特高压交流长线路零序电抗继电器动作特性分析及改进

特高压交流长线路上,测量阻抗与故障距离呈双曲正切函数关系,因此接地阻抗继电器的动作特性受过渡电阻的影响严重,无法直接使用。传统高压、超高压线路普遍采用零序电抗继电器来提高抗过渡电阻能力,本文评估了零序电抗继电器在特高压线路上的适用性;针对存在的保护动作区缩小、灵敏度降低的问题,采用负序电流作为极化量,并考虑了负荷电流的影响,提出了一种适用于特高压交流长线路的负序电抗继电器,仿真结果表明该继电器具有保护区稳定、灵敏度高的优点。     

零序电抗继电器抗过渡电阻能力分析

详尽地分析了零序电抗继电器在各种运行方式下的抗过渡电阻能力,零序电抗继电器在理论上具有非常强的抗过渡电阻的能力。零序电抗继电器安装于单侧电源系统,双侧电源系统送电端、受电端时具有不同的抗过渡电阻能力,过渡电阻的大小直接影响着零序电抗继电器的动作行为。在数学分析基础上,提出了相应的改进方案：ArgA角度判据法、快速测距法、检测电流方向法和U″ψ判据法,这些方法使得零序电抗继电器在各种情况下都具有较大的抗过渡电阻能力。     

超高压输电线路接地电抗继电器研究

分析了输电线路在各种运行方式情况下零序电抗继电器(即以零序电流为极化量的接地电抗继电器)的动作特性.结果表明其位于送电侧、受电侧以及线路空载时具有不同的保护性能,同时在线路出口故障时存在死区.以负序电流作为极化量,利用保护安装侧电源电压相位判定同相点,实现了接地电抗继电器的改进动作判据.新判据解决了出口高阻故障保护拒动问题.提高了受电侧或空载线路上的接地电抗继电器抗高阻故障的能力.理论分析与仿真测试验证了接地电抗继电器改进判据具有较高的可靠性与灵敏性.     

零序电抗继电器区外高阻接地误动问题的解决方案

分析了传统零序电抗继电器的动作性能,其动作特性具有随运行方式和过渡电阻变化的自适应性能,因此具有很好的耐受过渡电阻能力,但受电侧零序电抗继电器存在区外高阻接地故障时保护误动的问题。在分析了保护误动原因的基础上,提出了一种通过增加辅助姆欧阻抗继电器的解决方案。该方案解决了区外高阻接地故障时零序电抗继电器保护误动的问题,且同时在区内故障时具有较好的耐受过渡电阻能力,理论分析和仿真结果验证了该方案的有效性。     

零序电抗继电器的研究

分析了零序电抗继电器的运行特性，认为用零序电流和相电流的相位来判别零序电抗继电器的同相点，优于用相电压和零序电流的相位进行判别；零序电抗继电器应用于双回线或环网时，不适宜用切换动作方程的方法提高承受过渡电阻的能力。     

输电线路距离保护继电器配置的研究

讨论了引入负荷限制继电器,防止重负荷时测量阻抗进入距离继电器而引起误动;引入接地及相间距离继电器提高躲过渡电阻能力;以及采用低压距离继电器,防止继电器存在死区的合理而有致的输电线路距离保护继电器配置方案.     

特高压交流输电线路接地阻抗继电器动作特性分析

针对特高压交流输电线路分布电容大、故障后渡过程明显的特点,从分布参数线路模型入手,分析了正常运行和接地故障状态下,接地阻抗继电器测量阻抗的变化规律,证实了故障情况下测量阻抗与故障距离呈双曲函数关系,提出了一种新型接地阻抗继电器电流接线方式,并探讨了P值常数化、线性化的相关问题.理论分析和测试结果表明:对于400 km以下的特高压交流输电短线路,接地阻抗继电器可以基于集中参数模型整定;但是对于400 km以上的长线路,在基于分布参数模型整定阻抗继电器和采用新型电流接线方式的基础上,方向性接地阻抗继电器能够正确判别故障发生、检测故障位置.     

