内蒙古大学图书馆

电机与控制学报 2021年第3期25卷 67-76页

作者：束洪春韩一鸣达慧曹璞璘范作云唐玉涛昆明理工大学电力工程学院昆明650051 昆明理工大学国土资源工程学院昆明650051

针对传统特高压保护方法难以直接应用于特高压半波长交流输电系统的问题,提出基于改进暂态能量方向的半波长输电线路保护方法。半波长输电线路测量阻抗随故障位置不再呈现单一线性变化,导致传统距离保护不能直接应用于半波长输电线路,... 详细信息

针对传统特高压保护方法难以直接应用于特高压半波长交流输电系统的问题,提出基于改进暂态能量方向的半波长输电线路保护方法。半波长输电线路测量阻抗随故障位置不再呈现单一线性变化,导致传统距离保护不能直接应用于半波长输电线路,而行波在超长线路上衰减损耗极大,难以准确检测行波波头,故行波保护亦难以用于半波长输电线路保护。因此,提出一种基于改进暂态能量的方向保护方法,通过线路两端检测到的暂态电气量计算输电线路三相瞬时功率,并通过瞬时功率的积分求取暂态能量,以暂态能量的极性构造区内、区外故障判据。经大量仿真验证,无论故障点位于线路何处该方法均能够可靠实现区内、区外故障辨识,此外暂态能量极性不受故障角、过渡电阻改变而改变,所需采样率仅10 kHz,仿真结果证明该方法准确、可靠。

关键词：半波长输电线路暂态能量方向保护瞬时功率特高压交流输电纵联保护

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基于无源滤波器设计理论的半波长输电线路调谐电路特性分析

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中国电机工程学报 2021年第20期41卷 6979-6988页

作者：曹璞璘范浩然王登束洪春韩一鸣杨博董俊昆明理工大学电力工程学院云南省昆明市650500

调谐电路是特高压半波长线路能够灵活应用于不同传输距离的关键技术。该文通过分析传统调谐电路的结构特点,根据模拟滤波器设计理论,得出调谐电路本质为无源低通滤波器这一重要结论,而传统调谐电路结构完全等同于定k型低通滤波器,会在... 详细信息

调谐电路是特高压半波长线路能够灵活应用于不同传输距离的关键技术。该文通过分析传统调谐电路的结构特点,根据模拟滤波器设计理论,得出调谐电路本质为无源低通滤波器这一重要结论,而传统调谐电路结构完全等同于定k型低通滤波器,会在截止频率附近产生增益与时延的放大。选取Bessel滤波器进行调谐电路参数设计,通过仿真计算比较自然半波长线路、传统调谐半波长线路与Bessel型调谐半波长线路在不同运行状态下的沿线电压幅值分布,发现Bessel型调谐半波长线路能够获得与传统调谐半波长基本一致的沿线电压分布特点。而在发生雷击、故障等暂态过程时,Bessel型调谐电路能够抑制高频冲击在传统调谐电路中产生的高频振荡,其性能优于传统调谐电路。

关键词：半波长输电线路调谐电路电气距离低通滤波器

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特高压半波长输电线路潜供电弧低压模拟实验研究

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高电压技术 2012年第2期38卷 350-358页

作者：孙秋芹李庆民陈全丛浩憙李庆余山东大学电气工程学院济南250061 中国电力科学研究院北京100192

潜供电弧是半波长输电技术面临的关键问题之一,因此针对特高压半波长输电线路潜供电弧进行了低压物理模拟实验研究。通过分析半波长线路潜供电流与恢复电压特性,进行回路等效变换,获得满足等价性的低压模拟实验回路拓扑,通过实验获得了... 详细信息

