【正文】 業(yè)論文 38 故障點(diǎn)A 相電壓各序分量幅值圖由圖形可以得出以下結(jié)論：當(dāng)輸電線路發(fā)生A 相接地短路時， B 相、C 相電流沒有變化，始終為0。對于故障相A 相的電流 :在穩(wěn)態(tài)時，故障點(diǎn)A 相電流由于三相短路故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)，因而電流為0。在0. 01s 時，三相短路故障發(fā)生器閉合，此時電路發(fā)生A 相接地短路，A 相短路電流波形發(fā)生了尖銳的抖動，大體上仍然呈現(xiàn)正弦規(guī)律變化。在0. 04s時，三相短路故障發(fā)生器打開，相當(dāng)于排除故障，此時故障點(diǎn)A 相電流變化為0。 振蕩中單相接地故障動模實(shí)驗(yàn)錄波圖朱俊杰：短路和系統(tǒng)振蕩對阻抗繼電器的影響的探究 39 振蕩中單相接地仿真圖 純振蕩仿真波形南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)論文 40 6 總 結(jié)本人在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，查閱了大量的相關(guān)資料，并進(jìn)行了認(rèn)真學(xué)習(xí)。對于短路和振蕩的生成原理、如何判別區(qū)分以及發(fā)生故障后的保護(hù)措施進(jìn)行了簡單的概述。詳細(xì)介紹了阻抗繼電器的動作方程以及動作條件、過渡電阻對于短路的影響。在振蕩時，振蕩閉鎖所需要的必要條件，以及簡單介紹了新型振蕩閉鎖的原理。最后利用MATLAB的強(qiáng)大計(jì)算、分析、模擬功能，模擬了單相接地故障以及系統(tǒng)發(fā)生振蕩時的波形。與單純理論分析相比較，使用開發(fā)的MATLAB 軟件進(jìn)行模擬故障，可以使分析過程大大簡化，并且在分析中容易尋找規(guī)律，所得結(jié)論明確。因此該軟件的開發(fā)具有較大的實(shí)際意義。朱俊杰：短路和系統(tǒng)振蕩對阻抗繼電器的影響的探究 41 謝 詞本論文是在講師顧艷老師的悉心關(guān)懷和精心指導(dǎo)下完成。在論文完成之際，首先向顧老師表示衷心的感謝!這段時間以來，顧老師在學(xué)業(yè)上耐心指導(dǎo)；給予了我無微不至的愛護(hù)和關(guān)懷；顧老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度、勤奮忘我的工作精神和博大精深的學(xué)術(shù)知識使我受益匪淺。在整個課題研究期間，顧老師嚴(yán)格要求，悉心指導(dǎo)，使我獨(dú)立從事科學(xué)研究的能力得到很大的提高，為今后的工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；在平時的生活中，顧老師也給予了我無微不致的關(guān)懷?？梢哉f，顧老師不僅是我學(xué)業(yè)上的良師，更是我前進(jìn)道路上的益友，在此，向顧老師表示誠摯的感謝和崇高的敬意，并祝愿恩師身體健康、桃李滿天下!在論文的撰寫過程中，同組的同學(xué)對我的課題研究也給予了極大的幫助，提出了許多寶貴的建議。在此向他們和所有關(guān)心、幫助過我的老師、同學(xué)致以深深的謝意!最后深深感謝父母多年來在物質(zhì)和精神上給予的理解和支持，他們的關(guān)懷使我得以健康的成長，圓滿地完成了學(xué)業(yè)。南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)論文 42 參考文獻(xiàn)[1] 許正亞編著．輸電線路新型距離保護(hù)[M]．北京：中國水利水電出版 2022:710[21 楊奇遜主編．微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ)[M]．北京：中國電力出版社。 1997：56[3] 洪佩孫，許正亞編著．輸電線路距離保護(hù)[M]．北京：水利電力出版社，1986:5[4] 賀家李，宋從矩編著．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M]．北京：水利電力出版杜，1984：1112[5] 王瑞敏主編．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M]．北京：農(nóng)業(yè)出版社．1992：23[6] 葛耀中，杜兆強(qiáng)，劉浩芳．