电力系统自动重合闸仿真分析
题目：电力系统自动重合闸仿真分析，该系统电压等级220kV，为
双电源供电系统。仿真线路单相重合闸的工作。
（1）电路图设计 建立电路图模型，如图1-1所示。
图1-1 电路模型
断路器参数设置，如图1-2所示。
图1-2断路器参数设置
三相电压电流测量元件参数设置，如图1-3所示。
图1-3三相电压电流测量元件参数设置
仿真结果及分析
线路单相重合闸的仿真分析。
在电路图参数进行设置时，讲断路器的故障相选为A相，断路器的
初始状态为闭合，说明线路正常工作；断路器的转换时间设置为[0.04
0.08]，即线路在0.04s时发生A相接地短路，断路器断开，在0.08s时断
路器重合，故障切除后线路进行重合闸。
线路单向接地短路时，接线端处的电压和电流仿真结果，如图1-4
所示。
图1-4 电压和电流仿真结果
电力系统工具中的稳态电流、电压对话框，如图1-4所示。
图1-4 稳态电流、电压对话框
由于电力系统为双电源供电系统，因此当线路发生单相接地短路
时，断路器段可切除故障点，母线电压并没有多大的改变；在单相接地
短路期间（0.04 0.08s），断路器A相断开，A相电流为0，非故障相的
电流幅值减小；在故障切除后（0.08s后），重合闸成功，三相电流经
过暂态后又恢复为稳定工作状态，从稳态电流对话框中三相电流的幅值
和相角可以看出，达到新的稳态后，三相电流保持对称，相角互差
120°。
电力系统中32接线方式下自动重合闸的原理及应用
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电力系统中3/2接线方式下自动重合闸的原理及应用
作者：李浩
来源：《科学大众》2018年第08期
摘; ;要：电力系统的故障种类多，次数频繁，但输电线路（架空线路）是发生故障概率最多的元件，据不完全统计占比高达电力系统总故障的90%，促使人们不得不去研究探讨，学会利用保护设备的功能，加强线路监测，减少故障线路停电的时间，从而保障电网和设备长久可靠稳定地运行。文章首先介绍重合闸在大环境下的应用背景，接着对3/2接线方式下自动重合闸方式进行原理分析。最后，从实例分析进行剖析，加深理解。
关键词：输电线路;保护设备;自动重合闸
随着电网的联网，线路不断增加，一方面要求保护设备质量功能更完善，另一方面要求切实提升电网系统自动调节水平。减少人员去现场频率，延长设备巡视周期，甚至通过监测监测直接反映线路和设备的运行工况。重合闸装置基于给变电站和用户供电工作，是当前可靠的输电线路安全送电的保障措施。
1; ; ;重合闸概述
1.1; 重合闸应用背景
电力系统经历几代人的建设和辛劳付出，发展日趋成熟。架空线路大多数故障源于瞬时性故障（指短暂影响电力设备运行，但可短时间内自行恢复的故障），比如雷击、风害等，比例高达90%，与之对应的永久性故障（影响设备运行，不采取措施就不能恢复设备正常运行的故障），比例不到10%。由此可见，重在解决这种瞬时故障，减少停电指标，减少停电时间和负荷损失。此时，重合闸装置正好解决这一大难题，即当输电线路出现故障，继电保护使断路器跳闸后，自动重合闸装置经短时间间隔后使断路器重新合上。所以在出现瞬时性故障，自动将断路器合上，不仅提高电力系统暂态稳定水平，还增大了高压线路的送电容量。
1.2; 重合闸的分类
一般来说，自动重合闸装置分为4种状态：单相重合闸、综合重合闸、三相重合闸、停用重合闸，可以根据负载大小对其进行选用。
电力系统自动重合闸
电力系统自动重合闸
在电力系统中，重合闸是指在系统发生短路或过载等异常情况下，经过处理后重新将设备或线路投入运行状态。自动重合闸则是在电力系统自动化控制技术的作用下，快速完成重合闸操作。本文将深入探讨电力系统自动重合闸的原理、方法和应用。
原理
电力系统自动重合闸主要由自动保护装置、重合闸装置、控制装置、通讯装置和辅助装置等组成。其中，自动保护装置是最核心的组成部分，它能够对电力系统中的故障信息进行快速检测和分析，并输出相应的信号指令给重合闸装置。重合闸装置则负责实际的操作，通过对主断路器或负荷开关等设备的控制，完成重合闸的过程。控制装置则是自动保护装置和重合闸装置之间的桥梁，它通过自动保护装置输出的信号，控制重合闸装置完成操作。通讯装置负责自动保护装置和控制装置之间的信息交流，辅助装置则提供电源、保护和操作环节的辅助功能。
方法
电力系统自动重合闸的方法一般包括以下几个步骤： 步骤一、故障检测
