基于整定值随故障类型变化的电流保护方案研究

分析了输电线路发生接地短路故障和相间短路故障时,故障相与非故障相之间的电流关系,得出判别故障类型的方法;提出了整定值随故障类型变化的阶段式电流保护方案,并设计了程序框图;通过ATP软件仿真,验证该保护方案的可行性,并具有提高灵敏度的优点.     

自适应电流保护的相关研究

根据传统电流速断保护的原理,得到了不同电流保护接线方式下,传统电流速断保护的保护范围.当采用两相电流差接线方式时,保护范围与短路类型和短路相别有关.提出了根据系统运行方式、短路类型、短路相别和接线方式自动调整动作电流的方法,从而使得电流速断保护范围与短路类型、相别和接线方式无关,并举例说明了这种自适应电流速断保护的效果.针对双回线运行线路的过电流保护,提出了根据双回线路运行状态自动调整起动电流的方法,该方法提高了保护的灵敏度,且容易实现.     

单相自动重合闸永久性故障识别新方法研究

提出一种识别高压输电线路单相接地故障类型的新方法.高压输电线发生单相接地故障,两侧断路器完全开断后,从线路首端检测线路对地电流,瞬时性故障时为很小的本线路电容电流;永久性故障时为较大的电磁耦合电流.通过检测故障线路对地电流的大小实现短路故障类型的判断.该方法可有效识别单相接地短路故障类型,有一定耐过渡阻抗影响的能力,仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于电压信息的 MMC 直流电网直流侧保护方案

针对柔性直流输电系统运行时线路发生短路故障,识别故障线路所在以及解决电网短路电流快 速上升产生的过能量难题,提出利用输电线两端加装电感的电压信息作为故障判据的线路保护方法。 该方 法利用短路发生后电流上升,使得电感感应电压的极性发生变化的原理确定故障线路并启动直流断路器,此 为主保护;主保护拒动时,启动后备保护,通过检测电感感应电压是否超过整定值以确定故障线路并断开,利 用设计的 BPI(Buffer Protection Identification)将线路中的过电流缓冲吸收以保护整个故障线路;在 PSCAD/ EMTDC 上搭建三端环状柔性直流输电系统,模拟线路发生单极短路、双极短路,仿真结果表明:线路发生故 障时,主保护可以快速识别故障线路所在并切开线路,提高了故障识别的灵敏性,主保护拒动时,后备保护启 动识别故障线路,提高了线路整个保护方法的可靠性。     

基于电流采样值相间差的小电流接地系统接地保护方法

小电流接地系统单相接地故障电流小,弧光接地故障保护精度以及可靠性差.通过测量各馈线相电流采样值变化量的相间差值来实现接地保护,当相间差值大于整定值的采样点数超过一定数时,判断为接地故障,并完成馈线接地保护装置的研制.EMTP仿真分析和动模实验表明,该方法具有抗弧光能力强、保护精度与可靠性高等特点.     

一起500kV线路故障两侧重合闸动作不一致事故分析

某500kV线路发生单相接地短路之后发展成相间短路的故障,线路两侧的保护动作出现不一致的情况：一侧单跳单重转三跳,另一侧直接三跳。分析了该故障情况下两侧保护动作不一致现象的原因,并提出了防范措施。     

判断差动保护电流回路正确接线的方法

差动保护是大型变压器的主保护,主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障,同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。在绕组变压器的两侧均装设电流互感器,继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流之差。理论上讲,正常运行及外部故障时,差动回路电流为零。由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致,互感器的二次接线正确与否将直接影响到设备的安全运行。差动保护电流回路接线是否正确,可通过相量分析法和带负荷检验法进行判断。本文将简要介绍这两种方法,并举出计算实例。     

一种混合双极直流输电线路保护新原理

应用故障网络分析方法,研究了混合双极直流输电线路可能发生的各种短路故障类型,并进行了故障特性分析。根据分析结果发现:当直流输电线路发生区内故障时,整流侧与逆变侧的暂态电压和暂态电流夹角的余弦值相同;当直流输电线路区外(整流侧或逆变侧)发生故障时,整流侧与逆变侧的暂态电压和暂态电流夹角的余弦值相反。根据该故障特征,可实现区内、外故障的识别。利用小波变换提取暂态电压、电流分量。另外,故障极的暂态电压和电流的积的变化量远远大于正常极。根据此特征,进行故障选极。最后,通过电磁暂态仿真软件搭建电压不对称的混合双极直流输电系统仿真模型,对其直流输电线路设置不同故障进行仿真,利用MATLAB进行算法的验证,结果表明该保护新原理的正确性及故障选极是可行的。     

