电子式互感器在数字化变电站的应用

电子式互感器和合并单元作为数字化变电站的重要组成部分,与传统互感器相比具有绝缘简单、动态范围宽、抗饱和性能强、占地面积小、实现数据输出等优点。文中介绍了有源和无源电子式互感器的构成,对这2种方式进行了比较,介绍了合并单元的功能及其应用,对工程应用提出了互感器配置和功能应用的实施建议。

750kV系统继电保护研究

分析了750kV系统的分布电容和非周期分量问题,提出多种滤波器结合的滤波方法,线路保护采用较大比率制动系数和浮动制动门坎、变压器保护采用初始带制动的比率制动特性和浮动制动门槛、母线保护采用自适应加权的抗饱和措施;分析了750kV变压器励磁涌流和过励磁的问题,针对励磁涌流提出了Δ→Y变换调整变压器差动各侧的电流相位方法,针对过励磁问题提出了软件计算频率和均方根法计算电压的幅值;分析了电抗器保护匝间短路灵敏度,提出了自适应补偿零序功率方向的方法。最后总结了满足750kV工程要求的保护配置。

电子式互感器在数字化变电站的应用

电子式互感器作为数字化变电站过程层的重要组成部分,与传统互感器相比具有绝缘简单、动态范围宽、抗饱和性能强、占地面积小、实现数据输出等优点。介绍了电子式互感器的分类和构成,以及合并单元的功能及其应用,对电子式互感器在数字化变电站中的实际配置和功能应用的提出了建议。

新一代控制保护系统通用硬件平台设计与应用

为适应IEC 61850和IEEE 1588等新技术在变电站自动化系统中应用的不断发展,必须设计新一代高性能、高可靠性的控制保护系统通用硬件平台。文中总结了控制保护硬件平台发展的过程,分析了目前大多数控制保护装置硬件的内部数据交互方式以及存在的不足,提出了基于分布式多处理器和模块化硬件架构的硬件平台设计,设计了一种分布式总线的通信架构,介绍了CPU模块、DSP模块和I/O模块的功能特点。基于该硬件平台的交直流控制保护系统已成功应用到多个变电站和直流输电工程中。

数字化变电站的保护配置方案和应用

研究了数字化变电站间隔层和过程层的配置,提出了一种110 kV数字化站的保护配置和应用方案,配置了双重化的变压器保护和母差保护等。然后从可靠性、成本等多方面出发,提出了另外一种应用方案,该方案采用了继电保护就地化的思路,包括主变后备保护在高低压侧的就地化,并且单重化配置;取消了完全母差保护,采用了集成到馈线保护等的不完全母差保护。基于IEC61850-9-2采样值传输协议和GOOSE机制的网络化备自投、过负荷联切和10 kV快速简易母线保护已经应用在2种配置方案中。

P类电流互感器饱和原因分析及对策

微机保护被广泛使用后,电流互感器的二次负荷由阻感性变为电阻性,且故障切除时间缩短,使P类电流互感器残留剩磁大大增加,常引起下次故障时,电流差动保护区外误动和距离Ⅰ段延时动作。文中通过实例和理论分析,说明了剩磁和一次电流非周期分量对电流传变的不同影响,建议220kV及以下电压等级线路保护使用PR类电流互感器,以消除剩磁对保护的影响,同时能够保证距离Ⅰ段范围内故障的快速切除。对于PR类电流互感器,在考核互感器饱和对保护的影响时,只需考虑非周期分量引起的暂态饱和,因此依据"故障发生5ms后电流互感器出现暂态饱和"对保护进行考核是合理的。

基于RTDS和实际控制系统的±800kV直流输电系统仿真

电力系统仿真是研究电力系统特征和电力控制技术的主要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性,基于实时数字仿真器RTDS和南瑞继保自主研发制造的世界上首台±800kV直流控制保护样机搭建了±800kV直流输电系统的闭环仿真系统模型。由于能够在任何工况下准确模拟直流输电系统行为的仿真方法只有电磁暂态仿真,所建基于RTDS的仿真模型较之机电暂态仿真模型能够提供更深刻和准确的仿真结果;由于考虑了实际UHVDC控制与保护设备的控制作用,仿真将更能反映实际交直流系统的动态特性和更具备实际工程的参考价值。基于南方电网云广特高压直流输电系统的"孤岛运行"方式参数的仿真分析进行了必要的说明,阐明了所搭建的闭环特高压直流仿真系统可用于研究特高压直流控制保护技术和全面分析特高压直流输电系统的特征。

