基于故障分量的分相阻抗差动保护新原理

提出了一种基于故障分量的分相阻抗差动保护新原理.该原理分别提取线路两端保护安装处的故障分量进行阻抗计算,然后利用这2个阻抗之差构成阻抗差动判据.该原理无需进行采样数据同步处理,耐受电容电流和过渡电阻的影响.电流幅值差动保护判据以线路两侧的电流幅值差为动作量,幅值和为制动量,在发生电压互感器断线时,可作为阻抗差动保护判据的补充判据.仿真结果验证了该原理的正确性和有效性.     

纵联支接阻抗保护在超(特)高压线路中的应用

为了克服重载线路内部发生高阻接地故障时纵联电流差动保护的灵敏度不足甚至拒动的问题,传统保护方案中引入零序电流差动保护作为电流差动保护的补充,但是零序电流差动保护不具有选相功能,并且在线路非全相运行又发生高阻接地故障时零差保护可能会拒动。针对此问题,根据纵联支接阻抗保护的特点,本文提出将纵联支接阻抗保护原理作为全电流差动保护原理的补充,构成一种新的保护方案,克服了零序电流差动保护作为纵联电流差动保护补充时存在的问题。新保护方案动作速度快,无需额外的选相元件就能分相动作,不受线路非全相运行方式的影响且无需对电容电流进行补偿,线路发生高阻接地故障时,新方案能够灵敏可靠动作。仿真实验验证了新保护方案的正确性和有效性。     

应用复合阻抗比较原理的广域方向保护算法

广域差动保护和广域综合阻抗保护均能够利用广域多信息实现快速识别故障,具有受过渡电阻、分布电容等影响较小的优点,但需要广域信息严格同步,特别是保护范围存在负荷电流时保护明显存在误判。以解决上述问题为出发点,提出基于复合阻抗比较原理的广域方向保护新算法。该算法依据常规纵联电流差动保护的同步信息,利用单端母线电压与线路差电流比值提出复合阻抗定义,进一步分析区内外故障下复合阻抗的动作特性,构建故障区域判断和故障支路判断方向信息,并应用广域多源方向信息提出广域方向保护新算法。该算法既保留了广域差动保护和广域综合阻抗保护的优点,同时克服了广域严格的同步性、高阻接地、负载电流等的影响;从工程意义上讲保护系统通信量小,易于实现。基于IEEE 10机39节点系统仿真结果验证该算法的有效性。     

不受同步对时误差影响的线路差动保护方案研究

为解决高压输电线路两端电流采样非同步而导致电流相量差动保护误动作问题,结合相量差动保护和幅值差动保护的性能特点,提出了不受采样非同步影响的线路差动保护方案。在线路两端电流采样出现同步误差时,此方案将相量差动保护退出运行,仅依靠电流幅值差动保护切除大多数线路区内故障,从而消除采样失同步的影响;在线路两端电流采样同步时,以相量差动保护为主要的保护方式,提高保护的可靠。理论分析与仿真研究表明,所提方案可有效应对线路两端电流采样失同步的问题,区内故障保护可靠动作,区外故障可靠制动。     

基于故障分量虚拟阻抗的线路差动保护原理

针对传统纵联保护的不足,提出了一种基于故障分量虚拟阻抗的线路差动保护原理。考虑分布参数的影响,利用线路两端故障分量推导线路中任意点处的电压、电流故障序分量,并将二者之比定义为虚拟阻抗。取线路中点处各序的电流故障分量和虚拟阻抗构成保护判据,识别各种类型的故障。仿真结果表明,该判据能准确识别各种类型的故障,灵敏度和可靠性较高,且不受故障位置、过渡电阻、负荷电流、分布电容及信息同步的影响。     