潜供电弧是半波长输电技术面临的关键问题之一,因此针对特高压半波长输电线路潜供电弧进行了低压物理模拟实验研究。通过分析半波长线路潜供电流与恢复电压特性,进行回路等效变换,获得满足等价性的低压模拟实验回路拓扑,通过实验获得了不同潜供电流值、恢复电压梯度等组合方案下潜供电弧的燃弧时间,并与常规输电线路的情况进行对比。比较了短路电弧与潜供电弧的电流、电压特征,并通过高速摄像仪获得潜供电弧的运动轨迹,分析了风速等因素对短路电弧与潜供电弧运动的影响机制。研究表明:当潜供电流值<150A,恢复电压梯度<3.9kV/m时,潜供电弧将快速自灭;当潜供电流值>240A,恢复电压梯度>7.0kV/m时,潜供电弧将会长时间燃弧;风力是影响潜供电弧运动与燃弧的关键因素。研究结果可为解决半波长输电技术的潜供电弧问题提供参考依据,同时对常规线路潜供电弧以及长间隙电弧研究具有借鉴价值。

关键词：特高压半波长输电线路潜供电弧快速接地开关模拟实验谐波畸变率风速

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基于行波暂态能量的半波长输电线路高灵敏增强型纵联保护方案

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电工技术学报 2022年第24期37卷 6372-6387页

作者：束洪春刘力滔唐玉涛韩一鸣薄志谦省部共建智能电网故障检测与保护控制协同创新中心(昆明理工大学) 昆明650500

半波长输电技术可作为承载大规模新能源外送主干通道的一种选择,其线路中点及远端故障行波弱,同时行波保护技术面临挑战。基于半波长输电线路保护安装处三类母线下的故障行波传输特性分析,将入射波与相邻线路末端反射波能量之比构造一... 详细信息

半波长输电技术可作为承载大规模新能源外送主干通道的一种选择,其线路中点及远端故障行波弱,同时行波保护技术面临挑战。基于半波长输电线路保护安装处三类母线下的故障行波传输特性分析,将入射波与相邻线路末端反射波能量之比构造一种新型行波方向元件,以增强区内外故障的特征差异,提升区内外故障识别度。借此方向元件建立了基于行波暂态能量的半波长输电线路纵联保护方案。大量雷电冲击电晕仿真测试和RTDS数模混合试验表明,该保护启动灵敏,选择性强,无需双端数据同步,其性能优于传统行波保护。

关键词：半波长输电线路故障行波能量雷击电晕行波方向元件纵联保护

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基于故障暂态过程的半波长输电线路差动保护策略

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中国电机工程学报 2022年第10期42卷 3587-3600页

作者：曹璞璘王登范浩然束洪春韩一鸣杨博董俊昆明理工大学电力工程学院云南省昆明市650500

由于超长输电距离引起的分布电容较大,传统保护不能直接应用于半波长输电线路(half-wavelength transmission line,HWTL)。该文提出一种基于故障暂态过程的新型保护策略,利用方向行波原理对半波长输电线路进行保护。为了识别故障方向,... 详细信息

由于超长输电距离引起的分布电容较大,传统保护不能直接应用于半波长输电线路(half-wavelength transmission line,HWTL)。该文提出一种基于故障暂态过程的新型保护策略,利用方向行波原理对半波长输电线路进行保护。为了识别故障方向,对半波长输电线路各终端的方向行波进行电压和电流的计算,并以10kHz的采样频率记录。随后,采用低采样频率的暂态波形积分来代替行波波头的精确检测。然后,利用短时窗暂态波形积分的商值来判别区内故障和区外故障。如果故障发生在半波长输电线路,则两个终端的商值接近1。相反,区外故障的情况下,则终端的商值远大于1。最后,通过PSCAD/EMTDC进行仿真,验证了所提出的差动保护策略的鲁棒性。

关键词：半波长输电线路差动保护方向行波衰减系数

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实用的半波长输电线路纵联差动保护

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高电压技术 2018年第1期44卷 44-50页

作者：赵青春谢华陆金凤朱晓彤南京南瑞继保电气有限公司

半波长输电线路电气特征的时空特性导致传统基于集中参数的纵联差动保护无法应用于半波长输电线路。为此，提出了一种实用的基于波动方程的半波长输电线路纵联差动保护。通过特殊的同步点数据选择，提升了动作速度，构建制动电流，提升... 详细信息

