基于控保信号序列化和力引导算法的高压直流故障智能诊断可视化技术研究

针对高压直流输电系统故障信号繁多分散难以直观查看故障过程、关键信息,以及录波波形不标注关键变化时刻、不能显示波形文件外重要保护事件的问题,提出了基于状态分组的控保信号序列化技术和基于力引导算法的波形事件标签智能加载技术。首先,利用基于状态分组的直流控保信号序列化技术提取最重要的直流控保信号,根据信号变化确定系统状态,按系统状态对信号分组并概括描述,将高压直流故障过程中一、二次设备变化情况以可视化的动作时序图形式展示。同时,利用基于力引导算法的波形事件标签智能加载技术对开关量变位及保护事件信息展示为图形化标签,并在相关波形通道曲线上基于时间轴同步标示的方法,将基于录波和相关事件的故障分析过程可视化简明展示。最后,在国调中心、浙江省调、江苏省调和南网总调等实际工程现场推广应用,结果表明所提技术方案可方便调度运行和保护专业人员快速了解故障情况,提升高压直流故障处理效率。

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。

灭磁时间对发电机—变压器组保护影响的分析与对策

发电机在灭磁过程中定子仍有电压,维持故障电流。如果灭磁时间长,将影响发电机—变压器组保护的动作可靠性。2起实际案例表明,灭磁速度慢会导致发电机—变压器组保护的动作元件不能及时返回。为消除灭磁过程的影响,分析了发电机—变压器组后备保护、断路器失灵启动保护、断口闪络保护的动作逻辑,有针对性地提出了对策。

一种保护失效检测和动作判别特性匹配度评估方法

电压、电流二次回路异常将导致保护测量失真,影响保护的动作性能。微机保护具备较强的失效检测能力,但失效检测和动作判别特性失配仍将导致保护误动。为提高保护的容错能力,提出一种保护失效检测和动作判别特性匹配度评估方法,在保护动作特性平面引入检测闭锁区、异常测量区和保护动作区,利用Venn图分析三者关系对保护性能的影响。结果表明,检测闭锁区必须包含异常测量区和保护动作区的交集才能消除失效检测盲区,防止保护误动。实际案例验证了该评估方法的有效性。

电压回路中性线对零序方向保护的影响分析和防范措施

通过一起高频零序方向保护误动事故,介绍了交流电压回路异常的排查方法,重点分析了交流电压中性线松动对零序方向保护动作行为的影响,并根据零序电压出现三次谐波的特点提出了设置电压回路异常告警的防范措施。

智能变电站继电保护在线测试方案研究

为提高智能变电站继电保护的智能化水平,针对继电保护测试,提出一种在线测试方案。该测试方案通过在运行的变电站网络上增加测试主机,利用已有的MU和智能终端完成继电保护的功能测试过程。测试主机具备基本测试、仿真分析和录波回放等多种功能。测试主机生成测试数据,下发到MU和智能终端,由主机触发完成自动测试过程,同时判断继电保护动作逻辑的正确性。进而研究继电保护在线测试的安全性措施,包括装置功能软压板设置、检修状态设置等。实验室系统验证了方案的可行性。

一起特殊跨线引起故障线路保护动作的分析

针对某220kV线路发生的一起特殊跨线故障,利用等效电流和序分量法,求解线路故障时的电气量,分析故障时线路保护的动作行为。分析结果与录波数据和动作报告完全吻合,表明在跨线故障时传统的线路保护存在误选相和保护拒动的可能性。根据不同原理保护在跨线故障时的行为,提出同杆并架线路的保护配置方案。

互感引起的零序方向保护误动分析与对策

粜220kV线路高频零序方向保护在区外故障时误动，保护动作前的电压波形存在明显畸变。通过对电瓜波形进行谐波分析，发现电容式电压互感器（CVT）暂态特性持续时间比较短，一般在5～10ms．而零厅办向保护动作m口在20ms以后，从而排除了CVT暂态特性不良引起零序方向保护误动的可能性。同时小槲线路心侧岑序电压、零序电流及零序阻抗，计算出线路上存在感应电压．从而确认相邻线路互感是导致零序方向保护误判的原因，并有针对性地提出负序电流开放零序方向保护的改进措施。

防范交流失压引起距离Ⅲ段保护误动的措施探讨

距离III段保护作为本线和相邻线路的后备保护,动作区往往采用阻抗偏移特性。由于保护在启动后退出PT断线判别功能,非故障线路距离III段保护在区外故障伴随交流失压时容易误动,严重时会引发变电站母线全停。为防止距离Ⅲ段保护误动,从电压回路和动作特性两个方面提出防范对策:1)公共电压的直流电源、重动回路及切换回路均按双重化设计,从源头上避免交流失压;2)根据电流值有条件开放阻抗偏移特性,提高距离III段保护的容错能力。

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。

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。

基于故障信息的风机并网系统暂态稳定分析方法

随着新能源的不断发展,大规模双馈风电机组接入电力系统对电网的暂态稳定性带来了较大影响。为此,提出了一种基于故障信息的风机并网系统暂态稳定分析方法,将继电保护装置提供的故障信息融合到暂态稳定判断中。首先,分析故障后双馈风电场的对外特性以及负序、零序阻抗模型;然后,推导包含故障信息的系统导纳收缩矩阵;在此基础上,利用扩展等面积定则提出一种暂态稳定裕度指标,作为系统是否发生暂态失稳的判断依据。最后,通过对含双馈风电场的3机9节点系统进行仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。

