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柔性直流配電網故障特征分析

三新電力 - 技術部    2020-07-13    瀏覽:    二維碼

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摘要:直流配電網拓撲結構 直流配電網的拓撲結構可以分為3種類型:輻射狀、雙端以及多端直流配電網。其中輻射狀直流配電網的拓撲結構較為簡單,供電可靠性低,雙端和多端直流配電網的供電可靠性高,但是故障識別和保護配置較為復雜。本文針對如...

直流配電網拓撲結構

直流配電網的拓撲結構可以分為3種類型:輻射狀、雙端以及多端直流配電網。其中輻射狀直流配電網的拓撲結構較為簡單,供電可靠性低,雙端和多端直流配電網的供電可靠性高,但是故障識別和保護配置較為復雜。本文針對如圖1所示的雙端直流配電網的故障測距方法進行研究。雙端直流配電網采用雙級供電方式,直流系統經AC/DC換流器從變流電網獲取電能,通過DC/AC、DC/DC換流器為負荷供電,亦可經換流器接入分布式電源和儲能設備。


圖1:雙端供電系統結構圖

直流線路故障特征分析

直流線路故障可以分為單極接地和極間短路故障。單極接地故障特征與直流配電系統的接地方式有關,比較典型的接地方式是TN-S接地方式即換流器的中性點連接大地,故障發生時,會有較大的故障電流和電壓暫變現象。極間短路危害更大,其故障特征與接地方式無關。

国产野外无码理论片在线观看 圖2為極間短路故障示意圖,故障發生后,IGBT會因自身保護而關斷,故障過程升為3個階段:電容放電階段,二極管依次導通階段以及全都導通階段。


圖2:極間短路故障示意圖

結合圖2可知電容放電階段可以用二階微分方程表示,如式:

式中μc為極間電容電壓;壓一為線路電流,i為線路電流,L為包含直流電抗器的故障回路電感值,A為故障回路電阻:c為級間電容。忽略過渡電阻影響時,由于線路電阻非靠小,顯然R < 2√L/C。假定故障發生時刻為 t0.電容電壓為額定電壓V0;線路初始電流為I0,求解微分方程(1)可得:

国产野外无码理论片在线观看 當電容電壓μc下降到交流線電壓時,交流側開始經過二極管依次向故障點注入電流,該過程屬于二極管依次導通階段。考慮到交流側線路電感的限流作用,注入電流上升速度不會很快,此時故障電流還是以電容放電電流為主。若在tl時刻電容電壓降為0,結合式(2)可得電容放電時間為:

国产野外无码理论片在线观看 當電容電壓降為0后,交流側短路電抗的反向電壓使續流二極管全部導通,相當于三相短路。

国产野外无码理论片在线观看 單極接地故障的故障極電容放電過程原理相同,在此不再贅述。

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