基于行波固有频率的VSC-HVDC直流输电线路双极短路故障保护与定位

提出了运用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)对电流进行频谱分析获取固有频率的方法,实现对VSC-HVDC直流输电线路双极短路故障的保护与定位.在高压直流输电线路双极短路故障条件下,对输电线路两端采集到的双极电流相量进行相模变换得到电流模量,从线模电流分量频谱分析结果中提取固有频率主频率和二次频率,运用输电线路两端的线模电流分量固有频率主频率差作为主保护判据,固有频率二次频率作为辅助保护判据,实现直流输电线路双极短路故障保护;利用固有频率与故障距离之间的关系,完成故障定位.通过PSCAD/EMTDC仿真和Matlab数据分析验证了该方法具有较高的可行性.     

基于微功率无线组网技术的配电线路智能在线监测系统

针对复杂配电网发生短路、接地等故障时难以快速准确找到故障点的问题,设计基于微功率无线组网技术的配电线路智能在线监测系统。系统由故障指示器、不对称电流源、配变监测终端和监控中心组成。故障指示器实时监测配电线路,在发生相间短路、接地故障时翻牌和亮灯,并通过无线组网技术,将信息发送到监控中心;结合不对称电流源的线路电流变化和故障指示器检测的突变电流来进行精确位,提高接地故障位的准确率,最后监控中心通知维修人员进行线路抢修。     

线路两相短路故障电流控制的新方法

两相短路后,传统方法是切除故障线路,但这可能导致系统潮流大转移并可能引起系统不稳定,造成大面积停电事故。为此提出一种新型的故障电流控制器及与之对应的控制方法。故障电流控制器由串联变压器、并联变压器、2个可调电感以及有载调节开关构成,嵌入在线路的两端,工作时等效于电压源和电感的串联。两相故障后,改变与并联变压器原边相连开关的位置,将改变故障电流控制器等效电压源电压的相位,使故障相线路发送端(接受端)的电压源电压与超前(滞后)于故障相的电源电压同相,再协调控制2个可调电感,能独立控制其等效电压源电压的幅值和电感值,适当地控制这2个分量,能控制故障相间的线电流等于正常电流,该状态下线路的故障电流不仅为0,同时故障线路的电流也等于其正常运行时的电流,并在此基础上提出了两相短路故障电流的控制策略,建立了与之对应的控制系统。该方法能保持故障线路的继续运行,提高了线路供电的可靠性。实验证明了故障电流控制器能控制故障线路上的电流,使其等于正常运行电流,同时理论分析和仿真结果也证明了提出的故障电流控制器以及与之对应的两相短路电流的控制原理、控制策略的正确性。     

利用线路两端电压差的输电线路相位纵联保护

提出了一种基于线路两端电压差的输电线路相位纵联保护.根据分相阻抗的相角特性,相位值是由线路各相两个等效电压故障分量差的比值计算而来的,利用这个比值的相位判断故障是否发生在保护区内.当比值的相位等于0°时表明为区外故障,当比值的相位等于180°时表明为区内故障.该保护动作灵敏、适应性强,具备较强的抵御线路电容的特性,可不经过补偿,直接运用于绝大多数输电线路的纵联保护中,同时可有效抵御区外故障时电流互感器(TA)饱和的影响.EMTP数字仿真和动模仿真结果验证了该保护的有效性.     

分布式电源容量对配电网继电保护的影响分析及对策

含分布式电源的配电网线路发生故障时,分布式电源的注入电流会导致配电网保护的误动或者拒动,因此需要分析分布式电源对电流保护的影响并考虑DG的容量问题.通过公式推导、图形对比,分析分布式电源在线路不同位置发生短路故障时对配电网电流保护的不同影响,包括助增、汲流和反方向注入电流等.以此为基础,绘制DG不同容量时故障点短路电流的变化曲线,求出保证保护正确动作的DG最大准入容量.     

