海洋平台电力系统接地方式改造及零序过电流保护探讨

在海洋油气开采规模扩大时,需要对已建的海洋油气生产平台进行改造,增加电气设备并对电力系统进行扩容。在这种情况下,电力系统的接地方式也要重新进行校核。当单相接地电容电流超过4 A时,为减少接地电容电流过大给电力系统安全稳定运行带来危害,需要将平台电力系统由不接地方式改造为中性点经电阻接地方式[1]。

配电变压器过电流保护设置探讨

针对配电变压器的三阶段过电流保护提出设置建议;针对中压保护装置具备最小动作时间设置功能和不具备最小动作时间设置功能两种情况,提出反时限过电流保护设置方案。

小级差需求下基于故障首半波比较的快速电流保护

基于时间级差配合的梯级电流保护受限于出口线路保护动作时间,为缩短保护研判时间,提升配电网多级配合能力,提出一种小级差需求下基于故障首半波比较的快速电流保护方法。对传统电流保护动作时间进行分析,采用整定值构建模板曲线,与故障电流采样值进行多点动态比较,基于有效值爬坡效应及采样值越限效应构建新的保护启动判据、考虑保护算法延迟及干扰点的影响构建新的动作判据,综合加快电流保护判别速度。利用PSCAD/EMTDC软件仿真验证了所提方法在不同类型故障、不同故障时刻、负荷突增、干扰影响等工况下的有效性,结果表明所提方法的动作时间不超过10 ms,有利于小级差更加灵活和可靠的整定。

适用于新型配电网的改进型电流保护

随着新型配电网的发展,分布式电源(distributed generation, DG)广泛接入配电网,由于DG运行状态多样随机,传统基于最大、最小运行方式整定的电流保护难以同时满足保护“四性”。为此,本文首先搭建具有低电压穿越能力的多类型高比例DG接入的新型配电网模型,分析多类型DG接入后配网短路计算方法,研究DG接入对电流保护“四性”的影响;提出的改进方案将配网运行状态聚类为多个运行状态集,集内分别整定,当配网运行状态满足定值切换判据时更新定值,形成适用于新型配电网的“离线整定、在线更新”的改进电流保护,最后利用PSCAD/EMTDC仿真验证所提方法的有效性。

变压器油温加速的反时限过电流保护方法

针对当变压器处于重负荷且变压器油温达到报警温度其内部发生轻微故障时,传统反时限过电流保护不动作或动作时间过长的情况,提出一种变压器油温加速反时限过电流保护的新原理及其优化整定方法。首先,引入变压器油温因子和加速指数对反时限特性曲线进行修正;然后,根据反时限保护动作时限配合关系建立数学模型进行优化整定。最后,基于现有理论分析和仿真验证结果,得出所提新方案能够在保证选择性和可靠性的前提下有效提高保护的速动性和灵敏性。

家电电路系统中的过电流保护装置设计与性能分析

本文针对家电电路系统中的过电流保护问题,阐述了过电流产生的原因,分析了几类常见保护装置的工作原理。重点对过电流保护装置的设计步骤进行了详细论述,包括确定负载电流、选型保护器、计算参数、设置时间电流特性、连接方式等。通过性能实验验证了所设计智能电流保护装置的正确性。研究表明,正确配置智能电流保护装置,可以对电路的过载和短路情况实施保护,最大限度地防止设备损坏和事故发生。

计及拓扑结构变化的分布式自适应电流保护方法

针对配电网络重构、线路拓扑关系发生变化导致保护误动或拒动的问题,提出一种自适应电流保护方法,该方法由智能终端实时获取配电线路的拓扑关系,自适应调整保护定值,实现自适应保护和故障自愈功能。该方法可减少配置维护工作量,提高配电网的可靠性。为了实现互操作性,建立了基于IEC 61850标准的分布式自适应电流保护相关的逻辑节点,构建了分布式自适应电流保护应用的信息模型,以期能为现场应用提供一定的参考。

