谈论直流系统环网故障判断及查找技术

谈论直流系统环网故障判断及查找技术
谈论直流系统环网故障判断及查找技术

谈论直流系统环网故障判断及查找技术

发表时间:2018-05-30T17:06:41.273Z 来源:《电力设备》2018年第1期作者:王拯

[导读] 摘要:变电运行维护部门必须要充分的认识到直流系统环网故障存在对直流系统带来的影响及危害,在日常运行和检修工作中要严格执行南方电网公司的运行管理规范,严把审图及验收关,杜绝在新建、扩建或技术改造的施工过程造成直流系统环网的情况出现,一旦在维护或消缺中发现直流系统环网应及时查找并解除,建议在直流系统安装环网告警装置做到直流系统环网故障产生时及时发现,以便快速处理。

(国网青海省电力公司检修公司青海格尔木 816000)

摘要:变电运行维护部门必须要充分的认识到直流系统环网故障存在对直流系统带来的影响及危害,在日常运行和检修工作中要严格执行南方电网公司的运行管理规范,严把审图及验收关,杜绝在新建、扩建或技术改造的施工过程造成直流系统环网的情况出现,一旦在维护或消缺中发现直流系统环网应及时查找并解除,建议在直流系统安装环网告警装置做到直流系统环网故障产生时及时发现,以便快速处理。

关键词:直流系统;环网;故障;查找;处理

1 变电站直流系统环网问题危害及原因

直流电源是电力系统重要组成部分,是继电保护控制核心,现阶段,随着电网的不断发展,变电站设备直流系统问题日渐突出。目前,所有继电保护装置其工作电源均采用直流电源,对于变电站而言,若变电站直流某一点出现故障,则会威胁变电站保护设备的整体应用及运行安全[1]。目前,随着直流系统的不断完善,其运行方式现已由一段蓄电池改为两段独立蓄电池独立供电,此方法虽可在一定程度上有效避免部分直流系统安全事故产生,但经实践研究表明,此类运行方法多会因继电保护二次回路接线错误导致直流系统各类环网问题产生,影响变电站二次设备正常运行,严重可导致重大电网事故产生,影响电网安全运行。

1.1 原因

首先电力系统改造升级时,电力负荷电源线被同时连接于两套直流系统中从而出现寄生回路;其次电力操作人员在负荷操作时需将同一负荷两段母线同时合上后断开另一路开关,实现一段母线向另一段母线的转移,但在实际操作中操作人员多由于操作失误致一路空气开关未切断而致两套直流系统共极工作,终现环网问题;再次,因在现有的直流系统中增设新直流系统并将其负荷与现有系统电气连接,导致直流系统环网故障[3];最后,一根电缆中存在两套直流系统,而该系统在供电时可能发生回路,若电缆间的绝缘材料现问题则会导致两套直流系统发生连接,导致环网故障。

1.2 环网问题危害

1.2.1 蓄电池使用时间缩短

蓄电池在生产时多会受制造工艺的影响而致同一生产批次蓄电池在容量及放电率等数据上均存在不同之处,不同生产厂家蓄电池容量及放电率等数据差异更为明显。在系统运行中,若两套蓄电池出现并行运行情况时,因浮充电压一致,则多会导致其中一组蓄电池现欠充电现象,而另一组则过充电,长此以往,则会导致蓄电池损伤,使其应用时间缩短[2]。

1.2.2 火灾

若两套直流系统现环网故障则会导致两套蓄电池并列运行,在运行过程中会产生强大电流,若电流流经直径较小的供电电缆时则会导致电缆长期处于过载状态致发热等问题产生,严重则可致火灾,烧毁直流系统,造成严重后果。

1.3 直流接地处理措施

上述直流接地危害中可以看出,系统中正极或者负极出现接地,只要有一个接地,对地出现了新接地,如果不能快速修复,很容易导致两点或者两点以上接地故障现象出现,造成更大的设备事故。

2 常见故障及查找

2.1 高频开关电源故障

查找故障点及处理:使用万用表在直流屏后的交流输入端子处进行测量,测量结果应为线电压Uab、Ubc、Uca和相电压Ua、Ub、Uc 均在模块要求的正常工作电压范围内,此时判断站用变输出正常,然后根据图纸找到两路交流切换后进入模块前的交流电压母线处,使用万用表进行测量,测量电压不正确,则说明切换回路故障,需更换切换回路元件;如在直流屏交流输入端子处测量结果不在模块要求的正常工作电压范围内,则在交流屏后充电机交流输出处进行测量并与相邻输出空开的测量结果比较,如电压都不正常说明站用变工作异常,需通知相关人员处理,如只有充电机交流输出电源不正常说明交流输出空开损坏,更换空开即可。

2.2 充电模块长期处于均充状态

查找故障点及处理:首先检查模块上的按钮,是否打在强制均充位置,正常运行时应在浮充位置,均充时由集中监控器进行控制执行;其次查看集中监控器有无告警信号,若无告警,则检查其设置中浮充电压值是否正确,正常为单体电池浮充电压乘以蓄电池总个数;然后检查设置中充电机运行状态是否处于均充,若是均充状态,将其改为浮充,并查看均充设置时间,一般为3个月自动均充一次,确认设置后,观察模块是否转为了浮充状态;还有一种可能是集中监控器死机造成模块长期处于均充状态,将其重新起动后,再将设置检查一遍,看是否能够运行正常,如还不能正常工作就判断集中监控器或通信线可能损害,需进行更换。

2.3 充电模块其中之一故障指示灯亮

这种情况一般是内部故障造成无电压输出,由于模块按照N+1冗余设计,一个模块退出,不影响系统正常运行。

处理方法:使用直流卡流表在该模块的直流输出线缆处进行测量,确认模块无电流输出,然后切断模块的交流输入电源,在集中监控器中进行设置,将该损坏的模块屏蔽,这样告警将消失。更换模块后,再将集中监控器中的设置改回,使模块通信正常,并对模块输出的直流电压进行调整,调整值要与其它模块输出一致,并查看所有模块的输出电流,达到均流度良好。

3 环网故障的查找方法

3.1 便携式仪器查找法

应用某公司生产的“直流系统环网故障带电查找仪”产品进行查找。将“直流系统环网故障带电查找仪”信号源接入任系统的一段母线,装置检测完系统状况后,将在所有的环网回路加入一个特征信号,在使用手持器检测两段母线的所有馈线支路,并记录下环网故障馈线支