特高压长线路电容电流对距离保护的影响

特高压输电线路是全国统一电网的骨干网架．为保证其安全可靠运行,分析指出了特高压长线路的分布参数特性使传统距离保护的测量阻抗不与故障距离成正比．研究表明,线路空载运行条件下发生经高阻故障时短路电流相对偏小,而特高压输电线路电容电流大,因此线路电容电流可能影响阻抗元件出现超越或拒动问题．同时提出了特高压长线路距离保护的改进措施,理论分析与仿真测试验证了传统距离保护应用于特高压长线路时存在的缺陷,并证明了距离保护改进措施的有效性与可行性．     

基于RBF神经网络的输电线路故障类型识别新方法

基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络理论,采用电流突变量比例系数,提出了一种对输电线路故障类型识别的新方法。利用PSCAD/EMTDC软件建立500 kV高压输电线路仿真模型,仿真不同工况下的故障。由各相电流之差提取故障差流信号的突变量,并计算故障后一个周期内差流突变量的有效值,得到故障状态下各相差流突变量占三相差流突变量有效值总和的比例系数,结合零序电流判别系数构造故障类型识别特征向量,建立RBF神经网络进行故障类型识别。仿真结果表明,采用电流突变量比例系数作为特征量包含的信息更丰富,对RBF神经网络的训练效果更好,不受故障位置、故障初始角和过渡电阻等因素的影响,网络识别精度高。     

基于跨线故障判别的平行双回线路选相方案

针对相电流差选相元件在平行双回线首端发生跨线故障时会误选相的问题,提出了基于故障分量方向元件的选相方案.将平行双回线路跨线故障作为复故障,分析了相电流差选相元件在线路首端跨线故障时误选相的原因.在故障被判为跨线故障的情况下,利用电压元件选出故障相,对每一回线,利用故障分量方向元件判断对应相故障是否在本回线路内部,当故障分量电压与故障分量电流间的相角在0°~180°时,判故障在本回线内,从而选出每回线的故障相.EMTP仿真结果表明,该方案在各种跨线故障下均能正确选相,可直接应用于现有基于单回线信息的微机保护装置.     

基于相位差的轴向磁通无铁心电机早期轻微匝间短路故障诊断

针对轴向磁通定子无铁心电机早期匝间短路故障问题,提出一种基于零序分量和定子电流分量相位差的轴向磁通定子无铁心电机的早期匝间短路故障诊断和定位方法。首先,根据定子绕组电感极小的特点建立了匝间短路故障数学模型;其次,对故障前后的短路电流、相电流、零序分量等进行了傅里叶分析,通过零序电压基波幅值变化对匝间短路故障进行识别;最后,通过对比零序电压基波与定子三相电流初相位差来进行故障相定位。结果表明,匝间短路故障相的相电流基波初始相位与零序电压基波初相位差的绝对值近似180°,而健康相的相位差与180°相差较大。基于相位差可以实现轴向磁通无铁心电机早期匝间短路故障的诊断与定位,为永磁电机的匝间短路故障诊断提供了参考。     

如何消除化工生产中小接地电流系统单相接地故障

小接地电流系统是高压电力系统的供电方式,单相接地故障是该系统经常发生的故障类型。我们分析清楚这种故障特点,认识它有随着时间延长或者电缆线路太多,接地电流增大的趋向,发生两相短路的危险也越来越大。我们采取合理的措施降低小接地电流系统电流,以及采用合适的绝缘监察和继电保护方式,来控制故障发生或发展。     

微网故障特性分析及保护方法

建立了微电网模型,分析了微网短路时故障电流的特点,结合现有成果对微电网保护方法做了综述性研究.首先,建立了逆变型微电源模型,并验证了线路发生不同故障时微电源的安全稳定性;其次,建立了微电网模型,分析了负荷侧短路时故障电流偏小的特点,指出有必要研究不依赖故障电流模值的保护策略,并能与联网运行时的保护相配合,使微网的保护尽可能统一;然后,从孤岛和并网两个方面归纳了当前微网保护的最新研究成果,对比分析各种保护技术的优劣.最后,展望微电网保护的发展方向,指出以通信为基础,控制与保护功能相结合,实现保护功能的集成化是微电网保护的发展目标.     

超短线路自适应电流保护的分析

传统电流速断保护的动作电流是按躲过被保护线路末端短路时的最大短路电流来整定,以适应电力系统运行方式和故障类型的变化,保证系统保护的选择性。但是,这种整定方式得出的定值,在最小运行方式或最不利的故障情况下,保护范围很小,甚至有可能是零。许多专家和学者对此提出采取自适应电流保护。