引入电流有效值与相位突变量判据的零序反时限电流保护

针对大接地电流系统发生接地故障时,非故障线路零序反时限电流保护先于故障线路中零序电流较小一侧保护动作的问题,提出了引入零序电流有效值和相位突变量判据的零序反时限电流保护方案。首先,分析了单回线和双回线两种结构发生接地故障时,零序电流的分布特征与零序反时限电流保护的动作特性,指出相邻非故障线路零序电流可能大于故障线路零序电流,进而使零序反时限电流保护误动;随后,通过理论分析,得到故障线路中零序电流较大的一侧保护动作前后其余线路中零序电流有效值和方向的变化情况;最后,提出引入零序电流有效值和相位突变量判据的零序反时限电流保护方案,将非故障线路零序反时限电流保护重新计时。仿真结果表明:所提方案能够有效防止非故障线路零序反时限电流保护误动,从而提高了保护的选择性,且在经过渡接地时仍然适用。

基于改进灰狼算法的配电网反时限过电流保护定值优化

随着分布式电源接入配电网,改变了电网结构,导致故障电流特征越发复杂。本文针对配电网反时限过电流保护定值优化问题,提出一种基于改进灰狼算法的反时限过电流保护(ITOCP)定值优化算法。首先,针对反时限过电流保护参数约束复杂、关联性强的特点,引入静态惩罚函数对约束项进行处理,建立一个含静态惩罚函数和保护动作总时间的新颖的配电网ITOCP优化模型;其次,为了避免参数寻优陷入局部最优,引入比例调节因子改变全局搜索和局部搜索的比例,浮动因子优化灰狼个体的活动范围。提出一种改进的灰狼算法对ITOCP的时间系数和启动电流进行优化整定,缩短配电网故障保护动作时间,实现故障的快速有效切除。最后,以含分布式电源的IEEE 15节点配电网的两相短路电流故障和三相短路电流故障为例,验证所提方法的有效性和优越性。

基于高阻接地距离继电器的零序电流保护选择性提升方案

交流线路零序电流保护最末一段均采用300 A定值,存在无序跳闸风险。因此,文中提出了基于零序电抗线和非故障相极化的高阻接地距离继电器原理。继电器采用先选相、后测量的技术路线,选相元件将零序电抗线与非故障相极化方法相结合,构成多种组合判据,以分工完成选相。由于保护安装处零序电流与故障点零序电流存在相位差异,单相接地故障的故障相和相间接地故障的超前相的零序电抗线在故障点位于整定点附近时存在混叠区。区内近端、低阻单相接地故障时非故障相工作电压大幅变化,不利于区分混叠区的两类故障,故将选相元件分为低阻模块和高阻模块。低阻模块采用下偏的零序电抗线,用于识别近端、低阻故障;经低阻模块辅助后,高阻模块只需针对性处置故障点位于整定点附近的故障,可有效区分两类故障。选相完成后,通过非故障相极化的方法获得故障前工作电压,从而确定继电器的动作特性。高阻距离继电器的耐过渡电阻能力远超规程要求,提高了接地后备保护对高阻接地故障的选择性。

基于改进随机森林算法的中低压直流配电网剩余电流保护方法

为解决中低压直流配电网剩余电流造成触电和电气火灾的问题,提出一种基于改进随机森林算法的剩余电流保护方法。利用监控终端实时采集节点剩余电流幅值信息,配合工作站后端计算机采用改进的随机森林算法对剩余电流进行检测并控制断路器排除故障。利用MATLAB软件构建研究对象模型,结果表明,剩余电流故障检测结果的准确率和召回率可以保持在97%以上。针对保护问题,采用分励脱扣器配合微断的方式,实现低压直流剩余电流的保护,并设计了中压适用的混合式断路器。测试表明所提方法具有良好的保护性能,对不同类型的剩余电流故障具有良好的判别能力。

基于Simulink的单相模拟三相三段式电流保护系统建模及实验分析

基于Simulink的单相三段式电流保护的建模与仿真,在保证可靠性和选择性的前提下,强调灵敏度,力争速动性。现从Matlab的环境搭建、模型建立及实验分析三个方面分析并实践其原理。

用于充电桩的B型剩余电流保护器的设计

对含有充电桩的充电系统漏电原理、特征和保护安装位置进行了分析,并提出用于充电桩的B型剩余电流保护器的一种设计方案,通过双磁芯及对应的拓扑结构实现剩余电流的检测。分析了不同拓扑结构对应类型的剩余电流实现脱扣的机理,对直流剩余电流的检测采用磁调制技术,对其余类型剩余电流提出不进行波形识别、直接整流的电流检测方案。根据不同拓扑结构检测的电流类型,提出上方磁芯选择磁滞回线扁平、高磁导率的材料,下方磁芯选择具有高剩磁的非晶或纳米晶材料。通过Multisim仿真软件对直流剩余电流进行检测,结果表明基于高剩磁材料的磁调制技术能够反映直流剩余电流。