液压系统故障诊断技术的现状与发展趋势

液压系统故障诊断技术的现状与发展趋势 发表时间:2019-05-19T14:53:35.567Z 来源:《防护工程》2019年第1期作者: 1曹晓宁 2马海舰 3赵静思 [导读] 就会出现系统诊断开展难度较大的尴尬局面,因此对液压系统故障诊断技术及其应用展开研究,具有一定现实意义。1天津格特斯检测设备技术开发有限公司天津 300380;2天津格特斯检测设备技术开发有限公司天津 300380;3天津格特斯检测设备技术开发有限公司天津 300380 摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的科学技术的发展也有了很大的进步。液压系统重量轻、功率强、运行平稳,而且还能够采取大范围的无极调速,因此被普遍运用到了机械设备当中,同时液压系统一般都运用于控制和自动化这两种系统当中,并且液压系统还可以当做传输动力设备来运用。液压系统的运行能力以及安全性,能够对关键系统形成决定性的影响,要是液压系统出现问题,那么关键系统就会发生停滞的情况,从而让企业的经济收益受到影响,因此相关工作人员一定要掌握合理的液压系统故障诊断技术,从而让液压系统得到安全的运行。 关键词:液压系统;故障诊断技术;现状;发展趋势 引言 液压系统会通过对自身作用力的运用,对压强作用力进行增强。整体液压系统由液压油、动力元件以及执行元件等几部分内容组成,主要分为液压控制系统以及液压传动系统两类。由于其构成零件种类相对较为复杂,且安装位置较为隐蔽,所以一旦系统出现故障,就会出现系统诊断开展难度较大的尴尬局面,因此对液压系统故障诊断技术及其应用展开研究,具有一定现实意义。 1现状 早在上世纪60年代的的时候,我国就已经开始对液压系统故障诊断技术进行研究,主要是利用测量系统的流量、振动等参数,和处理与系统对应的信号,来给液压系统采取诊断。此项技术到了上世纪八十年代以后,因为液压系统具有很多的类型,而且结构也比较的繁杂,导致诊断技术无法给液压系统采取完善的诊断,这给液压系统故障诊断技术的发展造成了很大的影响。根据这些问题,我国的相关专家在经过了长时间的研究和改进以后,让诊断技术的水平得到了一定程度的提高,不但能够确保液压故障诊断的完善性,另外也能够给故障信息进行保存,这样的话就可以让液压系统得到更加完善的运维管理,从而进一步加强了液压系统的工作效率。 2液压系统故障诊断技术应用分析 2.1仪表测量技术 该项技术主要会通过对测试仪的运用,完成对系统故障的诊断。此设备主要由流量计、压力表以及安全阀等部件所组成,在具体测试过程中,技术人员会通过串联的方式将测试仪接连在相应回路之中,并会通过断开原主油路的方式,确保压力油可以经由测试仪流回到油箱之中,以便利用逐渐加载的方式完成相应诊断。所以该测试仪能够同时完成对系统监测点的流量以及压力测试工作,可以对执行元件、动力元件以及控制元件的工况与性能进行明确,以确保可以在短时间内完成故障位置查找。 2.2智能诊断技术 智能诊断技术种类相对较多,现阶段较为常用的技术主要有以下几种:1)专家系统。该项技术主要用于复杂系统诊断,是以信号处理以及传感技术为依托研发得到的。在具体应用过程中,技术人员会将故障现象经由用户接口输入到电脑终端,而电脑会按照数据库内信息对现象产生原因进行推理与分析,进而找出故障原因并会提供相应预防措施与维修方案,以供技术人员进行使用[2]。2)人工神经网络。此种诊断技术有效利用了神经网络所具有的计算、非线性以及自学习等方面能力,能够对系统故障进行准确判断,诊断效果较为理想。就某一角度而言,此项技术主要分为知识处理以及模式识别两种,其中在实施模式识别诊断时,会将神经网络作为分类器完成相应系统故障识别。 2.3四觉诊断技术 所谓“四觉”,就是利用嗅觉、触觉等较为直观的方式对系统故障进行获取。此种方式相对较为简单,技术人员会通过用手直接触摸的方式,明确液压泵表面是否存在过热问题或管路以及元件振动情况;会通过仔细观察的方式,对油温计、测点压力表以及真空表等设备数值合理性进行检查,以便及时发生异常数值,并准确找到数据产生原因等。与其他诊断技术相比,此种技术受技术人员自身能力以及感觉灵敏度的影响相对较大,只能作为定性判断,还需要展开后续检测,才可以查明故障产生真正原因。 3液压故障诊断技术的发展趋势 3.1经验知识和原理知识要紧密融合 若想加强液压故障智能诊断系统的能力,有关工作者要在研究液压系统故障诊断系统期间,掌握有关的专业知识,另外,还要掌握液压系统的结构和主要功能,要是在研究液压系统故障诊断期间,不重视对某一方面的研究的话,那么就会降低诊断效果。所以,相关工作者要把专业知识和诊断技能有效的融合到一起,然后再把两者结合到故障诊断系统里,安排合理的分析形式,还要保证所有的分析形式都可以单独运行,如此一来就可以慢慢的把液压系统故障诊断的系统的性能进行加强,让它能够变成具备专家级知识的诊断系统。 3.2多种智能故障诊断方法的混合 目前,液压系统故障诊断系统都在朝着技术融合的方向发展,也就是说把多种技术融合到一起,构成混合诊断系统。在智能技术进行融合期间,包括把专家诊断系统与神经网络采取有机融合,然后在里面加进模糊逻辑等。混合智能诊断方式的发展方向,就是要把传统的诊断系统转化为混合系统,把专家传播的知识转化成系统自主学习以及分析的系统,把单纯的推理转换为混合推理系统等。智能液压系统诊断系统在自主学习和诊断等方面都取得了突破性进展,所以目前受到了普遍的青睐。 3.3虚拟现实技术会得到重视和应用 在多媒体技术之后,虚拟现实技术开始得到人们普遍的关注,此项技术的存在感、感知性等都比较强。从表面进行分析,虚拟现实技术以及多媒体技术具有很多共同特征,所以人们能够更快的接受虚拟现实技术,不过虚拟现实技术可以让人们使用计算机来对很多的信息可视化,其属于交互性技术方式,和传统的人机界面采取对比的话能够发现,虚拟现实技术具有更好的应用价值。

