无过程层网络下基于GOOSE网的多判据保护技术

国家电网公司建议35kV及以下等级电网建设智能变电站时采用两层一网结构,无过程层网络,基于过程层信息共享的应用无法实现。为实现智能变电站多判据继电保护技术,提出采用GOOSE网络实现信息共享的方式,通过GOOSE网络传输开关量和模拟量,实现故障信息共享,构造基于GOOSE网的多判据继电保护技术,对GOOSE报文进行了深入分析并提出可靠区分GOOSE报文中不同设备信息的方法。结合GOOSE网的传输机制,重点研究实现母线保护和单相接地保护的方案,并提出传统保护改造的实施方案,有效解决无过程层网络下实现多判据保护的难题,推动IEC61850标准在配电领域的应用。     

煤矿智能供电系统故障识别与隔离技术

为解决煤矿电网6/10 k V供电系统易发生越级跳闸、故障穿越、扩大停电面积的问题,针对工矿企业常见的多级串供供电网络,以智能变电站为基础,构造煤矿区域集控式智能供电系统。系统间通过GOOSE网络实现信息共享,在此基础上,构造故障识别与隔离系统,对站内信息集中处理、判断,实现多种穿越故障及不正常运行状态的识别与可视化。构造故障矩阵算法实现故障区段的识别,并进一步优化决策算法,探讨GOOSE网络传输关键技术。为智能变电站应用到工矿企业提供了理论分析基础,具有较大的实用价值。     

基于OPNET的智能变电站继电保护建模与仿真

智能变电站过程层网络的引入,使得继电保护的数据源与传输方式发生了很大变化,其动作性能与可靠性越来越依赖于通信网络.分析了智能变电站继电保护的数据流及各报文的通信机制,基于IEC61850标准在OPNET仿真软件上进行了过程层网络和继电保护IED设备的建模,实现了智能变电站继电保护的MU数据采集、SV报文、GOOSE报文、保护算法和保护出口的全过程仿真.结合电流保护实例,说明了建模仿真的原理和实现机制,验证了其可行性和有效性,为智能变电站继电保护的定量分析提供了新的有效研究工具.     

轨道交通环网供电继电保护控制方案优化

轨道交通供电通常采用单环网或双环网接线。传统继电保护方案依靠电流和时间级差配合,系统保护可靠性较低。为了提高系统的可靠性,提出轨道交通环网供电继电保护控制优化方案,采用GOOSE通信保护配置方案得到整条线路开关信息数据,根据数据结果对过电流保护进行逻辑判断,确定故障发生位置,使故障位置附近的保护装置快速动作,解决继保级差配合问题,实现继电保护控制。     

智能变电站继电保护 GOOSE回路安全对策

智能变电站作为智能电网的重要组成内容,其运行效果将直接影响智能电网的运行安全性和可靠性,必须采取针对性的保护措施.据此,以智能变电站的继电保护GOOSE回路为研究侧重点,基于智能变电站继电保护工作方式及特点,合理提出继电保护GOOSE回路安全对策.     

一种新的智能变电站继电保护架构

针对国内智能变电站继电保护现状,提出一种智能变电站继电保护架构,该架构将继电保护分为两个层次,现场就地安装的单间隔保护、MU和智能终端。预制舱安装的多间隔保护、站域级保护以及就地保护管控单元。就地安装的继电保护电缆直接采样、电缆跳闸,提高保护的安全可靠性;就地安装的MU和智能终端为站域保护、多间隔保护提供SV和GOOSE数据。保护管控单元为就地保护提供人机界面、状态监测等高级管理功能。该架构单间隔保护不依赖网络,多间隔保护数据点对点传输,站域保护依赖网络,解决了智能变电站光纤数量大、交换机多、保护环节增多导致可靠性降低的问题。     