霍尼韦尔TPS-3000系统介绍及其应用

介绍霍尼韦尔TPS-3000系统特点、系统结构,着重介绍在化工生产中的应用。

海上风电高抗匝间保护误动分析及对策建议

针对现场频发的海上风电输电海缆高压并联电抗器(以下简称“高抗”)匝间保护在常规分、合闸操作过程中的误动问题,开展了误动场景分析并提出相应对策建议。首先,对比不同厂家的匝间保护原理并解析不同操作场景下的误动过程。接着,总结出合闸时因铁心饱和产生零序源而被误判为内部故障及谐振期间电流幅值增大导致测量阻抗减小是保护误动的原因。然后,通过仿真复现了现场操作场景下的录波波形,验证了理论分析的正确性。最后,提出增加零序涌流谐波闭锁判据、增加谐振频率识别判据、操作时高抗侧开关先合后分等防误动措施。

基于虚拟等效电感的特高压调压变压器励磁涌流判别算法

针对1 000 k V特高压试验示范工程现场调试过程中特高压调压变压器差动保护的典型误动案例,分析了现阶段采用的二次谐波分相闭锁判据在识别调压变压器励磁涌流时存在的局限性。为解决实际工程中无法直接测量调压变压器一次绕组端口电压问题,基于特高压变压器的本体结构特点设计一种获取调压变压器一次绕组端口电压的方法,同时提出一种基于虚拟等效电感分布特性识别调压变压器励磁涌流的判别算法。基于数字仿真对比分析了二次谐波分相闭锁判据和波形对称制动原理应用于调压变压器差动保护存在的不足,而基于虚拟等效电感分布特性的算法识别特征明显,能够可靠灵敏地识别励磁涌流和内部匝间短路,有效地解决了传统判据在调压变压器差动保护中存在的误动和拒动问题。

智能变电站MMS网络通讯中断问题探讨

在智能变电站中,MMS网络作为站控层设备与间隔层设备的通讯枢纽,其网络通讯的稳定性、可靠性直接影响变电站一二次设备的监视与控制。文章以浙江电网500 k V智能变电站白鹿变的MMS网络通讯故障为例进行分析,总结了各种智能变电站MMS网络通讯故障及处理方法,为智能变电站MMS网络通讯中断故障处理提供了参考。

基于视电阻率数据的电网地磁感应电流计算方法

快速准确地计算地磁感应电流是利用电网调度预防地磁扰动(GMD)灾害的基础。基于大地电性结构模型利用有限元计算GMD地电场的方法,具有工作量大、耗时长的缺点,不能满足调度防灾的需求。提出对输电线路进行微元化处理,利用变异函数和滑动加权平均进行视电阻率估计,结合地磁台地磁场实测数据直接计算微元GMD地电场。仿真实验结果表明,与建立大范围大地电导率模型并采用有限元计算的方法相比,利用视电阻率计算GMD地电场的方法省略了复杂的大地建模过程,提高了计算精度,缩短了运算时间,可为电网调度防治GMD灾害提供基础算法。

断口闪络保护的设计与工程应用

通过对大型发电机-变压器组在进行同步并列或退出运行过程中发生断路器断口闪络的机理进行分析,阐述了装设断口闪络保护的必要性,并对双母线和3/2断路器接线的断口闪络保护逻辑进行了详细描述,提出了闪络保护的合理设计方案。针对长期以来断口闪络保护存在的多种不同观点进行了分析,提出了断口闪络保护作用于灭磁的同时不必切换厂用电,得出采用隔离刀闸辅助触点作为断口闪络保护辅助判据方案不可取。此外,针对断口闪络保护在工程应用中与失灵保护的接口问题提出了详细的实施方案,给出了断口闪络保护的整定计算原则。

500 kV变电站智能化改造关键技术研究及应用

以浙江电网500 kV王店变电站智能化改造为例,阐述了常规运行传统变电站过程层和站控层智能化改造的关键技术研究及应用,包括项目改造规划、改造技术原则、过程层二次改造模式、新老直流系统过渡割接方案、新老监控系统过渡接口方案、220 kV母差改造技术等核心问题。提出了基于"虚拟测控"的站控层监控系统改造技术和基于"屏位腾挪"的全站过程层设备新屏新位式改造设计,建立了"二充一蓄"直流系统供电方式实现老蓄电池组平稳移位,并通过"两轮停电"完成母差双重化和国产化改造。500 kV王店变电站智能化改造项目实施和运行经验证明了所述关键技术的有效性。

35kV集合式电容器保护动作原因分析及整改措施

随着集合式电容器的大量使用,集合式电容器故障也逐渐增多。本文针对一起集合式电容器差压保护误动案例,通过一次设备检查、定值计算和差压计算等3个方面进行详细的分析,发现该类型集合式电容器存在差压保护灵敏度不足问题。最后通过采取对电容器保护方式改造、提高保护定值裕度、降低保护误动等措施降低集合式电容器因差压保护灵敏度不足问题而引起的故障。