海上风电交流送出线路继电保护优化设计

针对海上风电运行环境恶劣、平台面积资源有限以及电缆线路电容电流显著等问题,提出一种适用于海上风电送出线路的高压线路保护与电抗器保护一体化设计的新方案。首先,将输电线路和电抗器视为一个电气设备,设计了集成优化整体方案,避免了传统的电抗器支路电流的迭代计算。然后,对比研究了传统差动和行波差动对电缆线路电容电流的补偿效果,提出了线路保护优化处理技术。通过引入更为适合的线路零序电流作为电抗器零序差动的制动电流,提出了电抗器保护功能优化策略。最后,仿真实验验证了所提的优化处理技术能够提高海缆线路差动保护和电抗器零序差动保护的灵敏性和可靠性。

基于主动探测原理的直流配电线路短路故障测距

为克服对端系统助增作用的影响,实现直流配电线路短路故障的准确测距,提出一种主动探测式的故障测距原理。故障发生后,设计限流策略限制短路电流,进而切换至主动探测控制策略下,向直流线路注入特征频率探测信号。根据特征频率下故障等效电路的激励与响应特性,构建故障测距方程,实现了基于故障分析法的单端量故障测距。基于PSCAD电磁暂态仿真软件搭建了对应模型,仿真验证了不同故障位置和故障过渡电阻情况下测距原理的性能,采用特征频率探测信号构建测距方程,克服了对端电源助增作用的影响,测距结果的相对误差在0.5%以内。

距离保护在双馈风电机组接入系统的应用分析

新能源的大规模接入对系统内传统继电保护的影响已经显现,部分地区继电保护在近区故障时灵敏性与可靠性下降。聚焦距离保护在双馈风电机组接入系统中的应用,对跟随型逆变器的双馈风电机组的故障特性进行分析。在假设风电机组电动势不变的情况下,通过叠加原理计算系统等值阻抗,并将电压相位突变转化为系统等值阻抗变化问题,进而分析正序电压极化阻抗继电器的行为。分别针对联络线上风电场侧和系统侧的阻抗继电器展开研究,结果表明,故障时双馈风电机组系统的等效阻抗变化会导致阻抗圆灵敏角偏移,从而使得风电场侧距离保护在正向故障时可能出现区外误动区内拒动的情况,系统侧距离保护在反向故障时可能存在误动的风险。此外,联络线上发生故障,系统等值阻抗的变化还可能导致无故障相邻线路的误动。最后,参照现场接线图搭建仿真模型,对风电场侧、系统侧和负荷侧的快速距离保护进行验证,试验结果与之前的分析结论一致。

基于双向环网的变压器保护就地化实现方案

为了实现变压器保护的就地化,提出了一种分布式解决方案,按开关配置就地采集及跳闸的保护子机,子机之间通过高可靠无缝冗余(HSR)双向环形高速网络交互数据,其中高压侧保护子机集成主后备一体化保护功能。在总体实现方案分析的基础上,着重论述了环网通信机制和采样同步机制。理论分析与实测数据表明,相比于现有的集中式变压器保护装置,所提出的分布式变压器保护在可靠性和快速性方面具有一定的优势。

交直流混联系统突变量方向元件适用性研究

交直流混联电网在我国应用越来越广泛,传统继电保护方向元件出现过多次误动现象。针对各种突变量方向元件进行全面分析及仿真验证,并提出一种基于0模的快速方向元件判别方法。交直流混联电网中,由于逆变侧等值交流系统正、负序阻抗不相等且其阻抗角与线路阻抗角相差较大,基于正、负序原理的突变量方向元件将会出现误判,性能无法保证;而对于零序原理的方向元件,由于逆变侧零序网络较为稳定,其性能可靠,能够正确动作。基于0模的快速方向元件判别方法与传统基于傅氏算法的零序方向元件相比,动作速度快,性能更稳定。PSCAD仿真数据验证了分析的正确性。