变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理

变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理 伴随着科学技术的不断发展和进步,变电站的运行质量受到了多方关注,要想提升变电站直流系统运行管理的时效性,就要整合故障处理机制,确保能夯实管理基础,有效避免环网危害问题。本文分析了变电站直流接地故障的类型,并对故障产生的原因予以阐释,最后结合案例对变电站直流系统环网危害和处理机制展开讨论,仅供参考。 标签:变电站;直流系统;接地故障;环网危害;分析;处理 中图分类号:TM63 文献标识码:A 引言 伴随经济的快速发展,电气供应在各方面得到充分体现。其中“直流系统”作为电气系统的重要组成部分,在生产中由于安全监管处置不到位,造成电气安全事故频发,给生产运行与财产安全带来了威胁。能否发现并正确的消除异常,是保障电气直流系统稳定运行的关键。直流系统是广泛应用于发电厂、变电站和其它使用直流设备的用户,是一个独立的电源,不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响,并在外部交流电中断的情况下,保证由蓄电池继续提供直流电源的重要设备。 1变电站直流系统接地故障原因 在对变电站直流系统接地故障进行全面分析后就要对产生故障的原因予以判断,从而结合实际问题建立对应的处理控制措施,以保证变电站直流系统运行的稳定性和可靠性,提升整体系统运行的综合水平,尽量减少故障造成的经济损失和人员伤亡。第一,蓄电池亦或是整个结构的蓄电池、充电屏出现电缆绝缘老化问题,必然会造成结构漏电现象明显,影响其运行质量和综合安全水平[2]。第二,外因造成变电站直流系统接地故障问题,包括外界出现了较大的机械振动,或者是系统中电缆结构和金属体出现了严重的摩擦,都会导致绝缘位置出现损伤,造成相应结构出现漏电等问题。第二,环境不良也是导致变电站直流系统接地故障的重要因素,空气较为潮湿以及灰尘积压较厚会出现绝缘度下降的问题,使得整个结构和系统运行质量失衡。第三,仪器仪表的整体质量不合格,尤其是金属外壳比较容易出现生锈的问题。另外,漏水问题、裸露问题等都是造成整体结构运行质量降低的原因,要想优化相应结构的应用效率,就要对周围可能影响其综合质量水平的因素进行集中监督和管理[3]。 2直流系统 2.1直流系统的绝缘故障 对于直流系统的绝缘来说,一般情况下都发生在其电缆的方面。绝缘出现问

直流配电系统故障分析与保护技术研究

直流配电系统故障分析与保护技术研究 发表时间:2019-09-18T10:31:29.667Z 来源:《电力设备》2019年第7期作者:高峰刘伟郑锦欢 [导读] 摘要:直流系统可将分布式发电、配电供电及储能等优点进行充分发掘,以便为电气企业的供电与用户的用电提供新效益与新价值。 (国网山西省电力公司检修分公司) 摘要:直流系统可将分布式发电、配电供电及储能等优点进行充分发掘,以便为电气企业的供电与用户的用电提供新效益与新价值。系统保护是配电安全运行的保障,其实施难点主要是电流未能经过零点,使灭弧较难,且控制相对复杂,需给予灭弧更大的空间。国家电气工程相关工作人员在研究直流保护的过程中,应对其运行动态与常见故障间的关联进行充分考虑,以此来获得更佳的保护效果。文章依据直流组成及其原理,分析总结出了其系统的常见故障类型,提出的一系列故障解决策略,对直流配电系统的完善具有理论性意义,对解决其建设中的实际问题具有现实性的指导意义。 关键词:直流配电系统;故障分析;保护技术 直流配电在有效接纳分布式电源、高效稳定电压变换及控制、系统优化配置、供电可靠性等方面的技术问题已基本解决。直流配电保护是其安全运行的关键,但国内外对直流配电的保护研究尚处于理论研究和试验探索阶段,可以预见一旦突破直流保护这一瓶颈,直流配电技术及装备将快速的发展和广泛应用。 直流配电保护实现的难点在于:直流电流无过零点,灭弧困难,需要更大的灭弧空间和复杂的控制,直流过流速断保护是一个尚需研究和攻克的难题;直流配电系统无论是故障类型、故障发展过程、故障电压电流特性还是故障后果与交流配电网都有所不同;直流配电网中接入多元化的分布式电源、负荷、储能,直流配电系统存在多种不同的运行状态,大量电力电子装置的存在,给保护配合带来了挑战。直流保护的研究与应用必须考虑不同运行状态、源荷敏感特性与故障类型之间的关系。保护模型需要改进或优化以得到更佳的系统参数;保护的算法及程序需要优化以得到更准确的保护整定值及更好的保护效果。 1.直流主动保护构成及其原理 直流保护系统的构成分为单母线配电、两端配电以及放射状与环状配电等四种系统,无论是应用哪一种系统,均是以DC/AC 和 DC/DC 器为载体,使储能、多型负荷及分布式发电相连接,系统保护便集成于 DC/AC 和 DC/DC 中。其主动保护构成由短路与接地保护、绝缘下降、交直流混接、环网保护、交流电网、储能电池、光伏电池及燃料电池等组成,其借助 DC/DC 或 DC/AC 接受配电,将电供给负载。其原理是在电子转换器构造监控与拓扑原理基础上,将其保护行为“融入”转换器的逻控之中,遵循双重保护原则,充分利用隔离单元与电子器件,使诸多故障线路与正常运行的线路自然断离,并对故障较为严重的回路进行切断处理,可阻止轻微故障变严重扩大危害范围,尽可能确保系统正常工作。因电子转换器具有自己的保护性能,所以诸多学术研究人员对其进行探究的兴趣颇高。此项技术具有继电保护作用,已经被国人广泛应用于电气企业当中。直流继电器结合断路器,可对故障进行快速检测与断离。 2.直流配电系统常见故障解析 非高压直流系统中,常见的故障有短路故障与接地故障。 ①短路故障:正负电极均悬空的系统,如若正负极其中一极接地,则无法造成电路短路;如若唯有接地线电压出现异常,且正负极其中一极线路接地,便会引发短路故障。直流系统的短路故障,其电流输送速度飞快,影响范围广泛,且未经过零点。解决直流短路故障的方法诸多,其中切除电路的方式最为直接且效果较好。 ②接地故障:前期线路绝缘性能的下降与交直流交接混乱等问题并未引发接地故障,当接地电压发生异常时,如若未能对其进行有效控制,可使其最终演变成接地故障。近几年,我国的直流断路技术还未发展成熟,对于其他故障的保护方法仅限于监测与报警,而对于接地故障保护,我国已有一定的技术成果,例如环网技术。 ③直流故障具有自身独特的直流电压,其故障点位较难寻找。直流电系中,导致线路故障形成的原因之一是直流环网出现问题。环网故障会使直流电系统之间产生电环流,最终造成输电异常的危害,严重的情况下,很有可能导致线路出现短路或是接地故障。 3.非高压直流系统故障保护方法探析 3.1直流环网维护法 直流环网法的内涵主要指在直流系统未能并列期间,环网存有的多数电气连接。在环网运行的过程中,受倒负荷与绝缘度降低等因素的影响,极易使其出现故障,导致产生火灾、电池使用年限缩短以及空气开关失效等问题。若出现两个直流等级各不相同的系统电压,则会造成更为严重的后果。例如,异常发电现象,会引发电路短路或接地等危害。DC/DC 属于隔离型转换器,具有稳定电压的作用,在直流环网中,可确保各负荷电压始终保持平衡状态。各支流通过使用 DC/DC可完成单独供电。当负荷出现故障时,DC/DC 可保证各直流系统正常运作。面对多条直流线路同时出现问题的危急时刻,借助环网监测可检测出其问题所属的故障种类,并将故障点前后电路封锁,阻止转换器输出电流,实现故障隔离,可有效避免直流主干线与其他支干线的输电工作受到影响。 3.2短路故障保护法 依照主动保护原理,短路故障的保护应以电子器件内部的运行原理及算控法为基础,通过逻辑管控与诊断,对短路电流进行切断处理。单元隔离法将部分因故障问题流失电流进行回吸,可降低故障的破坏力,避免直流系统整体运行中断。ASP 集成器的应用,可将DC/AC 或者是 DC/DC 器中,需要被保护的各直流线路进行串联。考虑到转换器中电力 IGBT 的全控型运作特点及原理,一旦馈线电路或直流干线出现短路问题,可通过逻辑法实现对 IGBT 的控制。快速完成主动保护,使功率输出停止运行,可将短路线路与主干线、分布式发电线、负载线进行脱离,加快了主动保护的速度,增强了其可靠性,使其作用得以充分发挥。短路故障保护的主要控制开关是半导器件,其电路开关通断的控制法与其他方法不同,其故障保护总通断时长应被局限于μs 级范围内。 3.3接地故障维护法 接地保护法是指依靠快速检测,由 DC/DC 器通过将单元进行隔离,进而完成隔离接地故障的目的。在线路馈线处,便将故障限制于此,可有效阻止主干线与电源、负载间的故障传播,为主干线路与其馈线的正常运作提供保障。接地危害的监测工作,是实现直流保护的最大难题。当前,经常被使用的监测方法包括三种,分别是电阻平衡法、漏电检测法及低频交流法等。此三种方法虽然均能为故障的检测工作带来一定的效果,但是,仅能起到报警的作用,无法从根源处解决接地故障问题,防止其危害的发生。此外,漏电后,若绝缘不及