电力系统中的故障包括短路、过载、欠电压、过电压等多种类型，需要通过自动保护装置进行快速检测和分析。一旦发现故障，自动保护装置会发出相应的信号指令。
步骤二、信号处理
自动保护装置发出的信号需要经过控制装置进行处理，确定是否需要进行重合闸操作。如果需要，控制装置会将信号传递给重合闸装置进行操作。
步骤三、重合闸操作
重合闸操作是指对电路进行控制，重新将设备或线路投入运行状态。重合闸可通过手动和自动两种方式进行。在自动重合闸中，重合闸装置能够根据控制装置的指令，对相应的设备和线路进行控制，完成重合闸操作。
步骤四、健康监测
重合闸装置在完成操作后，需要对重合闸后的设备和线路进行健康监测，确保其正常运行。如果发现异常情况，需要及时报警并进行处理。
应用
电力系统自动重合闸技术已经广泛应用于电力系统中，为电力系统的稳定运行和安全保障提供了重要保障。其主要应用在以下几个方面： 方面一、电网自动化
电力系统自动重合闸是电网自动化的核心技术之一。通过电网自动化系统，可以实现对电力系统的实时监测、预测和控制，提高电力系统的安全性、可靠性和经济性。
自动重合闸在电力系统中的运用
自动重合闸在电力系统中的运用
线路运行大量数据显示，输电线路故障大部分是瞬间的，为提升输电线路综合供电的可靠性，电力系统一般采取重合闸装置与线路保护相结合方法，在线路出现故障跳闸以后，利用自动重合闸装置使其供电得以恢复。文章主要对自动重合闸在输电线路中的应用进行研究。
标签：自动重合闸；输电线路；运用
随着我国工业与农业的发展，对于电能需求日益增大，区域电网结构与容量需要不断完善。目前，大部分的电网输送功率比较大，并且距离适中，广泛应用于区域电能输送领域，对国民经济发展产生直接影响。电力系统中，随着电力电子技术的广泛应用，电网自动化监控水平得以提高。为提升线路供电可靠性，在设计线路继电保护中一般结合自动重合闸与继电保护系统，在线路出现故障以后，采用重合闸装置，电网系统供电安全性明显提升。
1 自动重合闸应用研究
1.1 双母线接线系统
结合计算机技术、通信技术以及电力电子技术所产生的线路微机综合保护系统，可以将自动重合闸装置有效的作为线路几点保护的独立分支，在线路综合保护柜中嵌入，产生线路内部重合闸单元，不仅能使系统外部接线得以简化，同时能确保线路的稳定、安全运行。对于双母接线系统，一般线路微机保护装置需要配备两套，在设计期间，两套保护装置尽可能设计成内部重合闸方式，经通信协约模式两套重合闸装置可以与相应命令信号共同完成多相或者是单相的跳合闸操作，这样能避免自动重合闸系统与继电保护系统之间所产生的二次回路接线，进而输电线路得以安全运行。
1.2 一个半断路器接线系统
电网系统中，一般采取外部与内部重合闸保护系统，一个半断路器接线系统如果使用内部与外部的双重保护系统，也就是需设计自动重合闸装置的两套专用系统，这样系统的二次接线会较为复杂，在实际的调试、维护以及检修工作中难度较大，受到重合闸装置的内部元件影响，线路继电器保护水平会明显降低。与实际经验相结合，在设计一个半断路器接线系统的自动重合闸时，需要按照断路器实际情况设计重合闸装置以及继电保护的逻辑动作。不管是单相故障，或者是多相故障，线路继电保护系统均能发出跳闸指令，对于保护装置是否允许重合闸的有关动作，需要通过专业断路器重合闸装置进行判别。结合断路器自动重合闸装置与继电保护装置的逻辑控制，能使系统二次回路得到有效简化，明确继电保护分工，有利于运行人员维护与调试。一个半断路器接线系统通常只参照与断路器配置相对应外部重合闸系统，在运行期间，一旦线路出现故障，断路器切除故障次数明显多于母线侧断路器，所以在设计重合闸动作顺序时，为了使断路器寿
断路器机构压力闭锁回路导致自动重合闸异常分析及解决方案
断路器机构压力闭锁回路导致自动 重合闸异常分析及解决方案
摘要：近几年我国的用电量不断增加，因此线路走廊日益紧张，为了有效提高输电的可靠性，大多数的电网都采用同塔双回出现架设方式，利用自动重合闸来对异常问题进行控制，这样能够避免故障对整个输电线路的影响。但是从实际的应用来看，自动重合闸也存在一定的问题，很多情况下由于断路器机构压力闭锁回路而导致自动重合闸出现异常。基于此，本人从自动重合闸时限规则入手，首先分析断路器机构压力闭锁回路导致自动重合闸异常的现象及原因，然后重点探究断路器机构压力闭锁回路导致自动重合闸异常的解决方案，希望可以借此给自动重合闸异常问题解决的相关研究提供一定的参考意见。
关键词：断路器；自动重合闸；异常解决