自適應(yīng)速斷保護(hù)的動作性能分析[J]．電力系統(tǒng)自動化，2022(18) ：28—36[7] 葛耀中．對自適應(yīng)電流速斷保護(hù)的評價(jià)[J]．電力自動化設(shè)備，2022(6)：15[8] 范春菊，郁惟鑲．自適應(yīng)式電流速斷保護(hù)方案[J]．電力自動化設(shè)備，1999(3)：16—17[9] 沈國榮．工頻變化量距離繼電器研究[J]．江蘇電機(jī)工程，1986(s1) ：1012[10] 沈國榮．工頻變化量方向繼電器原理的研究[J]，電力系統(tǒng)自動化，1983(1)：2838[11] 沈國榮，李抗，朱聲石等．超高速方向保護(hù)[J]．電力系統(tǒng)自動化，1987(3)：1217[12] 董杏麗，葛耀中，董新洲．基于小波變換的行波測距式距離保護(hù)的研究[J]．電網(wǎng)技術(shù)，2022(7) ： 9—12[13] 葛耀中，董杏麗，董新洲，索南加樂．基于小波變換的電流行波母線保護(hù)的研究（一）原理與判據(jù)[J]．電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2022(2)：95—99[14] 董杏麗，葛耀中，董新洲．基于小波變換的電流行波母線保護(hù)的研究(二)保護(hù)方案與仿真試驗(yàn)[J]．電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2022(3)：98—101朱俊杰：短路和系統(tǒng)振蕩對阻抗繼電器的影響的探究 43 附錄 1 外文資料翻譯 分布式發(fā)電系統(tǒng)中燃料電池和蓄電池組的控制算法Phatiphat Thounthong, St180。ephane Ra168。el, and Bernard Davat, Member, IEEE摘要,本文旨在提出一種作為電源和電池的混合動力來源的PEMFC(離子交換膜燃料電池) 新型控制算法，作為分布式發(fā)電系統(tǒng)的互補(bǔ)，尤其是對未來的電動汽車的應(yīng)用?？紤]了燃料電池的動力學(xué),可避免柴油(氫和空氣)缺少問題。很明顯，比現(xiàn)有的控制算法要來的簡單。該控制策略在于使用電池提供能量，負(fù)荷并在直流母線上。其結(jié)構(gòu)是一個燃料電流，電池電流，電池狀態(tài)的充電（SOC）的串級控制。為了驗(yàn)證所提出的原則，硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了為燃料電流環(huán)和電池電流和SOC循環(huán)數(shù)值計(jì)算（dSPACE 的）類比電路。實(shí)驗(yàn)以在馬達(dá)驅(qū)動下的小規(guī)模設(shè)備(一個功率500W 燃料電池,33A,48 V鉛酸電池存儲器)的控制方案說明。關(guān)鍵詞電池組串級控制,轉(zhuǎn)換器,電流控制、電動汽車、儲能,燃料電池 (FCs)的配合使用。介紹燃料電池(FC), 在當(dāng)今時代稱為高效能源,是一種眾所周知的特別電力能源,以減少石油資源和危險(xiǎn)的二氧化碳排放量[1]、 [2]。這里有許多種未來燃料電池以電解質(zhì)為主要特征。最有前途的是在使用電動汽車的應(yīng)用 聚合物電解質(zhì)膜燃料電池，因?yàn)镻EMFC(質(zhì)子交換膜燃料電池體積小、重量輕相對自然,容易建造)[3]、[4]。( 巴拉德系統(tǒng)能力股份有限公司)[5],質(zhì)子交換膜燃料電池 Zentrum Sonnenenergie和WasserstoffForschung,德國(ZSW股份有限公司))[6],其中最主要缺點(diǎn)是,它主要由成倍的時間常數(shù)溫度、供油系統(tǒng)( 泵、閥門,在某些情況下,優(yōu)化氫 )。因此, 在很短的時間,快速負(fù)荷需求會引起電壓降,這是公認(rèn)的燃料短缺現(xiàn)象[7],[8]。 質(zhì)子交換膜燃料電池電壓響應(yīng)目前的電流，得到降解脈寬調(diào)制器(PWM)的PID 控制以提高轉(zhuǎn)換電流校正,本文后面會解釋。這些測試操作有兩種不同的方式:當(dāng)前步驟和當(dāng)前的斜率。它顯示出(a),(b), 在當(dāng)前步驟，由于燃油流量( 特別是氣流的阻滯)，使燃料電池的能源累計(jì)較為困難[9],[10]。