一种新型模块化多电平换流器

柔性直流输电技术应用于架空线路场合面临的关键问题是如何实现直流线路故障的快速隔离,一般认为采用全桥拓扑的换流器是较好的方案。文中提出一种基于类全桥子模块的新型模块化多电平换流器(SFBSM-MMC),与采用全桥的换流器相比,该新型换流器在同样实现直流线路故障快速隔离的同时,还兼具了经济性。介绍了SFBSM-MMC的拓扑结构、工作模式和直流故障隔离原理,并对其基本控制策略、预充电策略和直流线路故障隔离策略进行了设计,最后通过仿真验证了预充电策略和直流线路故障隔离策略的可行性。仿真结果表明,SFBSM-MMC在快速隔离直流线路故障方面具有优良的性能,适合基于架空线路的柔性直流输电工程应用。

特高压直流输电系统物理动态仿真(英文)

为了满足±800kV特高压直流输电控制保护设备测试及技术研究的需要,南瑞继保公司基于向家坝—上海±800kV特高压直流输电系统电气参数搭建了特高压直流输电系统物理动态模拟仿真模型。该动态模拟系统不仅能够模拟特高压直流输电正常情况下的各种运行工况,还可以模拟换流变压器、换流阀、交直流滤波器、直流线路、交流系统等设备的故障。文中所述的闭环特高压直流输电仿真系统已成功应用于向上±800kV特高压直流输电工程控制保护设备的出厂测试及国内特高压直流输电工程相关的多项关键科研项目,为特高压直流输电系统的建设和运行提供了有力的技术支持。

基于EMTDC的高压直流MACH2系统实时等价仿真

对大规模交直流网络下的高压直流控制保护系统进行参数优化设计,是保证灵活交流输电系统暂态性和稳定性良好的重要手段。目前由于实时仿真技术的网络节点受限、费用高等缺点,使其不适合此规模网络的试验和设计任务。文中基于ABB公司高压直流控制保护系统硬件结构特点和MACH2(modular advanced control for HVDC and SVC)系统运作机理,提出了等价实时离线仿真的实现原理和方法,使离线仿真达到实时仿真的效果;通过与实际工控机运行结果进行比对,验证了其有效性;同时对工程用高压直流控制中的电流控制功能进行了等价实时仿真。仿真结果分析表明,基于所提出的等价实时仿真原理和方法,利用商业通用的离线仿真软件,可高效地进行高压直流控制保护系统优化设计。

2010年国际大电网会议系列报道 电力系统保护与自动化

首先介绍了CIGRE SC B5保护和自动化专业委员会的研究领域、代表、工作组活动、年度会议安排等情况。2010年CIGRE巴黎会议上,B5学术研讨会的主题有2个:未来10年保护、控制和监测技术的发展;可再生能源发电及热电联产对变电站保护和控制装置的影响。B5还和D2(信息系统和通信专业委员会)联合组织了主题为"IEC 61850在电力系统中的实际应用"的研讨会。IEC 61850标准的制定、修订及其实施仍是保护与自动化未来一段时间的热门话题,可再生能源发电、分布式发电给传统的继电保护和控制系统带来了挑战。中国在数字化变电站建设,特别是IEC61850的应用方面已经走在世界的前列。随着IEC 61850 Ed 2.0的发布,在站间通信方面,业界开始考虑将其应用于输电线路纵联保护;而在变电站内部,电子式互感器、合并单元、网络架构的冗余配置开始规范化。保护和控制功能的灵活配置,促进了专业融合和二次功能集成。继电保护产品升级频繁,对其硬件版本、软件版本、配置和参数版本、相应的工具软件版本的管理显得尤为重要。IEC 61850的顺利实施有赖于完备的配置工具软件。

