电压突变量检测算法在电源快切装置中的应用

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　　摘 要：装置具有正常情况下，备用电源与工作电源之间双向切换;事故或不正常情况下，工作电源向备用电源单相切换的功能。采用该装置能够提高厂用电切换的成功率，避免非同期切换对厂用设备的冲击损坏，简化切换操作并减少误操作，提高机组的安全运行和自动控制水平。
　　关键词：电压突变检测算法;电源快切装置;应用
　　 本装置可以在系统供电电源发生故障时，根据系统运行状态，迅速切除故障电源，检测待合闸两侧的电压素质如满足合闸要求时合上备用电源，避免在电源快速切换时造成的电源中断或者设备冲击损坏，保证负荷不断电连续运行。 无扰动切换是保证供电可靠性的重要装置，何谓供电可靠性？比较传统的错误认为负荷失去一个电源能再获得一个新电源就是保证供电可靠性，正确的理解所谓供电可靠性应为受电用户在重新获得电源后能保持失电前的生产工艺流程不受到破坏，能最大限度地继续进行正常生产。
　　1 基于电压突变量和电流突变量的故障识别系统 
　　1.1 基于电压突变量的故障识别系统 
　　 当今我国高压直流输电线路普遍采用的是双极输电线路，为此，必须对其进行针对性地研究和分析，进一步提高双极输电线路的安全性能。双极直流输电线路主要通过三部分构成：整流站、逆变站以及输电线路。在实际操作过程中，一旦线路发生了故障，那么就会在不同线路之间产生不可避免的电磁耦合效果。也就是当线路在实施过程中会产生电流和电压，而所出现的这种情况也是当今我国为深化高压直流线路保护的研究工作所开拓的另一个新方向。如果双极输电线路出现问题，在一定程度上可通过记录电压突变量的具体情况来与比较正常稳定状态下电压变化起伏情况进行比较，从而判断引起故障的原因。   
　　1.2 基于电流突变量的故障识别系统 
　　 根据实验结果显示，如果直流线路出现问题，电流的变化情况会与正常状态下的电流变化情况产生较大的差异，二者之间存在明显的不同。根据叠加原理分析，处于正常状态下的直流线路，其电流变化情况会与产生故障的电源单独作用下的系统通过叠加的形式用以代替产生故障时的输电线路系统。 
　　 一旦直流线路内部出现了问题，那么就可以利用正常状态下的直流线路和已经产生问题的直流线路，将二者进行有效叠加，也就是让正常运行的网络系统进一步增加负电源，以便显示出电压下降的实际情况。另外，在问题电源的作用下，线路中存在的整流侧和逆变侧的电流突变量会同属于一个流向的线路。如果直流线路在内部出现问题，整流侧和逆变侧也会随着它的变化而产生同时增加的效果，也就是会促使整流侧和逆变侧的电流引起正向的突变问题，相反如果直流线路外部出现了问题，其中存在的整流侧和逆变侧就会由此产生负向的突变。 
　　1.3 直流线路中交流系统存在的故障问题 
　　 如果直流线路中的交流系统出现了问题，那么换流器上的电压会发生一定成度的改变，并且对直流线路的输电系统也会产生一定的干扰影响。整流侧内的交流母线发生故障，电压会随之有所下降，且这种问题会对整个运行系统造成极大的伤害，甚至影响整个工程的正常运转，提高了工程的危险程度，对人们的人身安全产生了极大的威胁。如果直流输电线路发生了这种情况，就可以将其与换流站抗器外侧产生的故障问题进行类比，可以说交流母线所引发故障问题的相关思考与电抗器外侧所产生的问题是一致的。
　　2 厂用电快切装置的原理如下
　　2.1 正常并聯切换
　　 并联自动：手动起动，在快速切换条件满足时，先合备用（工作）开关，经一定延时后跳开工作（备用）开关。若不满足，立即闭锁，等待复归。
　　 并联半自动：手动起动，在快速切换条件满足时，合上备用（工作）开关，而跳开工作（备用）开关的操作由人工完成。若快切条件不满足，立即闭锁，等待复归。  并联切换只有在快切条件满足时才能实现。
　　2.2 正常同时切换
　　 手动起动，先发跳工作（备用）开关命令，在切换条件满足时，发合备（工作）开关命令。若要保证先分后合，可在合闸命令前加用户设定延时。  正常同时切换可有三种实现方式，快速、同期捕捉、残压，快切不成功时自动转入同期捕捉和残压。
　　2.3 仿真实验及分析 
　　 本次研究的实验流程均在相应的Matlab当中予以完成，采用Matlab当中的Simulink对实验予以操作。其中Simulink是Matlab当中具有一种很好的仿真效果的工具形式，其在实际应用当中具有非常好的图像化功能形式。其中还设置有许多实现便设置好的模块形式，因此，能够更好的实现为用户提供方便的基本模式，针对此种形式，便可以较好的实现对仿真模型的建立效果。针对本次研究所建立的模型，其主要包含有电力系统模型，而此种模块在整个电力系统当中具有很好的应用优势。能够实现对系统的直接仿真效果的实现，本文在具体的仿真模型的构建上，主要设置了两种形式，其中一种是三相变换，而两外一种就是实现两相变换的Simulink的仿真模型的建立。 
　　 在具体的输入方式主要为相应的电源信号ea、eb和ec，然后经过相应矩阵C32，便可得到相应的e？，另外还可得到相应的三相非线性负载电流，其在具体的输出上，主要为有功功率p以及无功功率q ，然而，在具体的输出功率过程中，有功功率和无功功率在经过事先设置好的低通滤波器时，可将其转变为滞留分量p和q，然后使其在经过相应的两相变三相的反方向过程后，就可以在运行过程中得知三相的基波分量的数值，然后再利用当初求得的负载电流数值，然后在减去相应的基波分量，就可以准确的求出需要给与补偿的谐波的数值。从中可以看出，其中两相/三相所存在的变换，其实质上就是相应的三相/两相的反变换形式表现。
　　参考文献：
　　[1]田传明.配电网无功补偿和谐波治理研究[D].华北电力大学，2014.
　　[2]王兆安，刘进军.电力电子技术[M].5版.北京：机械工业出版社，2009. 
　　[3]葛玉敏，李宝英，邢砾云.基于瞬时无功功率理论的单相电路谐波电流检测方法的研究[J].电网技术，2006（S2）：225-229. 
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