风电场送出线等传变距离保护

分析了具备低电压穿越(LVRT)能力的双馈式风电场送出线路故障暂态特性。风电送出线路风场侧保护测得的电压与电流主要频率分量不一致,致使传统的依据工频电压、电流相量的距离保护元件动作性能受到严重影响,无法正常工作。基于输电线路时域模型的解微分方程算法不涉及信号的频域信息,可以克服送出线电压、电流主频不同带来的影响,但受高频分量的影响较大。等传变距离保护相较传统的解微分方程算法,增加了低通滤波及故障点电压重构两个环节,显著改善了算法的测距性能。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,线路不同位置处发生不同类型故障时,等传变距离保护算法均可以实现快速、准确测距。

一种基于阻抗特性的发电机低励限制方法

分析了传统发电机低励限制与失磁保护在实际应用中面临的主要问题,提出了一种基于阻抗特性的低励限制方法。该方法直接根据发电机机端的测量阻抗进行低励磁限制,使低励限制和失磁保护的判据处于同一坐标平面。采用该方法后,失磁保护和低励限制在整定计算时无需进行坐标平面的转换,减轻了整定和校核的工作量,有效防止失磁保护失配误动。目前,基于该方法的低励磁控制器已在工程实际中得到成功应用。

传统500kV继电保护智能化改造方案

500kV系统保护按串进行智能化改造,先同步改造开关保护与线路(主变)保护,最后改造500 kV母差保护,可提高改造过程中的供电可靠性、减少运行操作量;通过在边开关智能化保护中同时配置传统开关量输入/输出功能、GOOSE报文传输功能的方法,在过渡过程中采用传统开关量输入/输出功能与传统母差保护配合,母差保护完成智能化改造后启用GOOSE报文传输功能,以保证改造过程中继电保护设备可靠工作。

一起变压器差动保护误动事故的分析和对策

通过变压器空载合闸时差动保护误动事故的分析,对波形对称原理识别励磁涌流的能力作了进一步的分析和研究。研究表明,励磁涌流在间断角较小的情况下,采用分相制动的波形对称原理因波形对称度较好而导致差动保护误动。针对波形对称原理的特征,给出了四个应对策略,综合考虑差动保护的可靠性和安全性,建议波形对称原理采用"三取二"的闭锁方式。

无防护安装就地化保护应用与实践

阐述了国内微机保护的发展历程以及目前继电保护所暴露的一些问题,提出了继电保护的小型化和就地化。具体研究了全站二次系统架构、智能管理单元及就地化操作箱。提出了无防护安装就地化保护的预期目标:通过就地安装减少中间环节提升保护快速性,可靠性和减少干扰;通过即插即用的检修模式缩短保护装置的更换时间,提高检修效率;推动智能站二次系统整体设计方案优化及运维技术和管理的创新,实现变电站安全可靠、运维便捷、节能环保、经济高效。无防护安装就地化保护的基础技术条件已具备,已有就地化线路保护与就地化分布式母线保护经过了实践检验,无防护安装的就地化保护将开启变电站建设、运维的全新模式。

国网公司智能变电站继电保护标准体系研究

针对智能变电站发展过程中继电保护所面临的挑战,国家电网公司制定了一系列技术标准,引领其快速规范发展。从整体设计、工程管理和现场工作三个层面,对相关技术标准进行分类梳理和解读,揭示了标准制定的背景及用途。通过列举远方操作和智能变电站间隔改扩建两个应用实例,来具体阐述技术标准的实际应用。最后,简述了智能变电站继电保护当前存在的问题,并从标准制定和完善的角度对下一步的发展方向进行了初步探索。

500kV变电站智能化改造中母差改造方案研究

由于运行年份较长,500 kV变电站面临二次设备整体老化等问题,常规变电站二次设备的智能化改造势在必行。以金华500 kV双龙变分阶段停电智能化改造为例,详细介绍了采用过渡接口装置解决智能化改造过程中的母差保护改造难点问题,为变电站二次设备智能化改造提供了典型经验和成功案例。