半波长输电线路电气特征的时空特性导致传统基于集中参数的纵联差动保护无法应用于半波长输电线路。为此，提出了一种实用的基于波动方程的半波长输电线路纵联差动保护。通过特殊的同步点数据选择，提升了动作速度，构建制动电流，提升区外故障安全性，并通过设置2段相电流差保护和零序电流差动保护，提升了保护灵敏度。开发了基于该原理的纵联差动保护装置，并搭建了基于实时数字仿真系统的特高压半波长输电线路仿真模型。仿真结果表明，通过同步点数据选择能提升保护速动性，设置的制动电流能提高区外故障安全性，设置的2段差动保护和零序差动保护能提升保护灵敏性。

关键词：半波长输电线路差动保护同步点数据选择特高压波动方程

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半波长输电线路潜供电流抑制和重合闸策略研究

半波长输电线路潜供电流抑制和重合闸策略研究

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作者：高赛晨昆明理工大学

学位级别：硕士

为了克服自然障碍,在远距离输电的情况下,人们不断寻求更有效、成本更低的替代解决方案。用于点对点电力传输的半波长技术(即50Hz下3000km长度)在技术上和经济上都适用于远距离电力传输,其不需要无功补偿的特点,半波长线路所需的投资将... 详细信息

为了克服自然障碍,在远距离输电的情况下,人们不断寻求更有效、成本更低的替代解决方案。用于点对点电力传输的半波长技术(即50Hz下3000km长度)在技术上和经济上都适用于远距离电力传输,其不需要无功补偿的特点,半波长线路所需的投资将低于采用电容和电感无功补偿的交流传统输电线路。就我国庞大领土面积和能源分布情况来看,这种技术发展潜力巨大。对于半波长线路,发生故障或雷击是在所难免的,单相瞬时性故障,使用重合闸可以快速切断故障并在故障消失后重合闸线路使之恢复正常运行,但是在高电压等级状况下,即使断开线路,其产生电弧位置处,继续燃烧不会熄灭,这对重合闸来说是巨大的危害,抑制潜供电流必不可少,本文针对这种情况进行研究。本文首先探究线路稳态时的情况,考虑地理条件限制时,需对线路进行人工补偿,并搭建调谐半波长线路,调谐与未调谐线路参数一致,其特殊性不改变。其次,在稳态运行的情况下,线路电压电流分布情况,当负荷容量变化、功率因数变化后,对线路电压电流的变化,以及线路上功率损耗有何变化。然后,本文继续研究半波长与短距离线路形成潜供电流和恢复电压不同的原因,不同因素对半波长潜供电流和恢复电压的分布特性有何影响,对于调谐不同距离后的调谐半波长线路其潜供电流和恢复电压分布特性的变化。第四,分析了针对半波长线路如何有效快地配置速接地开关HSGS,可以对线路潜供电流抑制的效果最好,得出结论:半波长线路中采用快速接地开关HSGS抑制潜供电流的方法,以及如何配置HSGS对自然半波长和调谐半波长线路抑制潜供电流的效果最佳的方案,可以快速抑制潜供电流和恢复电压保证电弧快速熄灭不会重燃的措施;本文研究提出了针对半波长线路抑制潜供电流的HSGS配置方案,以便能够满足重合闸的要求。最后,本文通过分析一次、二次电弧特性,仿真一次电弧、二次电弧,仿真半波长线路发生瞬时、永久性不同故障时,瞬时性故障从一次电弧衰减到二次电弧,直至最后熄灭后产生恢复电压的整个时间,以及故障相两端电压的变化和永久性故障故障相两端的变化,从而对比瞬时、永久性故障的差别,提出了不同阶段对瞬时、永久性故障的判别方法,以便能够证实半波长线路重合闸的可行性。

关键词：半波长输电线路含调谐半波长线路潜供电流快速接地开关重合闸

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半波长输电线路潜供电弧时空物理过程的数值建模方法

半波长输电线路潜供电弧时空物理过程的数值建模方法

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作者：李劲松华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

