新型智能化微机保护调试仪

本文介绍了基于ＭＣＳ８０９８单片机的《智能化微机保护调试仪》的硬件构成、软件设计原理及功能和特点。该仪器可以根据保护装置的动作信号及动作过程实时地提供系统各种故障情况下出现的电流、电压暂态波形及保护所需的系统状态信号，可代替耗资巨大的动模实验室进行高频、距离等保护的调试及继电保护整组动作的静态、动态模拟实验，以其体积小、造价低廉特别适合现场调试实验，具有广泛的应用前景     

单片机实现电网运行动态模拟仿真

本文介绍了基于ＭＣＳ８０９８单片机的智能化微机保护调试仪实现电网故障电流电压暂态波形动态模拟仿真的软硬件设计原理及功能和特点。     

考虑过渡电阻影响的柔性直流配电系统电流突变量保护

柔性直流配电系统中,直流故障下,其换流器自身保护的闭锁速度快,有效故障信息极少,系统保护需要高速检测故障。基于有限的故障暂态信号,研究快速、准确识别故障区域的保护是直流配电系统发展的迫切需求。因此,提出了一种适用于多端柔性直流配电系统的暂态量保护。利用直流双极短路故障后的直流电流波形变化特征,计算电流波形曲率并以此为判据,与电流突变量(di/dt)算法相结合,实现不同过渡电阻故障的快速、可靠识别。该保护基于本地测量实现直流线路保护,计算量小,解决了传统电流突变量保护受过渡电阻故障影响无法正确动作的问题。最后,在PSCAD中搭建精细化多端柔性直流配电系统仿真模型,验证了所提出的电流波形曲率保护方法的动作性能,保障了直流配电系统的安全可靠运行。     

耐受电流暂态分量影响的新型差动保护

提出一种新型差动保护,在时域中对两端电流的故障分量波形进行比较,并且考虑全频域内的信号,较少受故障期间暂态分量的影响。同电流差动保护相比,该保护可更可靠、快速动作,同时,它对信号的同步要求较低,也较实现与整定,能够成为超高压长距离输电线路的主保护。     

互感引起的零序方向保护误动分析与对策

某220 kV线路高频零序方向保护在区外故障时误动,保护动作前的电压波形存在明显畸变。通过对电压波形进行谐波分析,发现电容式电压互感器（CVT）暂态特性持续时间比较短,一般在5~10 ms,而零序方向保护动作出口在20 ms以后,从而排除了CVT暂态特性不良引起零序方向保护误动的可能性。同时根据线路两侧零序电压、零序电流及零序阻抗,计算出线路上存在感应电压,从而确认相邻线路互感是导致零序方向保护误判的原因,并有针对性地提出负序电流开放零序方向保护的改进措施。     

基于小波变换的HVDC输电系统故障诊断研究

利用PSCAD/EMTDC工具,搭建了完整的高压直流输电系统的电磁暂态模型,对直流输电系统的各种典型故障进行仿真。经小波变换后,提取了多种典型故障信息特征波形。分析了直流线路保护区内与区外故障的暂态电流信号极性和过渡电阻等因素对电流暂态信号极性识别的影响。研究了在双极系统中,故障时两极之间电压耦合关系状态下,由电压变化量来判定故障极。由此提出了一种基于暂态信息的直流输电线路保护判据。仿真结果表明,该保护判据能准确识别故障位置,具有较高的耐过渡电阻能力,并且对通信通道的可靠性要求较低。     

一种新型智能化微机保护测试仪

0 引言 继电保护系统在保护电力系统安全、可靠运行方面起着重要的作用,同样用于检测、校验继电保护设备以及仿真电网故障的各种试验装置的作用亦相当重要.不论是传统的整流型和晶体管型继电保护,还是目前大力发展的微机继电保护,在研制阶段和投运之前都需要经过静态、动态模拟,观察和判断装置动作行为的正确性和准确性.为此,笔者研制了一种基于Windows操作平台的计算机和8051单片机通讯构成的智能化调试仪,它可模拟现场电网各种故障情况下出现的电流、电压暂态波形,供继电保护装置做动态考核及调试实验之用.     