1 自动重合闸实现原则
自动重合闸能够按照预设的逻辑来切除线路故障，利用过压远跳来实现保护功能，同时完成重合闸出口功能。在具体的应用中，自动重合闸允许相同瞬时故障时超前相重合，通过断路保护来提高切除线路故障的成功率。例如，当某个信号符合预设逻辑时，就能通过闭锁通道来实现，然后给出相应的执行命令，当故障消除之后再延时开放通道，这样就能尽可能降低异常问题对整个线路的影响。同时为了有效实现过压远眺，在发现异常问题时内部会自行判断，如果满足跳闸的参数，则自动跳转，之后还可发出报警信号，给出相应的异常提示，方便后续的检修。
在传统的电路系统中，如果母线发生故障，需要通过隔离故障点来降低故障对整个电力系统的影响。整个隔离操作所耗费的时间较长，而且也会影响到正常的供电。通过断路器保护自动重合闸功能，线路发生瞬时故障时自动跳开故障线路，断路器保护重合闸功能启动，将故障线路断路器合上，电力系统恢复正常运行，有效提高供电系统的稳定性。在当前的电力网络建设中，智能化控制系统更显重要，因此断路器保护重合闸功能的应用成为发展的重要方向，它能增强电网的稳定性和智能化程度，让电力系统的运行更加可靠。
基于 RTD S的二次重合闸功能仿真测试研究
基于 RTD S的二次重合闸功能仿真测试研究
浮明军;杨生苹;胡宝
【摘 要】This paper studies and analyses the influence on the functional
logic of the twice-reclosure by different wiring methods of the operation
circuit,and proposes a testing scheme for the wiring method of the
simulation operation circuit based on RTDS.It introduces in detail a
method for realizing simulation of the control logic and the design of a
test case so as to verify the function of the twice-reclosure
comprehensively and effectively.The idea and approach of adopting RTDS
simulation operation circuit makes up for the shortcomings of the
traditional static simulation test method and has application value.%研究分析了不同的操作回路接线方式对二次重合闸功能逻辑的影响，提出了基于RTDS仿真操作回路接线方式的测试方法，并详细介绍了控制逻辑仿真实现方法和测试用例设计，进而全面有效地验证二次重合闸功能。采用RTDS仿真操作回路的思路和方法，弥补了传统静模测试方法的不足，具有推广价值。
【期刊名称】《电气自动化》
【年(卷),期】2016(038)006
电力系统继电保护实验指导书一--三段式电流保护与自动重合闸装置综合实验
实验一三段式电流保护与自动重合闸装置综合实验
（-）实验目的
1. 了解电磁式电流保护的组成。
2. 学习电力系统电流保护中电流、时间整定值的调整方法。
3. 研究电力系统中运行方式变化对保护灵敏度的影响。
4. 分析三段式电流保护动作配合的正确性。
（）基本原理
1.电流保护实验基本原理
图in 电流保护实验一次系统图
1）三段式电流保护
当网络发生短路时，电源与故障点之间的电流会增大。根据这个特点可以 构成电流保护。电流保护分无时限电流速断保护（简称I段）、带时限速断保护 （简 称II段）和过电流保护（简称II段）。下面分别讨论它们的作用原理和整 定计算方法。
（1）无时限电流速断保护（I段）
单侧电源路线上无时限电流速断保护的作用原理可用图1-2来说明。短路电 流的大小人和短路点至电源间的总电阻RE及短路类型有关。三相短路和两相短 路时，短路电流人与RE的关系可分别表示如下： /⑶=E, = E,
K R E 凡 + R。，
/ （2）=心* Es
k — 2R +R,l s
式中，E——电源的等值计算相电势；R——归算到保护安装处网络电压的系统 ss