拖拉机液压悬挂系统常见故障分析与排除

拖拉机液压悬挂系统常见故障分析与排除 摘要:拖拉机液压悬挂系统是拖拉机重要动力输出系统,在长期的使用中,因液压零件的磨损、液压管的折裂等,常导致液压系统内漏、外漏,以及堵塞、卡滞现象的出现,进而导致液压悬挂系统发生一些故障,无法满足工作的需要。 0 引言 拖拉机液压悬挂系统是利用液体压力提升并维持农具处于各种不同位置的悬挂装置,一般还可以输出液压功率。悬挂式连接还可以改变拖拉机的受力状态,有利于改善拖拉机的牵引性能。目前,液压悬挂系统已成为拖拉机不可缺少的组成部分,要及时排除拖拉机液压悬挂系统常见故障。 1 提升后农具跳动 液压悬挂系统将农具提升到最高位置后,在正常情况下,分配器就自动处于中立位置,来自齿轮油泵的高压油直接回到油箱。可是在液压系统各环节中,如果有渗漏,情况就会不一样。 由于有渗漏,油缸中的压力就会略为降低,农具也就略下降。通过悬挂机构中的各杆件,使提升臂随之转动,带动提升轴和位调节凸轮一起转动一个小的回转角,而位调节杠杆的滚轮端是经常与位调节凸轮相接触的,由于回转,凸轮增加了一小段升程,使位调节杠杆以控制端离开主控制阀一小段距离,从而使主控制阀也外伸一小段距离,于是分配器的中立位置被破坏(见图1)。

回油阀的弹簧端小油道开启,关闭了回油道W。自齿轮油泵来的高压油,冲开单向阀向油缸补充压力油,于是农具就再被提升。由于农具提升,提升轴上的位调节凸轮升程又回落,通过位调节杠杆的压力,主控制阀又回缩一小段距离,分配器又恢复中立位置。接下来还是重复上述过程:漏油一农具下降一油缸补充油一农具上升一漏油。 因为提升跳动的根源是漏油,我们应该找出漏油的环节,但这种漏油不像找外观渗漏那样明显,那样容易找到,这种漏油都是液压系统内部的微量渗漏。跳动问题看起来不影响使用,似乎不排除也行,这种想法其实是不对的。液压系统每循环一次,各杆件和提升轴就得受一次冲击,受力情况就改变一次。日久会使提升臂、内提升臂与提升轴的花键配合松旷,甚至疲劳断裂,因此应予重视。现将可能渗漏环节分述如下: 1.1 油缸活塞漏油 这里所指的油缸活塞漏油情况和产生原因与前面提到的满负荷不能提升的

直流配电网的关键技术

直流配电网的关键技术 未来配电网的形态将是多个电压等级构成多层次环网状、交直流混联、具备统一规范的互联接口、基于复杂网络理论灵活自组网的架构模式。 直流配电网是未来能源互联网的基本支撑环节,以柔性直流技术为代表的中压配用电网也会是未来的发展趋势。 本期的主题为《直流配电网的关键技术》。 目前,直流配电网各项技术尚不成熟,需要进行更深入的研究。 (一)直流配电网的规划与设计 1、直流配电网接地方式:无论是单极还是双极系统,都要对直流配电网VSC 换流器直流侧的接地问题进行研究。若直流侧不接地,接地电位将因VSC的开关频率而发生振荡,影响直流传输线上的电压。因此,对于单极系统而言,直流侧多采用线路接地方式,而双极系统则采用分裂电容接地的方式。此外,交流侧的联接变压器多数采用Yo/A或YdY接线方式,以避免构成零序回路对低压直流配电网影响。 2、直流配电网电压等级的选择:直流配电网电压等级是直流配电网研究的重要内容:①直流配电网的供电距离(供电半径);②电气绝缘和保护;③系统成本和设计。若考虑将交流配网改造为直流配网,直流电缆允许直流电压为交流额

定线电压峰值,因此可据此对直流配电网的电压等级进行初步选择,即将现有中压交流配电网线电压的峰值选择为直流配网的额定电压。 在直流配网低压侧,过大的直流电压不利于负荷接入,且会引起较为严重的安全问题,因此需将电压中点接地成为双极系统,并利用线电压对大功率负载供电,小功率负载则利用单极对地电压供电,即每个极所接入的负荷并不完全平衡。 在目前欧洲230V交流配电网平台上,采用截面积分别为1.5mm2和2.5mm2的交流导线,对326V、230V、120V、48V四种直流电压进行了研究。研究结果表明,当直流电压降低时,压降、电流和损耗快速增高,当直流电压下降至48V 时,直流电流和直流压降均超出允许值。 当前,直流配网电压等级的选择方法尚未有定论,还需进一步的探索研究。 3、直流配电网储能设备的优化布点及其容量配置:在直流配网中配置蓄电池、超级电容等储能设备,可以达到提升网络运行稳定性,抑制直流电压闪变以及提高故障穿越能力的目的。当前,超级电容响应速度快,便于测量、安全无毒,但其储存电能的容量相对较小,供电时间短;相对而言,蓄电池能量密度高、供电时间长,但是响应速度慢。然而,目前尚未有文献研究储能装置的优化布点及容量配置,相关内容还需要深入探索和验证。 (二)直流配电网的调度与控制 1、直流配网的调度方案-调度是直流配电网运行的关键,应综合考虑实际负荷曲线以及储能设备和分布式电源的类型与容量,进而具体分析直流配网的调度方案。 直流配网调度方案,低压配网中各类电源与负载的等效电路及相关控制。直流配电网正常运行时,分布式电源始终输出最大功率,网络中压侧经直流变压器提供或吸收电能,为储能设备充电。当进入孤岛运行状态时,根据实际情况控制分布式电源的输出功率,系统不足或剩余的电能由储能设备提供或吸收。 2、直流配电网的协调控制:中压直流配电网与柔性多端直流输电系统的协调控制策略相类似,即采取电压下垂控制或主从控制方式,进而对多个换流器进行协调控制。 利用负载侧换流器带有的储能单元,对换流器的等效阻抗进行调节,避免换流器负阻特性引起的稳定性问题。给出了低压直流配电网各类电源与相关设备在正常工作与故障情况下的控制策略,如超级电容、蓄电池、各类换流器、柴油发