配合于零序电抗继电器的方向性选相元件

针对零序电抗继电器有较强的抗过渡电阻能力，但没有方向性和选相功能的特点，本提出采用负序突变量方向元件来判别故障方向，采用正序电流作为极化量的选相元件来选相，即方向性选相元件。该元件与零序电抗继电器相配合，具有很强的抗过渡电阻能力，方向性明确，且能正确选相。     

适应直流偏磁抑制装置接入的零序电抗继电器动作特性分析

讨论了电阻型直流偏磁抑制装置接入对线路距离保护的影响,针对由抑制装置引发的保护拒动或误动问题,提出一种将零序电抗继电器与相间阻抗继电器相结合的保护方案,相间故障采用相间阻抗继电器,接地故障采用零序电抗继电器,并给出了相应判据的整定计算方法。PSCAD仿真结果表明,此方案能够在一定程度上对直流偏磁抑制装置接入后的线路不对称故障进行有效保护。     

特高压交流输电线路参数测试方法

针对特高压交流输电线路参数测试项目多,测试方法要求高,分布参数测试计算方法复杂的特点,分析了特高压交流线路参数测试方法与流程,并根据现场测试经验提炼了特高压交流线路参数测试需关注的问题,为特高压交流输电线路参数现场测试提供参考。     

复合阻抗对线路零序电流保护的影响

为了降低逐杆接地的光纤复合架空地线(OPGW)上的能量损耗,防止其因长期发热而迅速老化,同时保证线路遭受雷击和发生接地故障时OPGW的大电流迅速入地,可在OPGW与地间安装复合阻抗。为方便分析考虑复合阻抗全部导通和全未导通两种极限情况,利用卡松理论分析了复合阻抗安装前后输电线路的零序参数,并研究了220 kV输电线路零序参数的变化对零序电流保护的影响。分析表明,随安装的复合阻抗导通个数的增加,输电线路的零序阻抗趋于减小,零序电流保护的范围趋于增大,但一般不超过复合阻抗安装前的保护范围。     

一起不同电压同杆双回线纵联零序保护动作分析

文中分析了一起500 kV和220 kV同杆并架线路,在500 kV线路末端发生故障时,220 kV线路纵联零序保护误动的原因,并从一般性原理上分析同杆架设双回路零序互感引起纵联零序保护误动的机理.分析表明在弱电耦合的情况下由于零序互感的存在,在相邻线路发生接地故障时,由于本线路两侧零序电压出现反相,使得纵联零序方向保护误判为线路内部故障,引起保护装置误动,为同类事故的分析提供了参考.     

1000kV特高压输电线路零序保护改进方案(英文)

在中国首个1 000 kV特高压示范工程晋东南—南阳段的实时数字仿真仪(real time digital simulator,RTDS)仿真研究中发现,晋东南侧母线出口附近发生单相接地短路后,对侧保护测量的零序电流会产生严重的畸变,对相关保护元件造成不利影响。针对此问题,利用拉普拉斯变换和节点电压法对等效的零序网络进行了分析,发现晋东南侧的串补电容是造成此畸变的主要原因。因此,提出了利用突变量启动信号强制触发串补电容火花间隙的保护改进方案,消除了零序电流的畸变;同时,对相关元件的动作时序,信号传输延迟和阻尼装置整定的影响进行了分析。PSCAD仿真验证了此改进方案的有效性和准确性。     

接地距离保护中零序补偿系数整定方法的探讨

平行线路间零序互感的存在,导致零序补偿系数的值在一条线路上随短路点位置而异。选择尽可能少的零序补偿系数,减少不必要的操作事故是整定过程中的重要问题。基于保护装置由零序电抗和零序电阻补偿系数提出一种零序补偿系数整定算法,建立了几种运行方式下零序电抗和零序电阻补偿系数的数学模型,并通过算例对几种运行方式进行详细比较,结果表明,该算法能正确地为零序补偿系数整定提供依据。     

交流1 000 kV特高压输电线路距离保护特殊问题

与常规电压等级线路和超高压线路相比,特高压线路输电距离较长,线路分布参数特性明显,常规距离保护的理论前提有可能受到影响.文中详细分析了不带并联电抗器和带有并联电抗器2种情形下距离继电器的测量阻抗与线路长度的关系.理论分析和仿真结果表明,可以基本认为在带并联电抗补偿的特高压线路上,常规距离保护的理论前提依然是成立的.     

改进的比幅式工频变化量距离继电器方案

从实用的角度出发,提出改进的比幅式工频变化量距离继电器方案.通过综合阻抗继电器和电抗继电器的优点,即适当调整补偿电压故障量的大小,使新方案具有一定的耐受过渡电阻能力和抗干扰能力.对受端继电器,提出仅利用保护安装处的电压变化值构成同相点切换判据,可以有效降低系统参数的影响.由于同相点切换后,保护判据动作方程改变,因此在同相点前后,补偿电压的调整方向应该相反.仿真结果表明,弱电抗分量电抗继电器方案具有较好的性能,并且其保护范围和反应接地电阻的能力可以通过改变补偿电压值进行调节.