等值电阻；Ro——路线单位长度的正序电阻；I ――短路点至保护安装处的 距 离。
由上两式可以看到，短路点距电源愈远（Z愈长）短路电流&愈小；系统运行 方式小（尺愈大的运行方式）4亦小。4与I的关系曲线如图1-2曲线1和2所示。 曲线1为最大运行方式（R,最小的运行方式）下的衣=/（ /）曲线，曲线2为最小 运行方式（Rs最大的运行方式）下的IK=JU）曲线。
路线AB和BC上均装有仅反应电流增大而瞬时动作的电流速断保护，则当 路线AB上发生故障时，希翼保护KA?能瞬时动作，而当路线BC 士故障时，希 望保护KAi能瞬时动作，它们的保护范围最好能达到本路线全长的00%。但是 这种愿望是否能实现，需要作具体分析。
以保护KA 2为例，当本路线末端妇点短路时，希翼速断保护KA2能够瞬时 动作切除故障，而当相邻路线BC的始端（习惯上又称为出口处）化点短路时， 按照选择性的要求，速断保护KA2就不应该动作，因为该处的故障应由速断保 护KAi动作切除。但是实际上，也和幻点短点时，从保护KA2安装处所流过短 路电流的数值几乎是一样的，因此，希翼刈点短路时速断保护KA2能动作，而 危点短点时又不动作的要求就不可能同时得到满足。
实验八：三相一次自动重合闸
实验八：三相一次自动重合闸
一、实验目的
1、掌握三相一次重合闸的基本原理。
2、了解三相一次重合闸与继电保护之间如何配合工作。
二、实验设备及器材
1、TQXDB-IB多功能继电保护实验培训系统
2、DL-31电流继电器
3、DZY-202中间继电器
4、JCH-4A型三相一次重合闸装置
三、实验原理
JCH-4A型三相一次重合闸装置主要用于电力系统二次回路中，作为实现三相一次重合闸的主要元件。
JCH-4A型三相一次重合闸的工作原理示意图如图1。图中各符号含义如下：
HQ——断路器合闸线圈
DL1～DL2——断路器的辅助触点 TQ——断路器跳闸线圈
SJ——时间继电器
ZJ——中间继电器
⑦⑧③⑥②I①SJ④ZJSJHQDL1DL2KM+KM-
图1 重合闸用于单侧电源线路的接线示意图
1、正常运行处于合闸状态。
在投入前应将重合闸放电（端子3、6短接一次）完毕。当线路正常运行断路器处于合闸时，对充电回路的电容器充电，此时如果输电线路存在故障，则断路器很快又被切除。由于电容器充电时间短没有达到门坎电压，中间继电器控制回路不能接通，避免了断路器发生重合闸。若线路正常，则经15～25s后，电容器充满电，重合闸准备动作。
2、断路器由保护动作或其它原因而跳闸。
此时断路器的辅助触点DL1返回接通，启动时间继电器SJ。经延时后，接通中间继电器控制电路，ZJ(V)动作后，接通断路器合闸电路（KM+→端子②→SJ1→ZJ（I）→DL2→HQ→KM-），HQ通电后，实现一次重合闸。由于ZJ（I）的作用，ZJ1能保持直到断路器完成合闸，其辅助触点DL2断开为止。如果线路上是瞬时故障，则重合闸成功后，电容器自行充电，经15～25s后，重合闸重新处于准备动作状态。
3、线路上存在永久性故障。
电网自动重合闸
71 自动重合闸
一、自动重合闸在电力系统中的作用
自动重合闸（ZCH）装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。
运行经验表明，架空线路大多数故障是瞬时性的，如：
（1）雷击过电压引起绝缘子表面闪络。
（2）大风时的短时碰线。
（3）通过鸟类身体（或树枝）放电。
此时，若保护动——>熄弧——>故障消除——>合断路器——>恢复供电。
手动（停电时间长）效果不显著，自动重合（1”）效果明显。
作用：（P153）
（1）对暂时性故障，可迅速恢复供电，从而能提高供电的可靠性。
（2）对两侧电源线路，可提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量。
（3）可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸。
应用：1KV及以上电压的架空线路或电缆与架空线路的混合线路上，只要装有断路器，一般应装设ZCH（P153，最后一段）。
但是，ZCH本身不能判断故障是瞬时性的，还是永久性的。所以若重合于永久性故障时，其不利影响：
（1）使电力系统又一次受到故障的冲击；
（2）使断路器的工作条件恶化（因为在短时间内连续两次切断短路电流）。
据运行资料统计，ZCH成功率60~90%，经济效益很高——>广泛应用。
二、对自动重合闸的基本要求：