一种直流系统寄生回路及环网绝缘故障定位装置的研制与应用

一种直流系统寄生回路及环网绝缘故障定位装置的研制与应用 发表时间:2019-12-23T14:48:39.463Z 来源:《当代电力文化》2019年 16期作者:肖伟杰 [导读] 二次寄生回路是继电保护不容许存在的回路,在多项反措中经常提到“相互独立” 摘要:二次寄生回路是继电保护不容许存在的回路,在多项反措中经常提到“相互独立”,就是防止寄生回路。它的存在轻则误报信号信息,重则导致保护误动拒动,给电网安全埋下重大隐患。在保护验收及定检过程中会碰到寄生回路现象的出现,只要严格按照作业指导书的检查方法,不难发现寄生回路的存在。但对于寄生回路的故障点查找,传统方法是拉路法,既费时又费力,同时是带电拆接线操作,还可能造成直流接地、误接线、触电等风险。为了降低工作量和工作风险,作者开展研究,成功研制一台二次寄生回路故障点查找仪,能够快速实现直流系统寄生回路及环网绝缘故障定位,降低运维人员消缺工作量。在揭阳的变电站保护改造和消缺应用中成效明显。 关键词:直流系统;寄生回路;故障定位;拉路法; 文献标志码:B 1引言 电力、电网等系统中,其直流系统通常由许多回路构成,由于施工改造、设备大修、人员误操作等因素,有可能在直流系统中产生寄生回路或者发生将两套直流系统错误合环的故障。由于寄生回路和环网故障电压状态量没有变化,导致目前站内安装的直流监视装置不能对合环报警【1】。 2研究实施过程 2.1现状分析 当前,对绝缘接地故障查找的常用的方法有直流叠加法、直流分量法、低频叠加法或者信号注入法【2】等。直流叠加法,基本原理是在电缆的三相添加运行母线电压,然后在电磁式电压互感器的中性点接地处加一个低压直流电压源,电缆同时施加有工频交流和直流电压,通过滤波器,滤除测试回路中的交流分量,只检测由直流电压源流过电缆绝缘层所产生的微弱直流电流,从而得到电缆的绝缘电阻来监测电缆的绝缘状况。直流分量法利用水树枝的“整流效应”,即在外加交流正负半周电压的反复作用下,电缆绝缘层中会聚集负电荷,然后逐渐从导体层向屏蔽层漂移,产生一个直流分量,该直流分量的大小能够反映水树枝的情况,从而来诊断电缆的绝缘情况。低频叠加法是将低频电压叠加在电缆导体上,没有直流微电流测量上的问题,测量误差较小,测量装置在电缆接地线中串接,以得到相应的绝缘电阻值。 根据以上方法所设计的现有检测设备,在具体工程应用中,由于被测每个回路接线纵多,具体故障点难以查找,而现有环网故障查找设备都是在带电情况下测试,而该类设备无法对寄生回路故障点进行查找。 2.2制定措施 为了降低工作风险,减少一线班组日常维护的工作量,而现有检测设备又存在不足,为了解决传统通过拉路的方式费时费力地确定寄生回路,以及解决现有环网故障查找设备都是在带电情况下测试,且该类设备无法对寄生回路故障点进行查找等问题,作者结合近二十年的现场工作经验,开展研究,根据现场实际应用情况,发明可以在不带电情况下检测并定位寄生回路故障和环网故障点的设备,该设备能帮助运行维护人员快速找到故障点,大大提高了运行维护效率,保障直流系统接线准确性,提高系统安全性。 2.2.1技术原理 本仪器由分析仪、探测仪组成。分析仪的作用:用仪器本身自带或外接的直流5V电源,通过内部升压至最高为50V的交流电源,在断开站内试验设备直流电源的情况下,把存在寄生的两个回路,如控制回路1和信号回路或控制回路1和控制回路2,加入一个低频交流低幅值电流信号,此信号通过“分析仪--回路1--寄生故障点--回路2--分析仪”形成闭环。探测仪与分析仪通过2.5G的无线通讯模块进行数据传输,覆盖范围超过整个变电站,用钳形电流表在两个回路不同点探测该低频信号。根据探测到电流大小以及方向,在回路1或回路2探测的电流由有变无或由无变有时,此两点则为两个回路的寄生点。 (1)分析装置 分析装置的检测技术原理是基于信号叠加或者注入法,在硬件设计上,将信号发生功能与故障定位检测功能独立分体设计;其中将信号发生以及回路故障判断设计成独立的“分析装置”,将具体支路或者寄生回路故障定位部分设计成独立的“探测装置”。这样解决了一方面通过分析装置首先确定回路的绝缘故障,在通过探测装置逐个探测该回路中的所有支路,从而定位故障支路或者寄生回路。另外,该分体式的设计,使得可以在不带电情况下检测并定位寄生回路故障和环网故障点的设备,该设备能帮助运行维护人员快速找到故障点,大大提高了运行维护效率,保障直流系统接线准确性,提高系统安全性。 图1 分析装置使用示意图 (2)探测装置 探测装置的检测技术原理是基于信号叠加或者注入法,配合独立的回路信号发生装置,将具体支路或者寄生回路故障定位部分设计成独立的“探测装置”。探测装置可以探测道回路中信号发生装置发出的低频信号,有故障的分支会产生与信号源相同频率的电流变化信号,探测装置的采集传感器可以对这一信号进行分析,通过频谱分析以及滤波技术,这样解决了通过探测装置逐个探测该回路中的所有支