一起母线故障保护动作行为分析

特殊的运行方式下发生的特殊位置的母线故障是对母差保护的真正考验。在母差拒动时 ,不同逻辑的线路保护装置可能导致不同的后果 ,文中就发生的一起母线事故分析其继电保护动作行为 。

基于饱和深度动态相量图的变压器涌流不平衡分析

为阐释高阻抗变压器三相涌流严重不平衡的产生机理,定义了可反映三相涌流不平衡特性的铁心“饱和深度”概念,并结合相量理论提出了基于饱和深度动态相量图的涌流不平衡特性分析方法。基于该方法可直观掌握变压器运行时各相铁心饱和深度随分合闸角度及时间的变化规律,从而快速辨识涌流极限不平衡的边界角度。不同分合闸角度时的数值模拟结果表明不平衡度和零序电流大小趋势基本一致,仿真和录波验证了出现涌流极限不平衡和零序电流峰值的边界角度的一致性。基于高阻抗变压器参数特征及边界角度,阐释了高阻抗变压器因原边零模涌流变大和副边环流变小两方面原因导致三相涌流严重不平衡的现象。

数字化变电站扩建时的不停电接口方案及实施

常规变电站扩建时电缆点对点的联系清晰可见,而数字化变电站中所有智能电子设备的信息交互都呈现为抽象的网络信息流,待投产的设备与其他运行设备接入到同一台交换机,扩建时既要保证试验的完整性和安全性,又要保证供电的可靠性。以芝堰变电站220 kV下涯Ⅰ线间隔扩建为例,介绍了一种不影响供电可靠性和不停用一次设备的扩建接口方案。

发电机、变压器保护配置问题的探讨

文章对在配置变压器、发电机等主设备保护时遇到的问题如发电机的失磁保护、匝间保护、变压器的零序保护、非全相保护、失灵保护进行了分析 ,并提出了改进方案。并对变压器保护、发电机保护组屏提出了要求。

浙江电网220kV及以上交流保护十年运行状况综述

通过分析继电保护装备水平、运行水平和缺陷情况,总结了浙江电网最近十年(2007—2016)在继电保护领域的发展情况。详细阐述了十年间220 k V及以上继电保护装备微机化率、双重化率、国产化率和光纤化率的发展情况,并对新出现的智能变电站辅助设备进行了统计分析,综合展示了装备水平的发展;分析了十年间220 k V及以上主网和发电厂保护的动作情况、一次设备故障情况和保护不正确动作原因;对十年间继电保护的缺陷类型、原因和部位进行了统计分析;最后,针对浙江电网近十年继电保护存在的问题及面临的挑战,提出了今后发展建议。

就地化保护装置全天候安装箱体结构的关键技术研究

对智能变电站的就地化控制保护装置机箱设计的关键性技术,如外观设计、机箱防护等级、防水设计、防振设计、散热设计、底座安装设计等进行逐一说明和讨论,并通过在实际开发过程中的多项相关实验测试进行严格验证,确保机箱的防护和实用功能能够满足智能变电站领域的使用要求。对智能变电站户外设备的机构设计开发具有总结和参考意义。

智能变电站的电磁兼容性测试

浙江省电力公司在110kV大侣智能变电站组织实施了国内首次人工短路试验,该试验不仅验证了非传统互感器和智能保护系统的可靠性,还测试了系统故障情况下站内电磁兼容性。文中从站内工频电磁场变化、二次回路的电磁干扰、通信回路的电磁干扰3个方面分析了当前智能变电站面临的电磁兼容性问题,并有针对性地提出了解决方案。

智能变电站SCD文件可视化研究

智能变电站SCD文件作为全站唯一的系统配置文件,其正确与否、有无变动直接决定了继电保护动作的正确性。重点介绍SCD文件架构内容;提出一种通过提取IED装置的虚拟二次回路连接关系,实现SCD虚拟二次回路的配置描述从分散文本格式到集中图形化展示的转变;在扩建工程中为了保证重新配置后的SCD文件内原有IED装置相关信息没有发生变化,提出不同版本SCD文件差异性比对的原则及方法。