（1）动作迅速。zuttt，一般0.5”~1.5”。
tu——故障点去游离，tz——断路器消弧室及传动机构准备好再次动作。
（2）不允许任意多次重合，即动作次数应符合预先的规定，如一次或两次。
（3）动作后应能自动复归，准备好再次动作。
（4）手动跳闸时不应重合（手动操作或遥控操作）。
（5）手动合闸于故障线路不重合（多属于永久性故障）。
三、三相自动重合闸：
（一）单侧电源线路的三相一次重合闸：
当线路上故障（单相接地短路、相间短路）——>保护动作跳开三相——>重合闸起动——>合三相：故障是瞬时性的，重合成功；故障是永久性的，保护再次跳开三相，不再重合。
基于MATLAB的电力系统内部过电压仿真分析
TECHNOLOGY AND INFORMATION118 科学与信息化2023年6月下基于MATLAB的电力系统内部过电压仿真分析张景轩哈尔滨理工大学电气与电子工程学院 黑龙江 哈尔滨 150080摘 要 电力系统的安全运行在特高压电能传输过程中占有重要地位。由系统内部故障或开关操作引发的过电压称为内部过电压，它会严重破坏电力系统的安全稳定运行。系统内部过电压包括暂时过电压和操作过电压，本文利用MATLAB的Simulink仿真软件，建立工频过电压、空载线路合闸过电压和空载线路分闸过电压三种内部过电压形式的等值仿真电路，通过观察不同线路长度下的波形，找到高效抑制工频过电压的方法，并得出相应的结论。关键词 电力系统内部过电压；工频过电压；空载线路合闸过电压；空载线路分闸过电压；MATLAB；SimulinkInternal Overvoltage Simulation Analysis of Electric Power System Based on MATLABZhang Jing-xuanSchool of Electrical and Electronic Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, Heilongjiang Province, ChinaAbstract The safe operation of electric power system occupies an important position in the process of ultra-high voltage electric energy transmission. The overvoltage caused by the internal fault or switching operation of the system is called internal overvoltage, which will seriously damage the safe and stable operation of the electric power system. The internal overvoltage of the system includes temporary overvoltage and operating overvoltage. This paper uses the Simulink simulation software of MATLAB to establish the equivalent simulation circuit in three forms of internal overvoltage: power frequency overvoltage, no-load line closing overvoltage and no-load line opening overvoltage, and find an efficient method to suppress power frequency overvoltage by observing the waveform under different line lengths, and obtain corresponding conclusions.Key words electric power system internal overvoltage; power frequency overvoltage; no-load line closing overvoltage; no-load line opening overvoltage; MATLAB; Simulink引言在长线路电能传输中，为提高传输效率，降低传输损耗，目前应用最多的就是特高压电能传输。