拖拉机液压系统的故障检查与排除

拖拉机液压系统的故障检查与排除 张淼 (梨树县农业机械化学校吉林梨树136500) 摘要:拖拉机的液压系统在拖拉机进行农田作业过程中起到重要作用,通过对拖拉机液压系统在工作中出现的故障现象来深入分析,从而得出产生故障的原因,根据不同的故障原因提出具体的解决办法,来排除液压系统的故障。对农机操作者正确操作、简易维修提供了有益的帮助。 关键词:拖拉机液压系统故障分析排除 1、拖拉机液压系统 拖拉机的液压系统主要由液压缸、液压泵、分配器和辅助装置等组成的循环液压油路,它的目的是为农机作业时提升农机具提供动力。拖拉机液压系统一般有三种形式,分为分置式液压系统、半分置式液压系统、整体式液压系统。分置式液压系统的油泵、油缸、分配器和油箱被安装在拖拉机的不同位置。半分置式液压系统的油泵单独安装,油缸、分配器和操纵机组成提升器安装在后桥壳处。整体式液压系统的油泵、油缸、分配器、操纵机构等部件都安装在后桥壳处,形成一个整体。目前国内中大型拖拉机通常采用分置式液压系统,液压系统发生故障后,往往情况比较复杂,需要逐一检查各部位,发现故障后做出正确的判断,分析具体原因进行修复。 2、拖拉机液压系统故障检查及排除方法 (1)农具不能提升 在拖拉机工作时,发现农具不能提升的情况,这是液压系统经常出现的故障,,应依次从以下方面查找原因并按相应措施进行修复。a油箱无油或者油泵没有结合。通过检查可以进行加油或接合油泵解决问题;b当回油阀卡住不落下,或因系统内有赃物把回油阀垫住或油泵油几乎全部溜回油箱,无油压产生导致农具不能提升;此时可以通过用小木棒轻敲回油阀盖体,使回油阀受到震动而落下,或者卸下回油阀进行清洗;c也可能是油缸定位阀被卡住,可以通过用钳子将定位阀夹出并重新正确安装;d油缸定位挡板与定位阀尾部之间的间隙太小,液压产生的压力不足以提升农具;应当通过调节将定位挡板升到所需的位置;e由于所悬挂农具的提升阻力过大,农具无法提升起来;应去除悬挂农具增加的提升阻力;f升压阀的压力过小,安全阀弹簧松弛,开启压力

全国液压系统维修及故障诊断技术培训班

目录 第一章液压传动基本知识 (33) 一、液压传动的工作原理 (33) 二、液压传动工作特性 (33) 三、液压传动系统的组成 (44) 四、液压传动系统的图形符号 (55) 第二章常用液压元件 (55) 一、液压泵 (55) 二、液压缸 (88) 三、液压马达 (1010) 五、液压辅助元件 (1414) 第三章液压系统的使用维护与管理 (1616) 一、液压系统的安装与试压 (1616) 二、液压系统的正确使用 (1717) 三、液压系统的维护 (1717) 四、液压系统的点检管理 (1919) 五、运行中期液压设备的管理要点 (2121) 六、常用液压元件的维护与修理 (2121) 第四章工作介质的使用和管理 (2626) 一、工作介质的种类 (2626) 二、对工作介质的基本要求 (2727) 三、液压油液的基本性质 (2727) 四、工作介质的选用 (2828) 五、工作介质的储存保管 (3030) 六、液压系统的换油方式 (3030)

七、工作介质的取用 (3030) 八、工作介质变质的原因 (3131) 九、工作介质变质的控制 (3131) 十、工作介质的合理使用 (3232) 第五章液压系统的泄漏与密封....................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 一、液压系统的泄漏............................. 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 二、液压系统的密封............................. 错误!未定义书签。错误!未定义书签。第六章液压系统的污染控制......................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 一、液压系统污染的原因......................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 二、液压系统污染的类型及危害................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 三、液压系统污染的控制......................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 四、工作介质的污染度测定....................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。第七章液压系统故障诊断........................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 一、液压系统故障的概念......................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 二、液压系统故障分类........................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 三、液压系统故障的特点......................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 四、液压系统故障对设备及其工作的影响........... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 五、液压系统故障诊断的工作内容................. 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 六、液压系统常见故障现象及其原因............... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 七、液压系统故障排除的步骤..................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 八、液压系统故障诊断的层次和方法............... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 九、液压系统常见故障分析....................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 十、现代液压故障诊断的技术途径................. 错误!未定义书签。错误!未定义书签。

直流系统中的各类绝缘故障、直流互窜故障、交流窜电故障检测

GDF-3000A直流接地故障查找仪 一、概述 直流系统绝缘故障、直流互窜故障及交流窜电故障是一种易发生且对电力系统危害性较大的故障,危害电力系统正常运行。 为了能够更好的帮助现场维护人员快速准确地找出直流故障,我公司通过多年努力,总结大量现场经验,开发出了直流故障查找仪。 直流接地查找仪采用高精度电流钳表,利用故障回路中的直流电流差值进行故障查找与定位,将快速FFT变换技术引入到直流故障查找设备中,可以检测出各电压等级(24V,48V,110V,220V)直流系统中的各类绝缘故障、直流互窜故障、交流窜电故障。 随着电力系统对安全运行的要求越来越高,电力系统中对各类直流故障查找的要求也将越来越高,因此,高精度、绝缘趋势分析将成为电力系统对新一代直流接地查找仪的基本要求。 基于直流电流差值检测原理的新型直流接地查找仪引入快速FFT变换技术,通过对检测量幅频特性的详细分析平衡了直流接地故障查找安全性与灵敏度方面的矛盾,将直流接地故障技术推向了一个新的高度,具有广泛的应用前景。 二、装置结构及原理:

2.1装置组成 直流接地查找仪由系统分析仪、支路探测仪、采集器三部分组成,如下图示: 2.2 装置原理 2.2.1 绝缘故障查找原理

系统分析仪与被测直流母线相连,采用乒乓原理计算被测直流系统的平衡桥电阻及对地绝缘电阻,如果被测直流系统存在绝缘故障,系统分析仪则向直流系统投入设定好频率和幅值的检测桥,探测仪通过对各支路中电流信号的检测来实现接地故障点的定位,检测原理如下图示: 图中馈线1为正常馈线,馈线n 为存在负对地绝缘故障的馈线,x R 为绝缘故障阻值,R 为系统平衡电桥。 分析仪检测到绝缘故障后向直流系统投入检测桥,该检测桥以图示中的E 、F 表示,该检测桥的投入使直流系统对地电压产生一个已知频率的周期性变化量,设该变化量的频率为f 、使直流系统产生的对地电压变化幅值为V ?,则流过x R 上的电流变化幅值为 x R V I ?=?5,变化频率与检测桥投 入频率f 相同。 探测仪分别在A ,B ,C 处进行检测。在A 处检测不到该变化电流信号,说明馈线1没有绝缘故障,在B 处可以检测到该变化电流信号,说明馈线n 存在绝缘故障,而在C 处检测不到该变化电流信号,从而可以