含逆变型分布式电源的配电网正序阻抗纵联保护

逆变型分布式电源区别于传统电源的故障特性导致传统电流保护难以快速可靠切除故障,也影响了现有输电网保护原理直接应用于配电网的动作性能。借鉴电流差动保护原理思想,定义了正序差动阻抗,理论分析了其在区内外故障时的幅值差异,提出了一种适用于有源配电网的正序阻抗差动保护原理。为进一步改善保护性能,有效应对分支负荷的影响,构造了带制动特性的动作判据。针对区内三相金属性短路故障时保护存在的死区问题,利用故障时正序阻抗与正序电流幅值特征构造了辅助判据。与传统电流差动保护相比,所述方法无需两端数据同步采样,对通信要求较低。仿真结果验证了保护原理的有效性。     

适用于半波长线路的假同步差动保护

由于半波长输电线路较长,常规的差动保护要经过通道传输时间延时动作,严重影响保护的速动性。该文提出一种适用于半波长线路的假同步差动保护,采用本侧数据与对侧一个周波前的数据进行同步,计算差动。假同步差动保护利用时差法估算故障点位置;以故障点为差动点,通过线路两端的电压、电流计算差动点两侧的电压、电流;以本侧电流和对侧一个周波前的电流分别计算到差动点处的电流进行差动,得到的差动电流作为分母,本侧电压计算到差动点处的电压作为分子,计算假同步差动阻抗,通过假同步差动阻抗的大小判断区内外故障。假同步差动保护由闭锁式、测距式和允许式假同步差动保护构成,分别对应保护线路的近段、中段和远段故障。在RTDS仿真软件上搭建半波长线路模型,对假同步差动保护进行仿真验证,结果表明假同步差动保护可以提高保护的动作速度,具有良好的动作性能。     

浅谈线路保护两侧CT暂态特性不一致对零序差动保护的影响

通过对CT和二次回路的故障记录数据进行分析,找出了线路零序差动保护误动原因。由于线路零序差动保护两侧CT励磁特性和二次回路存在差异,在变压器空充电时,线路两侧CT电流非周期分量在衰减过程中将产生差动电流甚至使电流相位发生变化。若此差流超过动作值,则会引起零序差动保护误动。     

基于突变电流积聚量的高压直流输电线路伪同步差动保护新原理

为解决现有高压直流线路电流差动保护动作延时长(秒级)的问题,提出基于突变电流积聚量的伪同步差动保护新原理.分析两端电流在区内外故障时的突变特征,提出突变电流积聚量以有效捕捉电流突变方向,利用两端突变电流积聚量分别构造动作电流和制动电流,提出全新原理的直流差动保护,并通过伪同步算法进一步缩短保护动作时间.此外,比较两端电...     

电流差动保护在柔直接入的交流电网中适应性 分析及改进措施研究

为适应新能源规模化接入电网,柔性直流输电技术应用日益广泛,我国电网已初步成为交直流混联电网。交流系统发生故障时,柔直系统提供短路电流的特征与传统同步发电机相比发生显著变化。首先分析故障特征的变化,柔直侧由于故障电流幅值受限,且负序阻抗无穷大,导致故障电流的幅值和相角与交流侧不同。分析了输电线路电流差动保护由于区内故障时两侧电流夹角增大,导致电流差动保护的动作量减少、制动量增加,导致灵敏度下降甚至拒动。在此基础上,提出了差动保护判据的改进方案：分别利用零序电流、负序电流和正序电流突变量构成辅助判据,提高区内接地故障和相间短路时电流差动保护的灵敏度,从而提高了差动保护在含柔直接入交流电网中动作的可靠性。最后,通过仿真验证了所提方案的可行性。     

基于故障分量正序、负序和零序综合阻抗的线路纵联保护新原理

提出了故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的概念。发生区外故障时,故障分量正序综合阻抗等于线路正序容抗,负序综合阻抗等于线路负序容抗,零序综合阻抗等于线路零序容抗,数值较大;被保护线路上发生区内故障时,故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗分别反映系统和线路的正序、负序和零序阻抗,数值较小。根据该特征,可以区分线路上是否发生故障,据此提出了基于故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的纵联线路保护原理,不需对电容电流进行补偿,灵敏度高,不受过渡电阻的影响,整定原则明确,定值裕度大。     

