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本研究聚焦于我国抽水蓄能电站400 MW级发电机出口开关内的接地开关,阐述了其应用背景、结构特点与关键技术参数,并依据经验公式完成了理论计算与导电回路的初步设计.随后,通过建立三维模型,进行了有限元仿真分析,获得了关键部件的温度场分布以及电动力载荷.在此基础上,进行了结构强度仿真分析,并据此生产出样机进行试验验证.最终的短路耐受电流试验结果表明,样机性能满足要求,从而证实了本设计方案与仿真模型的合理性及准确性.
接地开关表带触指动稳定热稳定电动力
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继电保护装置用于切除电力系统中的各类故障,但因电力系统的复杂性,其产生的故障千差万别,对电力系统发生故障后的处置造成了困扰.110 kV及以上系统均为大电流接地系统,发生故障时应快速切除[1].其中,110 kV线路的主保护为距离保护与零序电流保护[2-3].
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小电流接地系统单相接地故障信号较大电流接地系统要微弱.通过研究故障相三序接地短路电流分量之间的相角关系特点,提出一个基于单端信息量的单相接地故障测距改进算法,并通过MATLAB仿真平台验证所提算法的有效性和灵敏性.
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为了实现配电网故障快速隔离与恢复,构建区域故障快速隔离下的自适应就地型馈线自动化模型.设计配电网故障区段定位的评价函数后,使用蚁群退火算法求解故障区段定位的评价函数,评价函数值为最小值时,代表目前故障信息对实际故障区段的表达更精准,以此为标准求解故障区段定位的评价函数,获取故障区段定位结果.在存在故障的区段中,经基于自适应就地型馈线自动化的区段故障快速隔离模型,通过自适应就地型馈线自动合闸闭锁处理方法,实现区段故障快速隔离.实验结果表明,所构建模型对大电流接地故障、短路故障均存在较好的隔离效果,能够在最短时间内实现故障隔离,保证就地型馈线自动化.
区域故障快速隔离自适应定位就地型馈线自动化
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本文基于西安330kV和110kV电网大电流接地、10kV电网小电流接地的网架特点,研究了电压暂降的机理与对策.首先根据变压器接线方式分析了电压暂降在电网不同电压等级之间的传播规律;然后基于西安电网某故障期间的录波数据,采用半周波刷新电压均方根值方法,计算出不同电压等级的电压暂降程度;最后,结合低压脱扣原理,明晰主网故障与用户侧负荷脱扣间的主要关系,提出电网侧、用户侧电压暂降现象防治策略,为电网运行及营销系统用户管理提供依据.
电压暂降电网故障半周波均方根低压脱扣
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灵活接地系统发生电弧接地故障时,并联小电阻投入后,系统接地方式由小电流接地方式转变为大电流接地方式,故障点电流进一步增大,并联小电阻的投入对电弧故障特征的影响需进一步明确.传统黑盒模型难以精确计算电弧的非线性故障特征,即不易获得故障状态方程的解析解.为解决这一问题,可将电弧黑盒模型转化为受控源等效模型.首先,建立了灵活接地系统电弧接地故障等值电路.然后,给出母线零序电压与各线路零序电流的解析表达式,并分析灵活接地系统并联小电阻投入前后的电弧性故障特征.研究发现并联小电阻投入后,零序电压中电弧引入的谐波更为明显,而故障线路零序电流的电弧特征被削弱.最后,通过仿真验证了所得结论的正确性,为后续灵活接地系统电弧接地故障保护的研究提供了理论依据.
灵活接地系统电弧接地故障模型简化故障特征等值电路
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学位论文]作者：
朱天昊
智能配电网自动化技术及应用 山东理工大学 2024(学位年度)
接地故障多级协同保护配电网
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配电网的单相接地故障识别一直是个充满挑战的话题,一方面在于配电网通常采用的小电流接地方式导致单相接地故障不够明显和稳定;另一方面,即使是采用大电流接地系统的接地故障也往往由于存在较大的过渡电阻而弱化了本有的故障特征.本文重点介绍了深度学习与继电保护和馈线自动化经验相结合,开发了基于人工智能的接地故障方向判别和选线的新算法,并成功部署在常规继电保护装置的嵌入式系统中.
机器学习深度学习小电流接地系统选线单相接地故障方向
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在配电网小电流接地系统中,当发生单相接地故障时线路零序电流信号十分微弱,尤其是高阻接地故障时难以进行准确选线.文中提出了基于新型中性点灵活接地的配电网故障选线新方案,该选线方法在发生单相故障时通过高速电力电子开关在中性点投入小电阻接地支路,将小电流接地系统供电可靠性和大电流接地系统信号明显等优点结合起来,利用零序电流幅值以及并入小电阻前后零序电流相位差的变化作为判据,有效解决了在高阻接地情况下选线不理想的现状,实现配电网故障准确选线.利用PSCAD/EMTDC仿真环境对配电网进行单相接地故障模拟,仿真结果表明在不同故障情况下所提方案具有良好的可靠性和有效性.
小电流系统灵活接地故障选线单相接地故障零序电流
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为提高对大电流接地开关设计结构的认识,提高设计可靠性,文中对某型号发电机断路器成套装置用接地开关进行了设计研究.接地开关体积小,动热稳定性考核严苛,采用经验公式与仿真分析相结合的方法,完成了满足短时耐受电流130 kA(3 s)、峰值耐受电流390 kA参数条件的接地开关设计,并通过动热稳定型式试验验证了设计的合理性和可靠性.
接地开关发电机断路器大电流动热稳定可靠性