一种继电保护应用软件仿真验证系统的设计

针对电力系统暂态故障时间短导致使用仿真器调试不便的缺陷,运用MATLAB与C混合编程方式,在PC平台上实现了对继电保护装置保护应用程序的仿真验证。采用MEX函数接口实现读取故障波形和MATLAB仿真波形,并将数据转化为电流、电压通道的数据流,实现对继电保护故障的模拟。该系统可直接移植DSP程序代码,保证了保护应用代码与仿真验证代码的一致性,提供了脱离继电保护装置的试验验证环境,能使用各种录波波形验证保护程序逻辑。在设备运行过程中,针对现场故障,可采用该系统进行单步跟踪调试,准确判断装置保护程序逻辑正确性。实际运行表明,本系统不依赖于保护装置硬件,缩短了新型继电保护装置的研发流程,提高了研发效率。     

基于脉冲反射原理的HVDC系统接地极引线故障测距

针对接地极引线的双极运行模式,利用脉冲反射法进行故障测距,分析脉冲信号在接地极引线上的传播特性,以及引线上可能出现的各种故障。以PSCAD为仿真平台,建立高压直流系统模型,模拟各种故障,并利用MATLAB进行数据处理与提取。对比分析不同故障类型下故障暂态行波与脉冲电压、电流反射行波信号,分别通过电压、电流波形求取故障距离,以求平均的方式得出最终测距结果。仿真结果表明脉冲反射法对接地极引线故障能够实现准确定位,此方法比故障暂态行波测距法应用范围广,波形辨识度高,测距精度高。     

基于逆变型电源暂态电流回代的系统级故障暂态解析

随着高比例电力电子设备和高比例新能源的接入,未来电力系统需要全时域量保护以应对系统复杂的故障特征。系统级故障暂态分析作为时域量保护的研究基础具有重要意义。鉴于逆变型电源(IIG)的受控特性,系统级故障暂态解析需应对机组输出电流的动态相位换算和多机系统方程高阶求解2个挑战。文中提出一种基于IIG暂态电流回代的系统级故障暂态解析方法。通过分析机组输出功率与端电压相位间的动态关系,实现了IIG暂态电流向统一参考系的动态相位换算;对系统方程进行暂态修正从而避免了高阶运算;在此基础上,网络节点暂态电压可由各机组暂态电流线性求解,进一步得到故障点及全网暂态电流的时域精确解。仿真验证结果表明,所提方法可实现较为精确的系统级故障暂态解析。     

基于波形相关性分析的输电线路暂态保护方法

针对现有暂态保护方法可靠性不高的现状,提出了一种基于波形相关性分析的暂态保护新方法。该方法根据故障产生的宽频带暂态信号的波形特征实现输电线路故障暂态保护。当输电线路发生故障后,采集故障暂态波形并提取幅值、相位等波形特征;利用波形相关性方法,将暂态信号波形与样本数据库中的波形进行相关性分析,计算波形相关系数;根据波形相关系数来判别区内外故障,实现线路故障快速保护。仿真分析结果表明,该保护方法综合利用宽广频带暂态信号的时域特征与频域特征,可消除单一使用暂态信号时域或频域的局部故障特征信息导致的缺陷,有望显著提高暂态保护的可靠性。     

基于反推算法的暂态过电压监测技术及其仿真验证

建立了基于监测系统传递函数、快速傅立叶变换(FFT)和逆变换(IFFT)的反推算法,实现了使用监测电压或电流信号反推暂态过电压波形信号,用于研制暂态过电压波形在线监测系统。针对标准及带振荡过冲的操作电压波形和雷电电压波形,建立不同分压方式的仿真模型以模拟实际工况下监测系统的传递函数,对反推算法进行了输入输出验证、传递函数验证和交叉验证。     

换流变中性点过流保护动作分析

某特高压换流站系统调试期间发生的一起换流变网侧中性点过流保护动作现象,通过查看监控中心收到的保护动作信号,分析其保护装置数据采样及故障录波波形并在停电后对二次电流回路校验及TA本体试验,找到故障原点,分析故障原因并处理,同时对设计提出了建议.     