不同电压等级同塔四回输电线路零序电流补偿系数整定研究

不同电压等级同塔四回输电线路发生接地短路时,由于零序互感对接地距离保护的影响,测量阻抗产生的偏差可能导致保护误动或者拒动。为此在现有整定方法的基础上,同时计及零序互感和零序电容电流的影响,分析了不同电压等级同塔四回输电线路在不同运行方式下的零序电流的方向,对零序电流补偿系数的计算方法进行了改进,给出了同塔四回线路在各种运行方式下的零序电流补偿系数,提出了利用微机保护的定值切换来提高接地距离保护的动作性能的措施。最后利用PSCAD对不同电压等级的500 kV/220 kV同塔四回输电线路进行了仿真,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

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。     

特殊工况下换流变零序差动保护误动机理分析及对策研究

针对高压直流输电工程中换流变压器零序差动保护误动的案例,分析了特高压换流变中性线上电流互感器在长时间单极-大地运行伴随交流系统高阻故障工况下饱和机理。采用基于工程实际参数的特高压直流输电模型进行仿真分析,揭示换流变零序差动保护误动原因。并根据区内、外故障时保护两侧自产零序电流和中性线零序电流极性差异,提出一种基于S变换相位差的换流变零序差动保护闭锁新判据,以解决特殊工况下换流变零序差动保护误动的问题。通过仿真验证该判据的有效性。     

浅析110kV同塔双回输电线路保护装置的配置

由于零序阻抗的影响,110 kV同杆双回输电线路采用常规线路保护配置时,当一回线路发生接地故障,另一回线路的保护会产生相继动作的情况,对该保护的动作行为进行了分析,并提出了改进措施。     

采用S变换相位差及能量相对熵的换流变零序差动保护新判据

针对换流变压器零序差动保护误动现象,提出一种采用S变换相位差及能量相对熵算法的换流变零序差动保护新判据。通过分析换流变压器区内各类故障、区外故障及外部故障切除时零序电流的特点,利用零序差动保护两侧自产零序电流和中性线上零序电流的相位和能量概率分布差异进行识别。当发生区外故障时,零序差动保护两侧零序电流的波形极为相似,其相位差和能量相对熵值都基本为0。当发生区内故障时,零序差动保护两侧零序电流相位相反且波形相似度小,其相位差接近180°且能量相对熵值增大。仿真验证表明,该判据可准确迅速识别区内与区外故障,其性能不受故障类型和过渡电阻的影响,且具有一定的抗电流互感器饱和的能力。     

双回线路跨线故障及保护动作行为分析

以山西220kV系统某线路的一次实际跨线故障录波数据为基础,分析了同杆双回线路保护安装处的电流电压特征,研究了该线路上4套不同厂家、不同型号常规微机型线路保护的动作行为,提出了同杆并架双回线保护选型应注意的问题。结果表明,异名相跨线故障期间,各端保护可以检测到零序电流,但无零序电压;变化量方向元件可以正确判断方向;采用零序电流(?)_0和负序电流(?)_(2A)构成的稳态量选相元件能正确选相;零序方向元件的动作行为不确定;相间测量阻抗增大、接地测量阻抗减小均不能正确反映故障位置。     

半波长交流输电线路保护方案及装置研制

半波长线路输电距离远,故障特征与常规输电线路差异显著。针对半波长线路对保护带来的挑战,基于自由波能量保护、同步差动阻抗保护和假同步差动阻抗保护等半波长保护原理,设计了实用的半波长线路保护方案,确保近端故障单端量保护快速动作,远端故障双端量保护全线速动。针对半波长线路保护算法复杂、计算量大、采样率要求高、纵联通道延时长等难题,设计了基于中央处理器+双数字信号处理器(CPU+双DSP)的系统构架,提出了保护逻辑分处理器及分调度周期处理、假同步差动阻抗保护采样数据回退处理等关键技术,形成完整的半波长线路保护装置软硬件实现方案。经实时数字仿真(RTDS)试验和动模试验验证,所研制保护装置各项动作行为、性能指标均满足半波长输电线路安全运行要求。