辽宁电网零序电流反时限保护速动性分析

以"强化主保护、简化后备保护"为基本思路,2011年6月,辽宁电网500 kV系统零序电流后备保护由定时限方向零序过流保护改为反时限方向零序过流保护。根据RCMbase2000系统提供的故障计算数据,分析由反时限零序电流保护代替定时限零序保护所带来的保护性能的改变,尤其是带来的保护相继动作特性的改变。

大型发电机变压器组继电保护速动性浅析

对大型发电机变压器组继电保护的速动性要求及存在的问题进行初步分析,并提出相应的处理措施。

关于自动空气开关(塑壳开关)选择性和速动性的讨论

通过对自动空气开关热磁特性的阐述 ,详细讨论了开关上下级的配合问题 ,并对开关本身特性及其应用提出了一点建议。

基于特性参数自适应修正的花瓣式配电网反时限过电流保护方法

闭环运行的花瓣式配电网具有更为复杂的故障特性,导致传统保护方法难以满足选择性和速动性要求。针对这一难题,分析了花瓣式配电网的短路故障电流特性,揭示了故障点上、下游故障电流随故障位置移动的变化规律,并指出定时限过电流保护与标准反时限过电流保护应用于花瓣式配电网时存在的问题;结合花瓣式配电网的故障电流特性,提出一种基于特性参数自适应修正的反时限过电流保护方法,仅利用本地电流信息对反时限特性参数进行自适应修正,能够在保障保护选择性的同时显著提升保护速动性;基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建10 kV花瓣式配电网模型对所提保护方法进行验证,仿真结果表明该保护方法能在提升保护选择性和速动性的同时,克服传统保护方法应用于花瓣式配电网时的局限性。

电流速断保护的灵敏性校验方法

文章根据无时限电流速断保护具有快速性的优点和灵敏性差、保护范围小的缺点,着重研究了这种继电保护灵敏性的校验方法,并说明了不同校验方法的适用条件和适用场合。

基于电压折射波幅值正负差异的柔性直流电网两段式行波保护

针对柔性直流电网线路行波保护在长线故障下难以兼顾速动性和耐受过渡电阻能力的问题,提出了一种基于电压折射波幅值正负差异的两段式行波保护方案。首先,通过分析故障行波在线路上的传播过程,推导了各折反射波的表达式,得出了区内外故障下线路端口电压折射波幅值的正负差异特性。然后,基于该特性,提出了两段式行波保护方案,以传统行波保护判据构成保护第Ⅰ段,采用端口电压幅值及回升时间构成行波保护第Ⅱ段。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,验证了该保护方案的有效性。

桥堡双回线微机保护相继速动功能的应用

文章针对桥堡双回线第Ⅱ回线至今无高频加工设备 ,其高频保护不能投入运行这一现实情况 ,同时考虑Ⅰ回线高频保护退出运行的情况下 ,为保证双回线运行时的速动性 ,提出了保护相继速动的原理及具体实现改进的方法 ,在无高频保护或高频保护退出运行时 ,实现故障的快速切除。为系统及桥电一厂安全、稳定运行发挥了积极的作用。

低阻抗限制性接地故障保护在变压器中的应用

变压器的单相接地故障率相对较高,国内常用的是零序过流保护与比例差动。本文详细对比了零序过流保护,比例差动保护与低阻抗限制性接地故障保护在变压器绕组接地故障应用中,在区内故障的速动性,对绕组接地的灵敏性,是否有拒动的可能,是否受励磁涌流影响这几个方面的优劣,得到在星型绕组中性点接地的场合,对于220kV以上的变压器,建议装设低阻抗限制性接地故障保护的结论。

基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动作时间差入手,建立曲线拟合模型,并运用梯度下降法对反时限过流保护的动作时限曲线进行优化。通过在优化整定计算中考虑保护的选择性以及DG接入所带来的影响,使优化参数适用于配电网中各分段位置。然后,在配电网中设置两相、三相短路故障,并根据故障位置、类型进行整定参数再调整,最终得到参数的全局最优解。基于PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和实用性。