超高压网络故障暂态信号波形与频谱的分析

本文主要研究超高压网络短路时暂态电压、电流的波形和频谱．以山东邹县──潍坊５００ｋＶ仿真网络为例，作出了不同点、不同类型、不同弧光电阻短路时暂态电压、电流的波形图和幅度谱图，并列表给出所含的各种频率成份及幅度．对实验结果进行了分析和探讨．它对研究继电保护装置动作性能和故障噪声信号的数学模型有着重要的参考价值．     

基于信号距离的矿井低压电网漏电快速识别

针对现有矿井低压电网漏电判断方法误差大,动作时间长,而不利于安全,分析了漏电电网的暂态零序电压的特点;定义了反应信号波形差异程度的信号距离及匹配度;利用暂态零序电压波形在故障前后的差异性,构建了基于暂态零序电压故障信号距离的新型矿井漏电辨识方法.通过增加波动因子,使漏电识别结果与漏电电阻之间具有较好的线性度,有效地消除...     

小电流接地系统自适应单相接地保护方案

针对国内外在小电流接地系统中单相接地保护方法,提出了一种新的基于零序电流补偿的零序过电压保护方案,其基本保护采用零序过电压保护,动作时间采用反时限特性:在分析接地故障零序暂态电流分布特点的基础上,利用线路的零序电流暂态有效值与一个可整定的补偿电抗相乘,形成补偿电压,并与零序电压幅值合成复合补偿电压,利用该电压对基本的反时限动作特性曲线进行修正,实现选择性保护。仿真实验验证了算法的有效性。     

新原理的中、低压线路、母线保护装置的研制

提出并研制了新型的线路定时限电流保护，这种保护不单单依靠上下级保护间定值和时限的配合，更重要是依靠电压波形和各级保护间的动作逻辑的配合，保证选择性。新型的母线保护不需要对母线上所有开关电流进行波形比较和向量综合，它只需要采集电源开关的电流和馈线开关保护的动作信号及母线电压波形，当母线故障时瞬时切除故障母线，当馈线故障开关拒动时，母线保护还具有延时切除电源进线开关的后备保护或失灵保护的作用。     

新原理的中,低压线路,母线保护装置的研制

提出并研制了新型的线路定时限电流保护，这种保护不单单依靠上下级保护间定值和时限的配合，更重要是依靠电压波形和各级保护间的动作逻辑的配合，保证选择性。新型的母线保护不需要对母线上所有开关电流进行波形比较和向量综合，它只需要采集电源开关的电流和馈线开关保护的动作信号及母线电压波形，当母线故障时瞬时切除故障母线，当馈线故障开关拒动时，母线保护还具有延时切除电源进线开关的后备保护或失灵保护的作用。     

基于故障全电流相关性检验的柔性直流配电线路纵联保护

柔性直流配电系统中,直流故障通常导致全网换流器自身闭锁保护速动(2～5ms),保护需要利用有限、时变的故障信息快速、准确地识别故障区域,跳开相应故障隔离开关快速恢复供电。因此,基于时变的故障暂态信号,研究快速、准确识别故障区域的保护是直流配电系统发展的迫切需求。该文提出一种基于故障全电流相关性检验的柔性直流配电线路纵联保护。该方法以故障发生后线路两侧电流波形形变特征、极性特征的规律变化为基础,通过t检验(假设检验的一种)算法对两侧全电流信号进行相关性检验,即对两侧全电流信号的幅值大小、方向、极性、突变特性进行统一描述,进而构造保护动作判据。所提方法优点在于无需固定频段特征提取,无需特征绝对值及瞬时幅值的比较,因此避免了常规利用暂态信号的保护受过渡电阻、线路分布式电容、噪声的影响。通过物理实验与仿真结果表明所提保护能较好地满足直流配电系统对保护速动性与选择性的需求,具有一定的应用前景。     

基于暂态电流信号的配电网小电流接地故障自动定位系统研究

正从稳态特征和暂态特征两个方面分析了小电流接地故障的信号特征及其工频零序电流分布特征。设计了一种采用暂态零序电流相似性定位法的故障自动定位系统,该系统主要由定位主站、小电流接地故障选线系统、FTU以及通信系统组成,利用基于暂态零序电流波形相似性的方法实现故障定位。基于暂态电流信号的定位方法不需要外加接地电阻或信号注入设备,不仅不受消弧线圈影响、检测可靠,且易于实现、投资小,可方便应用于DA系统。现场运行和试验证明了本系统算法的有效性和系统装置的可靠性。