因此,利用動態(tài)的,燃料電池在當(dāng)前的電力斜率必須控制,例如,4A?s1 , V質(zhì)子南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)論文 44 交換膜燃料電池[11]。?s?1，40kw, 70 V質(zhì)子交換膜燃料電池 [12]?。500 ?,22V質(zhì)子交換膜燃料電池[13]。質(zhì)子交換膜燃料電池的主要來源是一個機(jī)端母線(稱為FCVs),電力系統(tǒng)必須至少一種輔助電源時, 在用電負(fù)荷需求的直流母線高功率在很短的時間(例如,電機(jī)加速和減速時 )，提升系統(tǒng)性能。因此,許多近期作品已經(jīng)就如何使用電池源在很短的時間和熱身時間的廢熱發(fā)電高功率燃料電池的補(bǔ)償系統(tǒng) [14],[16]。你也能充分利用這一輔助能源達(dá)到一個實(shí)際的混合源的平均功率上從頂點(diǎn)瞬態(tài)的能量,并要熟練的二次啟動[17],[18]。 結(jié)構(gòu)的混合動力來源 ,電池 FC砂土和粘性土的,由變頻控制和FC能量狀態(tài),電壓,和電流。注意,它已被認(rèn)為有任何損失轉(zhuǎn)換器 . pL,pi,pBat是負(fù)荷功率 ,電流,電池電源主要目的。本文提出了一種新的混合控制算法電池的電動機(jī)電源應(yīng)用。其控制策略在于利用燃料電池來供應(yīng)能量負(fù)荷并使電池證明對燃料的動力學(xué)。這比一般的的定義簡單,用在混合源規(guī)定是為了減少一些模糊的定義。為了證實(shí)該原理，硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的一個電池類比電路的電流環(huán)數(shù)值計(jì)算，用于循環(huán)的電池電流和荷電狀態(tài)(SOC) 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與小型裝置試驗(yàn)臺的40A基礎(chǔ)上, V PEMFC連接到直流環(huán)節(jié)(48 V,500 W)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器、鉛酸電池(33Ah,12v)連接在四組直流電機(jī),再加上一個直流發(fā)電機(jī)作為電力負(fù)荷連接到直流環(huán)節(jié) ,提出了系統(tǒng)的性能兩個象限的轉(zhuǎn)換器。II．電池的混合動力來源A:電池的結(jié)構(gòu)/電池的混合動力 電池能源電壓在沒有電流的情況下是最高的，因?yàn)闆]有電壓損失在歐姆電阻上。主機(jī)額定電流,由變頻控制下降到約一半的空電壓(19](21)。不過,電池電壓,例如,在一個鉛酸電池,是接近恒定、獨(dú)立的情況下，放電電流大幅度下降的情況下,幾乎是完全放電。[22][24]之前的很多燃料混合源連接操作的電池直接向直流環(huán)節(jié)[例如,直流環(huán)節(jié)電壓( 電池電壓)Honda混合的監(jiān)控[144V]和接口,(注 :單向轉(zhuǎn)換器遞升直流環(huán)節(jié),因?yàn)橥ǔ５陀谥绷髂妇€電壓(圖2) 。一個高阻抗(銣)是一種保護(hù)裝置，防止直流母線過電壓的。朱俊杰：短路和系統(tǒng)振蕩對阻抗繼電器的影響的探究 45 FC 轉(zhuǎn)換電路 PID 控制器 [27].當(dāng)一個燃料電池工作時,其燃料(氫和氧 )流經(jīng)“燃料電池電流處理器”的處理。目前的需求是當(dāng)前的燃料電池參考來自iFCREF復(fù)合控制的詳細(xì)算法。 燃料流量必須加以調(diào)整以適應(yīng)反應(yīng)物交換率的速度處理器。因?yàn)檫@個原因,內(nèi)在的電池必須使用電流控制回路才能從混合控制算法的能源需求生成直流環(huán)節(jié), [25],才能同步電池的處理器( )。這對安全可靠、高動態(tài)特性有利；此回路中 ,因而必須實(shí)現(xiàn)電路的功能且高帶寬。研究硬件系統(tǒng)是一個直流母線:48 V,500 W。ZSW質(zhì)子交換膜燃料電池 [26]:500 W,40A, V。鉛酸電池模塊:48 V,33A。B FC轉(zhuǎn)換器[6],[25]傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器是選為一個燃料電池轉(zhuǎn)換器(圖 3)。它由一個高頻電感 L1(鐵芯:72μH),總直流母線 CBus = C1 + C2 電容器( F)、二極管 D總開關(guān) S1。