基于报文解析的变电站过程层网络信息流异常保护方法

为了提高智能变电站过程层网络的通信可靠性,给出一种基于信息流的过程层网络设备异常保护方法。基于过程层网络信息流的特性分析,研究了过程层网络信息流的异常状态形成机理以及特征量,并提出了信息流异常的保护策略。进一步,基于GOOSE、SV报文的解析以及信息流量的监控,给出过程层网络信息流异常保护的判据、逻辑和整定计算方法,实现了过程层网络信息流异常告警以及网络故障隔离,并启动备用装置对故障装置进行替换,实现了事故状态的恢复。在构建智能变电站网络通信系统保护监控体系方面进行了实质性的有效探索。     

中性点接地方式对供电可靠性的影响分析

单相接地占配网故障的80%,而中性点接地方式决定了单相接地故障的处理流程,对供电可靠性有决定性影响。文章针对中性点采用小电流接地、小电阻接地方式的架空线路网络与电缆网络,分析了接地方式影响配网供电可靠性的主要因素,建立了基于中性点接地方式的用户平均故障停电时间、用户平均故障停电次数、用户平均故障短时停电次数等供电可靠性指标的计算模型,并利用现场数据进行计算对比,旨在从供电可靠性方面为配电网中性点接地方式的选择提供参考。     

基于模糊理论的配电网多判据融合故障选线方法研究

配电网的单相接地故障选线问题一直都没有得到很好的解决,而单一选线方法会因故障特征和外界干扰的影响,存在动作死区和使用局限性。本文利用模糊理论将具有互补性的基于高频模态能量的故障选线方法、基于5次谐波分量的故障选线方法和基于衰减直流分量的故障选线方法进行智能融合,实现了基于模糊理论的多判据融合故障选线。仿真实验证明该融合故障选线方法能够适用于小角接地故障、高阻接地故障、线路末端故障、电弧性接地故障等不利于实现选线的故障,且该方法具有较高的准确度和可靠性。     

智能变电站中低压母线保护设计

根据变电站中低压母线实现故障快速切除的需要,提出了采用电流闭锁式的中低压母线保护;通过母线典型故障分析,结合GOOSE网络传输闭锁信号的优势,设计了基于GOOSE的中低压母线快速保护,给出了详细的设计过程和解决GOOSE中断的处理方案;该设计方案在智能变电站中的实际应用验证了其可靠性。     

基于GOOSE通信的分布式接地选线应用

介绍了一种基于GOOSE通信的分布式接地选线方法,并在继电保护装置中应用。小电流接地系统中发生单相接地故障时,由于消弧线圈的投入,导致故障电流较小,常规的稳态判断方法很难起作用。采用小波分解算法可以捕捉接地瞬间产生的暂态分量,迅速准确地识别出接地线路。利用站控层GOOSE可以在多个装置之间实现数据共享,然后利用小波算法就地判断故障。MATLAB仿真验证了该算法的有效性,采用此算法的微机保护装置经过实时数字仿真系统（real time digital simulation system, RTDS）实验验证了其有效性和实用性。     

基于GOOSE通信的分布式接地选线应用

介绍了一种基于GOOSE通信的分布式接地选线方法,并在继电保护装置中应用。小电流接地系统中发生单相接地故障时,由于消弧线圈的投入,导致故障电流较小,常规的稳态判断方法很难起作用。采用小波分解算法可以捕捉接地瞬间产生的暂态分量,迅速准确地识别出接地线路。利用站控层GOOSE可以在多个装置之间实现数据共享,然后利用小波算法就地判断故障。MATLAB仿真验证了该算法的有效性,采用此算法的微机保护装置经过实时数字仿真系统（real time digital simulation system, RTDS）实验验证了其有效性和实用性。     

基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理

针对中性点非有效接地配电网单相接地故障处理难题,提出一种基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理方案。自动化系统由变电站内的故障相接地熄弧选线装置和配置于馈线开关的故障相接地启动保护装置构成。通过采用故障相接地手段实现单相接地故障的可靠熄弧,利用故障相接地断开前后的零序电压和零序电流变化特征实现永久性单相接地故障选线、选段、隔离和健全区域供电恢复。通过对故障相接地断开前后系统零序电压和零序电流的变化规律分析,构造了基于故障相接地断开前后基波零序电流比值的单相接地选线和选段判据。讨论了单相接地故障处理启动判据、故障相接地断开时刻感知、故障相接地断开前中性点中电阻投入必要性等关键技术问题。结合实例对所提出的单相接地故障处理过程进行了说明,并开展了实验验证,结果表明了所提出方法的可行性和有效性。     