而在电力系统中，经常会发生系统电压因电磁能量转换而瞬间升高的现象[1]，这就是过电压。1991–1994年期间，华中电网6～10kV系统共发生54次过电压事故，其中的42次是由单相接地后引发的铁磁谐振过电压。因此，快速准确地识别过电压类型并采取保护措施十分有意义。本文通过分析3种内部过电压形成原因，通过MATLAB建立仿真模型电路，模拟1000kV特高压输电线路在各种内部过电压形式下的不同波形，找到内部过电压的解决方法，相关研究结论对电力系统的安全稳定运行有一定的参考意义。1 工频过电压的电容效应1.1 工频过电压的产生机理电力系统在正常或故障时可能出现电压超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高，统称工频电压升高，也即工频过电压[2]。本文主要介绍最为普遍的空载长线的电容效应引发的工频过电压。对于一般的运行线路，如果其电阻R、电感L、电容C串联，且参数的大小同时满足、、，在这种情况下若有正弦的交流电流过，电感和电容上的电压值即满足，由于交流电场下电感和电容的性质相反，两者的压降呈反相，因此电容上提供的压降大于线路损耗的压降，会使线路电压升高，这种现象称为电容效应，也可以称为容升 TECHNOLOGY AND INFORMATION科学与信息化2023年6月下 119效应[3]。1.2 工频过电压电路的构建利用MATLAB2021b里的Simulink仿真软件建立工频过电压的仿真电路图，具体步骤如下：①在Simscape库中找到Electrical元件子库，在子库中可以找到地（ground）、并联RLC支路（Parallel RLC Branch。②在measurements测量子库中可以找到Voltage Measurement用于检测电压。③在sinks子库中找到示波器scope，并配置属性，选择输入端口三，将线路首端、中间、末端的波形显示在一个示波器里方便对比分析。仿真电路如图1。图1 工频过电压仿真电路图1.3 仿真结果与分析通过改变等效电路中L，C的数值来改变等效电路中线路的长度，进而得到不同线路长度下的过电压波形。以400km线路为例，结果如图2，其中波形幅值未发生畸变的为线路首端，幅值畸变最大的为线路末端，位于二者之间的为线路的中间部分。图2 400km线路电压波形图 TECHNOLOGY AND INFORMATION120 科学与信息化2023年6月下由图可见，随着线路长度的增加，线路的电压幅值有明显的上升趋势，也即容升效应明显。1.4 工频过电压抑制方法工频过电压有如下几类抑制方法：①装设高压并联电抗器补偿充电电容；②架设地线抑制不对称接地过电压；③进行线路换位减小耦合过电压。本文以方法①为例，仿真电路图如图3所示。图3 线路末端并联电抗器的仿真电路图仍以400km线路为例，线路电压波形图如图4所示。图4 400km线路电压波形图（左图不并联电抗器，右图并联电抗器）当并联电抗器后，由于电抗器很好地吸收了无功功率，线路末端电压波形明显得到改善，很好地抑制了过电压。2 空载线路合闸过电压2.1 空载线路合闸过电压的产生机理空载线路合闸过电压是电力系统中常见的过电压形式。由于电压在合闸前后发生突变，在由瞬态变为稳态的过渡过程中会引起较高的过电压。这是操作过电压在超、特高压系统中的主要形式。空载线路合闸有两种不同的情况：一是正常运行的计划性合闸。合闸前，线路上不存在接地短路或残余电压，合闸后，回路中发生高频振荡，线路电压由 TECHNOLOGY AND INFORMATION科学与信息化2023年6月下 121零值过渡到工频稳态电压，其过电压系数一般小于2，通常为1.65~1.85。二是线路故障切除后的自动重合闸。当正常运行的线路发生接地故障时，继电保护系统动作，根据系统的合闸整定时间，断路器再次动作合闸，在此过程中将出现很高的重合闸过电压，过电压系数会达到2，甚至3。由于存在残余电荷、初始电压不为零等初始条件的差别，重合闸过电压的危害要高于计划性合闸过电压。2.2 空载线路合闸过电压电路的构建由于采用单相∏型等值电路，因此选择电源参数为1000kV，输电线路的相电压577kV。仿真电路如图5所示。图5 空载线路合闸过电压仿真图2.3 仿真结果与分析由改变断路器的合闸相位角，探索不同相位角下电路的过电压情况。