半波长输电线路电压等级高、输电距离长、传输功率大,其潜供电弧问题尤为突出。如果潜供电弧不能及时熄灭,将使断路器重合于弧光接地故障,造成重合闸失败。研究潜供电弧的产生机理与动态物理特性,进而发展有效的抑制技术,具有重要的理... 详细信息

半波长输电线路电压等级高、输电距离长、传输功率大,其潜供电弧问题尤为突出。如果潜供电弧不能及时熄灭,将使断路器重合于弧光接地故障,造成重合闸失败。研究潜供电弧的产生机理与动态物理特性,进而发展有效的抑制技术,具有重要的理论意义和应用价值。本文采用低压模拟实验和仿真建模相结合的方式,重点对短路电弧和潜供电弧的燃烧及运动形态以及潜供电弧起始前的等离子体状态进行了探索研究。通过低压模拟实验中高速相机拍摄图片,本文分析了电弧的燃烧及运动特性。并比较了不同潜供电流对潜供电弧特性的影响。发现短路电弧通道明亮直径较大,电弧运动以径向扩散为主。潜供电弧放电通道窄运动剧烈,同时其放电轨迹具有明显的重复性且一直处在短路电弧残余等离子体中。50A电流下潜供电弧重燃持续时间很长,几乎整个工频半周期都有较为明显的放电通道。10A电流下,除击穿瞬间外一般明显的放电通道只能持续0.001s左右。本文还通过将一般形式的系数型偏微分方程与经典漂移-扩散模型结合,得到潜供电弧数值模拟的理论模型,进而给出了基于有限元软件COMSOL的实现方法。其后采用瞬态分析模拟了短路引弧放电中电弧的产生,扩散和消散过程。进一步地对放电过程中电场、微观粒子空间分布情况及反应过程进行了探索研究。模型结果与高速摄像实验结果在时间和空间上具有较高的吻合程度。仿真结果表明：短路电弧主要包括电晕放电和短路引起的弧光放电两个过程,其中前者持续时间极为短暂。放电过程中引弧线上电子密度呈先增加后减小的趋势,且有不同于一般流注放电的特征。正离子和负离子浓度变化分布曲线尽管趋势一致,但有细微区别。当离子反应趋近于仿真时间末尾时,离子浓度高于初始水平,证明由于短路放电,增加了空间离子浓度,为后续的潜供电弧产生提供了必要的环境条件。

关键词：半波长输电线路潜供电弧短路电弧低压模拟实验数值建模等离子体放电

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半波长输电线路保护选相元件研究

半波长输电线路保护选相元件研究

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作者：张祎慧华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

在全球能源互联网不断发展的背景下,为解决全球能源和电能需求“逆向分布”问题,远距离、大容量输电将成为主流输电方式,跨国、跨洲输电也将成为发展趋势。半波长交流输电线路为工频状态下线路长度呈现半个波长即3000km的输电线路。该... 详细信息

在全球能源互联网不断发展的背景下,为解决全球能源和电能需求“逆向分布”问题,远距离、大容量输电将成为主流输电方式,跨国、跨洲输电也将成为发展趋势。半波长交流输电线路为工频状态下线路长度呈现半个波长即3000km的输电线路。该种输电线路具有不需装设无功补偿设备、传输能力强、经济效益佳等特点,因此成为一种具有很强吸引力的远距离、大功率交流输电方式。但是由于半波长交流输电线路的长度约为普通输电线路的10倍,其电气参数呈现分布特性,因此传统保护方法及选相元件将不再适用。针对这一问题,本文以半波长输电线路为研究对象,提出了半波长输电线路故障分析方法,分析了半波长输电线路保护安装处的故障特征,建立了适合半波长输电线路的选相元件。本文的主要研究内容为:首先,通过对比半波长输电线路与传统输电线路之间的异同,从母线背后系统与传统线路相同的角度,提出了利用故障附加分量与系统阻抗之间关系,使用集中参数分析的半波长输电线路保护安装处故障特性分析方法;并对半波长输电线路的故障特征进行了分析,对故障特征进行了仿真;为半波长输电线路选相元件的提出奠定了基础。其次,对目前常用的三种选相方法即突变量电流选相方法、电流序分量选相方法和阻抗选相方法对半波长输电线路的适应性进行了分析,并指出了每种选相方法不适用于半波长输电线路的原因。最后,本文提出了适用于半波长输电线路的选相元件,该选相元件以保护安装处故障附加分量的故障特征作为选相判据,并对选相元件的数据处理方式进行了优化。通过PSCAD/EMTDC仿真验证该选相元件可在半波长输电线路全线正确选相。通过对选相元件灵敏度影响因素的分析可知本文提出的选相元件受过渡电阻,系统阻抗影响较小,对于沿线各处发生故障都能够准确进行故障相判断。