控制系统故障诊断技术

Harbin Institute of Technology 控制系统故障诊断技术 课程报告 专业:控制科学与工程 学号:15S004001 姓名: 日期:2016.4.12 控制系统故障诊断技术(FDD),在核心上属于模式识别范畴,通过冗余控制及自诊断等

思想处理系统故障,提高系统性能与可靠性。主要环节内容包括特征提取(如量值描述、模糊描述、模型与数据结合描述等),故障分离估计及评价决策。其中系统的表征包括输入输出状态,参数特征,逻辑经验,通过状态观测可以判定失效的观测器。 控制系统故障诊断主要思想在于特征分析,包括信号处理,通过控制领域方法,进行诊断与容错处理。本质上,是控制学科的一门下属学科,建立的体系要基于控制系统理论基础,系统四个部分分别是:被控对象、控制器、执行器、传感器。重点在于传感器的故障诊断。 故障诊断本身又可以分为故障检测,只判断有无故障;与故障分离,即可以定位具体故障。 诊断方法类型包括基于数学模型及基于专家(模糊)知识两种。体现在发展历程上,即2000年以前诊断方法主要是阈值方法,而2000年之后才逐渐引入智能化。 这一技术的目的包括提高系统鲁棒性,这种鲁棒性,并非简单的对参数变化具有的不敏感性,还包括系统自身对结构变化的自适应性;此外,另一个目的是容错性,即再系统局部发生故障时,可以有冗余部件替换掉有问题部件。 控制系统容错技术在方法上,包括 1、并行冗余,主要处理控制器故障,包括串并联结构,冷热备份等等; 2、鲁棒控制,需要考虑系统局部关系的完整性设计,具有多模型自适应能力; 3、系统重构,指的是余度系统故障时,使系统转入新工作结构而采用的余度管理措施,称为重构。系统重构技术充分利用系统的信号和资源,可以使系统获得更高的可靠性和生存性。在系统发生故障时可以迅速反应,重新构建控制器,通常采用FPGA实现,达到不同阶段完成不同功能。 4、人工智能,是近来发展迅速的智能化方法,包括神经网络、模糊专家控制等。 如上图为神经网络控制器的示意图。作为一种黑箱结构,神经网络的优势在于只要有一层隐含层就可以做到任意的非线性拟合。 控制系统故障诊断实现途径包括:提高元部件可靠性及整体可靠性设计,如冗余设计、简化设计等。故障诊断的观测器通常采用基于李雅普诺夫原理的自适应观测器与奉献观测器的结合。通过可观自由度、传感器数量对故障定位,通过解耦控制器,容错控制,使血糖具有冗余能力。在实际应用中观测器速度一定大于控制器,及观测器极点相比于控制器一定更远。当系统干扰较大时,可将观测器换成卡尔曼滤波器。闭环故障诊断的难点在于故障可能由于闭环本身产生。 以上内容完全来自课堂笔记与个人观点,下面是我查阅到的控制系统故障诊断的一些基本内容: 容错控制是 20 世纪末期发展起来的一种提高控制系统可靠性的技术 . 容错控制系统设计主要包括 故障诊断和容错控制系统的设计, 这两个方面现都成为控制理论领域的研究热点. 控制系统是由被控对象、控制器、传感器和执行器组成的复杂系统, 其各个基本环节

拖拉机液压悬挂系统常见故障的分析

拖拉机液压悬挂系统常 见故障的分析 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

拖拉机液压悬挂系统常见故障的分析 吉林省梨树县农机技术推广总站高鹏云史立彦 拖拉机在经过了一段时间的使用后,液压悬挂系统会常常发生故障。下面分别从液压悬挂系统的组成对出现的故障加以分析。 一、齿轮泵不吸油或吸油不足 现象:悬挂农具提升缓慢或不能提升;在提升农具过程中系统压力不稳定,产生抖动或产生噪声;油箱或管路中有气泡;泵体温度升高等。 原因:油面过低或无油;油液粘度过大(可能是油的牌号不对可油温太低);系统滤清器或吸油管路堵塞;吸油口接头螺栓松动,或密封圈损坏、漏装,使吸油管路进入空气;由于齿轮泵前盖内的骨架自紧油封损坏而吸入空气。 二、齿轮泵供油量不足或压力不足 现象:油泵吸油情况虽然正常,但悬挂农具提升缓慢或不能提升,不带农具时提升情况较好,但油泵温度升高很快。 原因:①轴套端面磨损严重,引起轴向间隙增大,小密封圈由于压不紧被挤入间隙而损坏,使高低压区窜通,俗称内漏。②轴套与齿轮的配合端面有刮伤、划痕或不平整,引起端面密封圈损坏,产生内漏。③泵内小密封圈损坏或失效,使油泵端部密封隔压作用遭到破坏,内漏严重。④轴套腰部的橡胶塞缩入孔中,起不到密封隔压作用,致使压力油内漏严重。⑤油泵前盖内的自紧油封损坏,引起漏油。 三、齿轮泵烧坏 现象:泵体温度急剧上升,同时发出尖叫声,且发动机负荷突然增大,甚至熄火。

原因:①齿轮泵长期吸不上油或吸油不足,由于内部缺乏润滑,产生干摩擦而引起烧损。②由于提升器使用、调整不当,或液压系统堵塞,安全阀或回油阀失灵,使齿轮泵经常超载。③装配过紧、因转动阻力矩过大而损坏。 四、液压提升器发生故障 现象:提升器操纵失灵、漏油和卡阀。发生卡阀故障时,主要是表现在控制阀卡在阀孔中某一位置,造成液压油工作油路失常,使得农具不能升降。 原因:提升器操纵失灵一般是因为操纵手柄与滑阀的连接失效。有时由于磨损及弹簧失效,也会造成操纵手柄定位及限位失灵。关于漏油的原因,分配器内漏主要是由于各阀与阀孔或阀座间密封不良而造成,外漏则主要是由于密封件老化损坏造成的。此外,活塞与缸体工作表面过度磨损,橡胶密封较老化损坏,也会引起严重漏油。造成卡阀的主要原因,可能是保养没跟上,液压油脏污;阀和阀孔的配合间隙过小或阀与阀孔产生锈蚀等。 五、油缸发生故障 现象:油缸漏油以及活塞在油缸中被卡住,使农具不能升降。 原因:油缸漏油常是由于活塞与缸体磨损过大或橡胶密封圈失效而造成的活塞在油缸中被卡,主要是由于长期不用油缸时,油缸表面残存的油膜胶结而卡死密封圈。另外,金属活塞环与油缸配合表面产生锈蚀,或有杂质,异物卡入配合间隙,也会造成活塞卡死故障。 六、液压悬挂系统不提升或不能正常提升农具 现象:当操纵手柄放至提升位置后,农具不能提升,有时提升缓慢,而且有抖动现象,不挂农具时可以较快提升,提升过程中,有时在液压系统中产生噪声,有时出现发热现象。