农村低压配电网剩余电流保护及中性线断线保护的运检管理

为了保障农村客户用电安全,减小停电频次,缩小停电范围,提升农村配电网低压供电可靠性,笔者结合农村低压配电网运维管理工作经验,从实际出发总结低压配电网剩余电流保护装置及低压中性线断线保护装置运维管理等方面的经验,以供参考。

基于离散整定值的配电系统快速电流保护算法

传统的电流保护使用电流的有效值与整定值进行比较以识别故障,这是配电系统输电线路的典型保护方案。通过快速傅里叶变换(FFT)算法计算电流。由于电流有效值的计算需要很长时间,电流速断保护的速度降低。针对这一问题,提出了一种基于离散整定值的快速电流保护算法。重点介绍了整定值离散序列和保护判据的构造。通过对电流故障分量整定值和采样值离散序列的比较,建立了保护启动判据和动作判据。分析了快速电流保护的工作特性和可靠性。通过基于PSCAD/EMTDC的仿真,将新型快速电流保护算法的性能与传统电流保护算法进行了比较。结果表明,该快速电流保护算法在不同故障条件下具有良好的运行特性。

反时限电流保护整定计算相关问题研究

分析比较了不同平坦度特性的反时限电流保护特点并提出其适用范围。通过建立反时限特性方程,对反时限电流保护之间的配合进行了理论分析,依据保护范围内时间差关系,得出满足选择性的2个结论:在被配合线路出口故障时上下级保护动作时间有级差;上级保护的电流倍数小于下级被配合保护的电流倍数。该结论适合于任意开环、闭环网络。在该结论基础上对反时限保护提出了切实可行的整定方案。最后,对定时限与反时限电流保护配合以及反时限与定时限电流保护选择性配合进行了分析。

并联电容器不平衡电流保护的改进方法研究

并联电容器不平衡电流保护是通过检测电容器组三相不平衡电流来判断电容器组内部是否发生故障,从而给出报警信号或者跳闸信号使电容器组退出运行。不平衡电流保护不能够识别故障相、不能够对三相平衡故障保护以及在多相同时发生故障时会发生误操作。为了克服这些缺陷,对电容器不平衡电流保护进行了改进方法的研究。分析了中性点接地电容器组内部故障时的内部过电压和相电流变化,并给出了相应计算公式。同时,提出了在检测、判断不平衡电流的同时增加对三相电流变化进行判断的改进方法,该改进方法能够克服不平衡电流保护的缺陷。

电涌保护器前端电流保护器件选用方法

随着电力电子设备的广泛应用,电涌保护器在保障设备安全运行方面发挥着重要作用。电涌保护器前端的电流保护器件是确保电涌保护器正常工作的关键元件。概括电流保护器件的类型及特点,探讨电涌保护器前端电流保护器件的选用方法,以期为相关领域的工程实践提供参考。

配电自动化的定向过电流保护研究

配电自动化定向过电流保护研究主要关注在配电系统中,通过自动化技术实现对过电流的保护措施。电力系统输电侧使用定向型继电器,而配电系统,则使用非定向型继电器。故障方向可以是正向,也可以是反向,正常功率流是从电源到电网,传统的定向过电流继电器利用参考电压相量来估计故障的方向,使得定向过电流继电器比非定向型继电器成本更高。在本文中,研究了一种新的仅限电流方向检测的继电器,以及其理论、测试信号分析、问题和相关解决方案,实际中应用纯电流定向继电器在配电侧保护方案,取得良好效果。

地铁35kV环网数字通信电流保护测试技术

本文针对地铁35kV环网数字通信电流保护问题进行研究,首先阐述数字通信过电流保护的基本逻辑,然后分析环网区间、母线、馈线设定电流速断保护等电位的各类故障,提出相应的保护整定措施。最后,采用PSCAD搭建模型,开展仿真分析,并进行RTDS试验验证。根据结果可知,数字电流保护方案与传统方案相比优势显著,能够准确判断故障范围,并妥善解决现有地铁保护配合时限问题,确保过电流保护选择性、速动性满足要求,具有较高的可行性。