关键词：半波长输电线路选相元件故障附加分量选相

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新能源并网MMC调谐半波长输电线路谐波传递特性研究

新能源并网MMC调谐半波长输电线路谐波传递特性研究

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作者：欧茜昆明理工大学

学位级别：硕士

在加快建设新型电力系统助力实现“双碳”目标的背景下,以传统化石能源为主体的能源结构已逐渐向以太阳能、风能等可再生能源为主体的能源结构转型。电网也呈现出高渗透率和高电力电子化等特征,造成电力系统谐波含量加大和高次谐波含量... 详细信息

在加快建设新型电力系统助力实现“双碳”目标的背景下,以传统化石能源为主体的能源结构已逐渐向以太阳能、风能等可再生能源为主体的能源结构转型。电网也呈现出高渗透率和高电力电子化等特征,造成电力系统谐波含量加大和高次谐波含量占比增加等问题。谐波在长距离输电线路上传递时,会发生谐波谐振放大现象,对线路和其它电力设备造成危害,因此对谐波在输电线路上的传递特性的研究显得尤为重要。根据光伏发电系统、风力发电系统以及模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)变频调谐装置的工作原理及控制策略搭建了含新能源并网的MMC变频调谐半波长输电系统仿真模型,仿真验证了光伏发电系统、风力发电系统以及MMC变频调谐装置控制策略的正确性,得到MMC变频调谐半波长输电线路的首末端电压以及沿线电压电流的波形分布均符合半波长输电特性。对于含光伏发电和风力发电并网接入电网产生的谐波问题,根据光伏发电并网逆变器所采用的双极性正弦脉冲宽度调制算法,得到并网逆变器输出谐波电压和注入电网的谐波电流特性;由于双馈风力发电机的气隙不均匀和网侧逆变器的调制方式,将DFIG定子侧和变流器分别等效为谐波电流源,进而对整个风电场的谐波源等效模型建模。而对MMC变频调谐装置逆变侧的交流输出电压进行谐波分析,可知逆变侧的交流输出电压一般以奇次谐波分量为主。针对谐波在MMC变频调谐半波长输电线路上的传递问题,给出输电线路基于分布参数的谐波等效π模型,并阐述了谐波在输电线路上的传递机理,推导出输电线路沿线谐波传递系数公式,并考虑到谐波次数、负载和功率因素对沿线谐波传递系数的影响,得到沿线谐波在调谐半波长输电线路上的传递规律。利用频率扫描法得出调谐半波长输电线路的理论和仿真模型的谐波阻抗曲线,分析二者差异,根据谐波阻抗曲线找出谐振点,验证基于谐振点频率对应的谐波电压和谐波电流在调谐半波长输电线路传递规律的准确性。受驻波效应的影响,考虑MMC变频调谐半波长输电线路频率分别为60Hz和75Hz时,线路带不同负载时的沿线谐波电压和谐波电流都出现了放大现象,进而为输电线路设计提供理论依据。

关键词：新能源并网 MMC变频调谐装置半波长输电线路谐波源谐波传递谐波放大

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