量测数据时差补偿状态估计方法

在互联电网中,控制中心的量测数据来源很多,这些量测数据存在采集时差,当时差超过一定范围时,量测数据不能体现一个完整电网状态,采用常规状态估计方法进行状态估计会产生较大误差,结果无法使用。文中提出一种量测数据时差补偿状态估计方法,对于延时很小的量测数据,使用最新的量测数据参加状态估计,其量测时间作为电网断面时间;对于其他延时的量测数据,根据延时的不同,引入相应的时差补偿因子,利用连续2个数据断面的量测数据变化量和时差补偿因子修正延时量测数据误差,获得完整一致的电网状态估计结果。对IEEE 7节点系统的测试表明,该方法可有效减少计算结果误差,获得更为准确的电网状态估计结果。

分布式继电保护与稳定控制系统通道录波装置

针对基于光纤通道的继电保护与稳定控制系统,开发了分布式通道录波装置,弥补了现有通 信网管系统只能监测通道连接状态不能记录通道通信内容的缺陷。装置采用电气全隔离高阻跨接 方式,跨接在保护装置与脉码调制(PCM)设备之间的通信电缆上,实时监测和分析通道状态及保 护控制装置之间的通信内容,并按指定的过滤条件记录通信报文,从而为事故分析提供准确依据。

电子式电流互感器高压侧电源的研制

阐述了电子式电流互感器高压侧电源的设计原理、控制策略,并进行了整体结构设计。

基于详细控制保护模型的黑河直流系统EMTDC仿真

基于完全自主开发的等价实时仿真平台,对黑河背靠背直流工程现场控制保护功能进行了系统仿真。该系统仿真中控制原理模型与现场工程完全相同,通过50%电流阶跃响应41ms结果表明控制性能满足规范要求;保护原理模型完全采用现场工程逻辑和配置,通过阀丢脉冲故障验证了换相失败保护作为后备保护600ms动作的准确性。该软件系统为黑河直流工程设计和事故分析提供了有效工具。

保护控制装置虚拟运行平台设计与实现

介绍了保护控制装置的个人计算机(person computer,PC)机虚拟运行平台设计架构和关键技术。将装置划分为管理进程、若干实时组件和非实时组件。管理进程读取配置文件,加载各个处理器的实时、非实时组件库,通过虚拟的CAN总线、FIFO通信完成初始化交互。管理进程启动实时线程,按照任务周期设置关系,串行执行实时任务;管理进程启动若干非实时线程,调用非实时组件周期任务,实现和多个调试客户端的并发通信。组件之间通过虚拟数据总线、共享内存交互数据。基于平台化的开发方法,支持装置整机功能的模拟测试,装置配置和程序可在实际装置和虚拟装置中运行,提高了开发效率。

基于ANSOFT的电压互感器电磁特性的研究

建立了基于ANSOFT的电压互感器仿真模型,分析了电压互感器在不同一次电压下的电磁特性。

500kV同杆双回线自适应重合闸方案

500kV同杆双回线在电力系统中具有举足轻重的作用,该项目通过综合两回线信息,将非严重永久故障判据、辅助判据以及按相顺序重合原则完美地结合起来,实现了同杆双回线的自适应重合闸功能,从而最大限度地提高了电力系统的稳定性。目前该项目成套保护装置已通过鉴定,并已推广应用。文章着重介绍了该项目的自适应重合闸的原理及保护配置,并对带并联电抗器的电压判据作了改进。

新一代控制保护系统可视化编程软件设计与实现

电力系统控制保护系统传统上采用直接编写源代码方式进行编程,随着高压直流输电技术的发展,在复杂的高压直流输电控制保护系统开发中,传统的编程方法已经很难满足直流控制保护系统的开发和维护需求。针对这种情况,结合电力系统控制保护系统的特点,提出了使用可视化编程的方式进行应用程序开发,并设计实现了可视化编程工具ACCEL,已应用于哈郑直流输电控制保护等工程的开发和维护。

电压畸变条件下静止无功补偿器同步方法研究

提出一种用于静止无功补偿器(SVC)控制的电压同步方法,即基于序分量的同步坐标轴锁相环(SBSRF-PLL)方法。该方法通过坐标变换,获取了电网三相电压相对于锁相环的角度,故能够完全消除传统同步坐标轴锁相环的锁相误差。在电网电压存在谐波、不平衡、频率变化等畸变情况下,采用SBSRF-PLL方法能够快速、准确地跟踪电压正序分量相位,并具有较强的鲁棒性。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。