设合闸时间为t，线路末端波形如下图6所示。图6 左图为t=0.001s时波形，右图为t=0.005s时波形 TECHNOLOGY AND INFORMATION122 科学与信息化2023年6月下由图可见，t=0.005s时过电压幅值较大，由于幅值和初次谐波电压幅值有关，因此当系统参数一定时，=0，初次谐波电压幅值正比于，而 （：回路一次角频率），由于电源频率为50Hz，故经过推算得，在电源电压幅值时（t=0.005s）合闸，过电压最大，因此控制合闸相位角可以抑制过电压大小。3 空载线路分闸过电压3.1 空载线路分闸过电压的产生机理在电力系统中开断空载线路、电容器组等容性元件时，若断路器有重燃现象，则被分闸（断开）的元件会通过回路中电磁能量的震荡，从电源处继续获得能量并积聚起来，形成过电压。但是由于导线中电晕现象消耗能量，其过电压幅值是有限的。3.2 空载线路分闸过电压电路的构建比较空载线路合闸过电压、空载线路分闸过电压的等值电路图可得：由于后者电容，因此二者的差别仅在于初始状态是开闸还是合闸。3.3 仿真结果与分析由改变断路器的分闸相位角，探索不同相位角下电路的过电压情况。设分闸时间为t'，线路末端波形图如图7所示。图7 左图为=0时波形，右图为=0.005时波形由波形图可得，空载线路分闸相位的不同会对分闸过电压产生影响，会对线路造成不同程度的损伤，可见，当分闸相位接近于电源电压幅值时，分闸过电压现象更加明显，因此选取合适的分闸相位是十分重要的。切空线过电压最根本的限制方法是消除电弧重燃现象，为此可从两方面考虑：一是改善断路器结构，二是降低断路器触头间的恢复电压。这些方法都可以起到避免电弧重燃的效果，但该领域仍需要我们进一步探索其他更高效的方法。4 结束语通过上面的分析可以得出以下结论：①空载长线的容升效应的过电压幅值会随着线路长度的增加而增大。②线路末端并联电抗器可以吸收无功功率，进而有效地抑制线路的容升效应。③空载线路合闸和分闸过电压均和其动作相位角有关，且均在电源电压第一次到达幅值时动效果最为剧烈。④通过控制改变分、合闸相位可以有效地改善过电压的影响。参考文献[1] 苗琪鹏.电力系统内部过电压识别方法研究[D].长沙:湖南大学,2019.[2] 辛振涛.超高压并联电抗器及线路保护综合研究[D].武汉:华中科技大学,2005(05).[3] 沈其工,方瑜,周泽存,等.高电压技术[M].北京:中国电力出版社,2012:8.
基于DSP的自适应单相自动重合闸的研究
基于DSP的自适应单相自动重合闸的研究
【摘 要】介绍了采用数字信号处理器（dsp）实现自适应自动重合闸， 根据电力线路工作和故障跳闸时采集的暂态量参数变化，
利用bp 神经网络所构成的专家系统进行运算， 从而确定是否重合闸， 有效地解决了目前自动重合闸中合于永久性故障对电力系统造成的危害。通过仿真试验结果分析，证明设计方案可满足实际要求。
【关键词】dsp；自适应重合闸；断路器；神经网络
0.引言
自动重合闸是保证电力系统安全供电和稳定运行的重要手段。对于特高压输电线路发生单相接地故障的概率比较大，而接地故障主要有瞬时性故障和永久性故障，自动重合闸是针对瞬时性故障提高供电可靠性的一种有效措施。当线路出现瞬时性故障时， 继电保护使断路器跳闸， 经过一定时间间隔后， 自动重合闸装置arc（auto-reclosing controller） 使断路器重新合上，以保证系统的安全供电。瞬时性故障时，断路器跳闸后线路的绝缘性能（ 绝缘子和空气间隙） 能得到恢复， 重合闸能成功。由于arc 无法判断故障是瞬时性还是永久性的， 所以若重合于永久性故障时， 将会使电力系统又一次受到故障电流的冲击， 其危害超过正常状态下短路对系统的危害，因此判断故障类型是否正确决定了重合闸装置动作是否成功。国内外学着做了大量的研究工作，出现了一些新的方法，如文献[1]利用相位判据，文献[2]利用暂态过程判据，还有其他的一些神经网络方法。本文采用高速dsp作为数据处理核心，采用bp神经网络算法用于其中，提出了基于dsp的自适应单相自动重合闸。建立特高压电网模型，通过大量的仿真试验表明了该方法的有效性和准确性。
1.自适应自动重合闸的基本思路
提出了一种自适应自动重合闸， 能有效的分辨故障类型从而提高合闸成功率。其技术思路是在断路器跳闸和合闸前后用数字信号处理器（dsp）不断采样线路上各种暂态参数， 再根据这些参数进行快速分析， 然后确定重合闸是否重合[1]。其工作流程如图1 所示。