110kV变压器中性点接地方式与保护配置分析

电力系统中变压器中性点的接地方式和保护配置,是一个关系到电网安全运行的综合性问题,它与电压等级、电网结构、绝缘水平、供电可靠性等都有密切的关系。我国110kV及以上电网一般采用大电流接地方式,即中性点有效接地方式,发生单相接地故障时,暂态过电压水平较低,故障电流较大,继电保护迅速动作于跳闸以切除故障。主要研究分析了110kV变压器的接地方式及保护配置,并根据大港油田某变电站发生的实际案例来详细分析故障发生的过程及保护配置的必要性。     

基于零序导纳变化的灵活接地系统接地故障方向判别算法

目前灵活接地系统的接地保护大多直接采用小电阻接地系统的定时限零序过电流保护,存在高阻接地时保护灵敏度不足以及故障信息利用不充分等问题。通过分析灵活接地系统发生单相接地故障时,并联小电阻投入前后故障点上、下游及健全线路的零序测量导纳特征,发现并联小电阻投入前后故障点下游及健全线路的零序测量导纳不变,模值比为1,而故障点上游线路零序测量导纳的模值比远大于1,基于此提出了基于零序导纳变化的灵活接地系统接地故障方向判别算法。数字仿真和现场试验数据表明,该方法准确率高,不易受线路参数和过渡电阻等因素影响,可与定时限零序过电流保护配合使用,能满足现场实用要求。     

考虑单相接地故障处理的自适应重合式馈线自动化方法

针对当前馈线自动化(FA)存在过度依赖通信、安全防护难度大、定值参数不能自适应等问题,提出一种考虑单相接地故障处理的自适应重合式FA方法。结合单相接地暂态特征检测原理,制定过流失压跳闸,合闸过流后跳闸并闭锁,短时来电跳闸并闭锁的策略。配合变电站出口保护设计FA逻辑,并基于配电一二次融合成套装置实现多分支多联络配电网的大电流故障和单相接地故障的定位隔离及非故障区供电恢复。最后,基于实时数字仿真器(RTDS)搭建仿真测试平台,验证了所提方法的正确性和有效性。     

配电网单相接地快速处置装置运行情况研究

为确保配电网单相接地保护装置的正确动作水平,需开展人工单相接地系统试验,对消弧线圈以及小电流选线装置的动作性能进行系统测试。以西安地区开展的真实环境下人工单相接地系统试验为基础,总结了消弧线圈运行中存在的各类故障及小电流选线装置自身故障、二次接线错误等问题。结合发现问题,进一步给出配电网单相接地故障快速处置改造施工和运行的相关建议,为提高单相接地处置装置正确动作水平奠定了基础。     

行波技术在配电线路接地故障检测中的应用

配电网接地故障运行工况较为复杂,故障选线可靠性和故障测距精确性会直接影响到配电网运行的安全性问题。结合行波接地故障选线及测距原理,研究了基于行波法的配电线路故障选线及测距技术。实际测试结果表明,该故障选线定位测距方法能准确求出配电网接地故障段的故障参数,并能对故障进行精确定位测距,提高了配电网故障选线排除效率和测距定位的精确性。     

小电阻接地系统接地故障反时限零序过电流保护

现有的小电阻接地系统接地保护主要采用定时限零序过电流保护,定值较高,高阻接地时容易拒动。结合反时限过电流保护的特点,在分析小电阻接地配电网单相接地故障零序电流分布特征的基础上,提出一种改进的反时限零序过电流保护方法。通过各条出线保护间的横向配合,可使保护的启动电流定值无须躲过本线路的最大对地电容电流,显著降低了其启动门槛值,提高了高阻接地故障保护能力。通过MATLAB仿真验证了提出的反时限零序过电流保护的速动性和可靠性。