超、特高压交流线路反时限零序过流后备保护的整定建议

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的概念以及接地距离保护与反时限零序过流保护的配合原则;充分考虑配合时间定值和最小时间定值对保护动作特性的影响,综合超、特高压电网实际短路电流水平和接地距离保护的过渡电阻耐受能力,将反时限零序过流保护低电流区的选择性与接地距离保护高电流区的选择性进行结合,提升了对接地故障全域电流范围的选择性切除能力;提出了方向元件投退原则。通过对某省级电网进行算例分析,验证了整定原则的有效性,该整定原则已经在实际电网中进行了应用。

基于加速遗传算法的电力系统继电保护定值优化方法

提出基于加速遗传算法的电力系统继电保护定值优化方法研究。对原始继电保护定值优化问题进行转化,将其抽象成一个多目标、多变量和多约束的优化求解过程,分别以选择性、速动性、灵敏性及可靠性为基础,构建了约束条件,并设计了电力系统继电保护定值优化的适应度函数。

考虑功频协调控制的调速功率闭环模型及实践

为实现快速、精准和稳定的机组功率和频率调节、保障AGC与一次调频协调控制合理、满足标准规范和调度考核要求,在现有控制模型、逻辑策略基础上,进一步探究提高机组有功调节性能和AGC与一次调频协调性能的有效方法及实现手段。通过汲取两种常规功率闭环模型的优势,建立了一种新型的调速器功率闭环控制模型,对其控制逻辑与新颖的处理策略加以阐述分析。将该模型应用于异步联网下的云南某巨型水电机组调速器,通过开展调速开度模式和调速功率闭环模式下涉网试验,获得了两种功率闭环模式下的调节响应曲线和重点指标数据,从速动性、精准性和稳定性角度对比分析了两种功率闭环模式相同工况下的调节性能。结果表明:相较于常规功率闭环模型,新型调速功率闭环模型在AGC与一次调频协调配合和减小蜗壳水压波动改善机组运行工况方面有一定优势。

计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法

提出了一种计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法。首先,对常规的阻抗修正反时限过流保护算法进行改进,通过增加后备保护优化级数提升其远后备保护的动作速度;其次,针对优化后的阻抗修正反时限过流保护算法整定复杂且存在失配风险的问题,以优化后的阻抗修正反时限过流主保护和后备保护总动作时间最小为目标函数,以保护选择性、灵敏性要求为约束条件,建立反时限保护参数优化整定数学模型,并引入量子遗传算法进行求解。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明,所提基于量子遗传算法的改进阻抗修正反时限过流保护优化整定方法能够有效提升保护的选择性和速动性。

应用于低频电力系统的母线差动保护判据研究

随着清洁能源的快速发展,新能源结合柔性低频交流输电成为新的发展方向,为满足低频交流输变电系统的工程应用需求,常规交流继电保护须开展适应性研究。本文从母线保护出发,探讨现有母线保护原理,分析不同采样间隔对采样值积算法结果的影响。针对20Hz低频系统,基于采样值积算法提出一种低频母线差动保护新判据,利用采样值积算法快速计算故障特征量,并结合瞬时值判据保证故障判断的可靠性。测试结果表明,基于新判据的低频母线保护能够满足现有技术规范对母线保护的可靠性及速动性要求,母线区内故障时整组动作时间小于20ms,母线区外故障时低频母线保护可靠不动作。

基于阻抗修正的反时限过流保护新方案

反时限过流(Inverse-Time Overcurrent, ITOC)保护因其动作时间能跟随故障电流大小变化而变化的特性在中低压配电网中广泛应用。根据反时限过流保护的整定原则,其动作速度易受系统运行方式、故障类型及线路级数影响。另外,分布式电源(DistributedGeneration, DG)的广泛接入也对反时限过电流保护的选择性和速动性带来不利影响。针对上述问题,首先阐述了反时限保护的基本原理及其存在的动作延时过长的问题,并分析了DG接入对反时限过流保护的影响。根据不同位置故障情况下测量阻抗的变化特征,提出了一种基于阻抗修正的反时限过流(Impedance Correction Based Inverse-Time Overcurrent, ICITOC)保护新方案。该方案采用测量阻抗百分比及阻抗修正指数对反时限特性曲线进行修正,可在保证上下级保护配合关系的前提下,最大程度加快保护的动作速度。理论分析和基于PSCAD的仿真结果验证了所提反时限过流保护新方案的正确性及有效性。