如果一個偶然的破壞 S1 或不當(dāng)操作的調(diào)節(jié)器，switchS2是關(guān)閉的以防止 FCstack 裝置短路。轉(zhuǎn)換器是驅(qū)動的首選,通過 MOSFET S1 門信號,通過 PWM 平均電流控制脈沖模式,以取得不變的開關(guān)頻率 25 千赫的燃料電池的電流。常用的 PWM 發(fā)生器，PWM 發(fā)生器是一項(xiàng)高速 UC28025B 德州儀器公司 )。此外,選擇類比 PID 校正的電池的電流控制器(圖 4)。開環(huán)傳遞函數(shù)的表達(dá)如下: [11]: ()南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)論文 46 ()在D正常周期()轉(zhuǎn)換器,PWMFC是正常周期變化,V母線是直流脈動電壓(選擇42 V,新標(biāo)準(zhǔn)自動電壓“PowerNet”),IFC的燃料電池的電流(40A),IFC電流是不斷的變化的。串聯(lián)電阻()L1，配線和距離。GFC增益時間常數(shù) TFC 8 V / 40A和1ms 。衍生時間常數(shù)TCd選為了補(bǔ)償過濾桿?1 / TFC聯(lián)系在一起的燃料電池電流測量的過濾器。這GFC()增益積分時間常數(shù)TCi( ms)將獲得一個階段差距為55度的交叉頻率1500方根/ s(圖5)。C 提出了控制算法管理能量的主要交流直流環(huán)節(jié)能源,存儲裝置,你可以定義三種操作模式(或狀態(tài)):1)充電模式: 向負(fù)荷提供能量的主要能源存儲裝置。2)放電模式:兩者的主要來源及其存儲設(shè)備供應(yīng)負(fù)荷能量。3)回收模式:負(fù)荷提供能量。存儲設(shè)備。該方法早些時候已被研究,例如,在[15],一個不受限制的電壓電電池的混合體源進(jìn)行了試驗(yàn)研究 ,或在[28],在那里有調(diào)節(jié)電壓電池/超級電容器混合源進(jìn)行了研究。這種控制策略的問題是眾所周知的。系統(tǒng)的定義狀態(tài)所指出的那樣控制算法置換,這可能導(dǎo)致系統(tǒng)開始工作邊界附近的兩個狀態(tài)現(xiàn)象的混亂。采用該控制方案以后不是建立在一種狀態(tài)上,它看不出有什么混亂的問題。而利用電池組, 在電機(jī)需要加減速時，直接連接一個直流環(huán)節(jié)提供暫態(tài)能量需求和峰值負(fù)載,這裝置是一個標(biāo)準(zhǔn)的電力供應(yīng)。此外,燃料電池,作為一個緩慢動態(tài)裝置、功能來供應(yīng)能量到電池存儲是為了保持輸出,盡管這是很明顯的主要的能源系統(tǒng)。該控制策略是一串級控制結(jié)構(gòu)由三圈。電池是外回路(SOC)連接控制器對電池充電電池，SOC參考當(dāng)前的iBatREF。 中間的循環(huán)控制電池外加電流和連接的FCiBatREF當(dāng)前參考IFCREF。 內(nèi)在的回路電流控制的燃料電池,已經(jīng)在前面一朱俊杰：短路和系統(tǒng)振蕩對阻抗繼電器的影響的探究 47 節(jié)有過說明。1)電池SOC 控制回路 :提出了控制結(jié)構(gòu) SOC電池控制回路.電池SOC的準(zhǔn)確定義為 ()在SOC0是已知在已知的時間和 Qbat在額定容量的時候電池SOC的比例。簡單的方法是通過不斷的電流(最大電流是 IBatmax座落在QBat / 2 QBat / 5。鋰電池,它可以由IBatmax = QBat)給電池充電時(SOC)SOC 的參考價(jià)值偏離SOCREF[29]而降低了。電流的SOCREF為0，當(dāng)SOC與SOCREF 相等( )。 電池充電示意圖更重要的是,在汽輪機(jī)上的應(yīng)用、電池監(jiān)測是強(qiáng)制性的為了取代有一個舊電池[30],[31]。南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)論文 48 特別是,Q Bat潛在的容量依賴于放電的深度、流量率,電池的工作溫度、充電的速度,在最低和最高(SOC)保壓時間,電池的維護(hù)程序、脈沖電流及數(shù)量和頻率過載。[32],[33條] 。觀察電池的潛在容量的問題已超出了本文的范圍。它假定Bat不變。另外,在一個真正的系統(tǒng)的應(yīng)用,SOC0可保留在存儲設(shè)備。根據(jù)這一SOC 的算法,提出了一種比例(P)控制器足以產(chǎn)生一個電池充電電iBat給電池充電電流控制回