基于行波法的交直流配电线路故障定位方法综述 孙永健

基于行波法的交直流配电线路故障定位方法综述孙永健 发表时间:2018-06-19T10:20:40.563Z 来源:《电力设备》2018年第4期作者:孙永健陈羽韩玘桓 [导读] 摘要:随着电力电子技术的不断发展,分布式电源大量接入,直流配电线路相较于交流配电线路效率高,交直流配电网的发展得到了重视。 (山东理工大学电气工程学院山东省淄博市 255049) 摘要:随着电力电子技术的不断发展,分布式电源大量接入,直流配电线路相较于交流配电线路效率高,交直流配电网的发展得到了重视。交直流配电网发生线路故障时,可靠、精确的故障测距方法对于保障配电系统的稳定运行具有重要意义。 关键词:直流配电网直流线路故障定位故障初始行波 0 引言 随着科学技术的不断进步,电力电子技术的不断发展,以太阳能、风能为主的新能源的普及利用,直流负荷的涌现,直流配电线路给直流负荷供电时比交流配电线路效率高,直流配电网已成为国内外研究发展的热点课题。直流配电网较交流配电网相比有以下优点:(1)供电容量大、线路损耗小;(2)供电效率高、供电稳定性好、电能质量好;(3)便于直流电源及直流负载的接入。环状直流配电网供电可靠性更高,发展前景广阔[1]。 行波法故障定位受故障距离、过渡电阻及系统运行方式小,测距精确,是输电系统最主要的故障测距方法。 1 交流配电线路定位方法 行波测距是通过测量线路发生故障时的特征电气量来实现的。对暂态电气量进行分析时,考虑到基波电压和电流波长的大小,网络大小不可做理想化处理,因此,需要对线路进行分部参数处理并在实际计算中考虑电磁波在传播过程中的速度和时间,此种在分布参数系统中的具有固定传播速度的电磁波被称为行波。行波测距法起源与19世纪60年代,如今也是非常实用的测距方法,主要利用线路故障时产生的暂态电气量—行波进行测距,一直以来,许多的研究着利用电压或电流行波的传播特点,提出了许多具有实际应用价值的观点。 行波测距法主要分为两种:一种是在故障点处产生的行波经线路传播到线路母线的时间与故障点处产生的行波经对侧母线反射到本侧母线或故障点自身反射到本册母线的时间之差进行测距,这种方法称为单端行波测距法,A性行波测距法便是利用单端行波测距法的基本原理实现的;另一按照故障点出行波达到两端母线监测点的时间差进行测距,这种方法被称为双端测距法。该方法的实现的关键是两端行波同步到达母线的测点的时间差,需要专用的同步时钟进行及时。虽然双端行波测距法会增大投资成本,但其只需要检测故障行波的第一个波头,受线路运行方式、过渡电阻以及分部电容等参数的影响较小,其测距结果更加准确。 2 直流配电线路定位方法 由于行波法测距精度高、响应速度快,并且受过渡电阻、线路阻抗、故障距离及系统运行方式影响较小,因此行波法是现如今直流系统中最主要的故障测距方法。 行波测距通过测量故障点行波波头到达母线监测点的时间实现测距,测量准确度高;具体实现又可分为单端行波法[2-5]和双端行波法[6-7]。单端行波法只需要测量故障行波波头达到其中一侧母线监测点的时间即可,不需要进行通讯,实现方式简单,精度较好,但可靠度取决于能否准确捕获故障点行波反射波和透射波。双端行波法是根据故障点行波到达两端母线监测点的时间之差确定距离的,测量准确度和可靠性更高,但对于数据采样的准确性要求更高。行波测距法能够可靠工作较为关键的环节便是波头的识别和捕获。一个很简单的方法便是导数法,即对故障行波进行一阶求导,得到导数的极大值便可得到波头。上世纪末,小波变换是应用很广泛的故障行波波头捕获方法,因其具有良好的时频局部化特征。文献[6-7]提出了基于双端行波法,并使用小波变换的模的极大值检测故障行波信号的奇异性,由此得到行波波头,从而实现故障的精准定位。随着软件和硬件水平的不断提高,不断有新的检测和数学分析方法被引入到故障测距中来。文献[8-10]应用数学形态学多分辨形态梯度理论和小波变换原理来检测波头。文献[13]将波形图映射为红率彩色模式图,将颜色变化点定为波头点。 行波测距另一重要影响因素便是行波速度,行波速度与线路参数和行波频率有很大关系,行波波速并不是恒定不变的。而在实际计算中,往往不会考虑波速变化对测距所产生的影响,因此,最终测距结果又是会超出所允许的误差范围。所以,故障行波的选取要考虑合适的行波速度,将波速对测距的影响降到最低。文献[5]总结故障波头之间的时间差,并列写了测距方程,从未消除了波速对测距的影响。 研究者们也对其他测距方法进行了探索,主要寻找故障行波变化特点与故障距离的关系,这样便可以不再对故障行波的波头进行检测,可以提高可靠性,但在具体实施过程中还有很多问题,目前该研究还在理论探索阶段。文献[3]提出利用发生故障时的电流频率来测定故障距离,测距精度有所提高,实现了无需检测故障波头的要求,但对于故障电流频率的检测和分析却面临着其他一系列问题。文献[11]提出故障行波中的高频分量衰减与故障距离的关系实现故障测距的构思,能够实现精确测距。但高频分量衰减速度受其衰减常数的。文献[12]利人工神经网络算法对文献[11]的算法进行矫正,利用其非线性拟合能力能够准确计算出行波衰减常数,满足了行波测距高可靠性要求。 3 结语 总而言之,随着行波测距系统运行经验的积累和不断完善,行波测距已成为一种主要的输电线路故障精确定位方法。 由于交直流配电网接线方式的特殊性,行波测距用于交直流配电网还有一些特殊的问题需要解决。目前,交直流配电网行波测距的研究主要还是停留在理论探讨与试验阶段,还没有获得实际的应用。 参考文献: [1] 宋强,赵彪,刘文华,等.智能直流配电网研究综述[J].中国电机工程学报,2013,33(25):9-19. [2] 张帆,潘贞存,马琳琳,等.基于模量行波传输时间差的线路接地故障测距与保护[J].中国电机工程学报,2009,29,(10):78-83. [3] 宋国兵,李德坤,斬东時,等.利用近波电压分布特征的柔性直流输电线路单端故障定位[J].电为系统自动化,2013,37(15):83-88. [4] 李德坤,宋国兵,高淑萍,等.VSC-HVDC输电线路单端行波自动化故障定位方法研究[J].电网技术,.2013,37(4):1128-1133. [5] 杨立紅,杨明玉.与波速无关的柔性直流输电线路单端行波故障测距算法[J]可电力科学与工程,2013,29(6):12-16+22.

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