基于拓扑动态调整的分段接线故障限流控制方案

随着电网的快速发展,短路电流超标问题日益突出,制约电网安全稳定运行。针对现有短路电流限制方法的不足,提出了分段接线方式下基于拓扑动态调整方法的拓扑快速解列和自动恢复限流方案。为满足故障限流控制系统的速动性要求,从提高数据处理速度和降低链路传输延时的角度设计了基于FT3通信的控制系统架构,提出基于卡尔曼状态估计的故障快速识别和相控开断方法及其实现方案。最后通过RTDS试验对控制系统进行验证,结果表明短路电流限制方案能够快速提取故障特征量,在短路电流的第一个周波内快速完成解列,确保在常规断路器燃弧前限流起效。

基于测量阻抗加速的反时限过流保护新方案研究

基于国内外学者对微电网中ITOC保护的优化方法,考虑到测量阻抗在反映故障点位置的同时不受到其他因素的影响,提出了阻抗加速的反时限过流保护新方案。通过测量阻抗和从保护安装处起向下所有线路的阻抗这两个参数对传统反时限动作方程进行修正。区内故障时,测量阻抗百分比将极大地提升保护的速动性;区外故障时,各保护依旧采用传统的反时限过流保护动作方程。运用PSCAD软件进行仿真,通过对仿真结果中的动作时间进行比较,验证了所提反时限过流保护新方案能极大地提升保护的速动性,同时上下级保护之间的动作延时仍能保证不小于一个Δt,选择性的要求得到了保护。

环形直流微电网故障分析与保护

直流微电网故障的快速检测与切除是提高其运行可靠性的关键。电流差动保护可快速有选择地切除故障,但受短路阻抗影响较大,在高阻抗短路时可能拒动。针对环形直流微电网,文中提出基于母线功率变化率的差动保护,由母线两侧功率变化率作为差动量,在区内故障时,母线功率变化率差动值大于动作值,保护动作切除故障线路。功率变化率差动值与短路电流平方及短路阻抗成正比,相比电流量保护,具有更快的故障识别速度和更高的保护灵敏度。仿真结果验证了所提保护方案具有更好的速动性、灵敏性,提高了环形直流微电网的可靠性和稳定性。

放射直流微电网短路故障保护策略

考虑直流微电网故障电流突增、电压突降特性,提出基于支路两端导纳差值导数的保护方法。通过检测支路两端的电流和电压,计算支路两端导纳的差值并求导,以支路导纳差值的导数作为故障判据,该判据充分利用了故障线路电压和电流参量,提高了保护灵敏度,且导纳差值的导数在故障发生初始阶段最大,可快速与动作阈值比较,判断故障发生与否,减少了故障检测时等待电流或电压变化至阈值的时间。将所提保护方法与过电流保护和低电压保护进行对比,结果证实了所提方法在速动性、灵敏性和保护范围方面性能更好。

振荡中故障选相元件的研究

目前实用的选相元件在系统振荡时可能会误选相,有必要研究能适用于振荡时的选相方案。分析了振荡中再故障时故障回路测量阻抗不变的特征,并在此基础上提出了一种适用于振荡的新型选相元件。该元件结合常规的零、负序故障分量分区和阻抗值比较方法,采用阻抗变化率的判别从可能的故障类型中识别出真正的故障回路,解决了系统振荡时选择性和速动性之间的矛盾。理论分析和EMTP数字仿真计算表明,新的选相方案在性能上较常规选相方案有明显的改善,可以完全克服阻抗法故障识别在振荡中选相的失配问题,并且该方案原理简单,动作可靠,具有很高的工程应用价值。