就地化分布式变压器保护方案研究

提出了一种适合就地化变压器保护的有主分布式环形网络及其同步方案,按断路器配置保护子机,变压器本体子机兼作保护主机,直接采用常规采样、常规跳闸模式,对外连接全部采用预制的航空插头。主变本体子机利用IEEE 1588网络对时协议实现各侧子机模拟量的同步采集,各侧子机采样数据发送到主变本体子机,由主变本体子机完成全部保护及MMS通信等功能。保护动作后,主变本体子机发出GOOSE跳闸命令,各侧子机收到GOOSE命令后跳开本侧开关。此方案可以使110 k V及以上电压等级变电站所有保护装置满足就地化安装的要求,取消保护小室,减少新建变电站占地面积。

1000kV特高压调压补偿变压器保护方案

对1 000kV特高压调压补偿变压器的结构和调压实现原理进行了分析,提出了一套调压补偿变压器保护配置方案;对1 000kV特高压调压变压器现场误动波形数据进行分析与研究,调压变压器保护涌流不仅二次谐波含量小于经验值,涌流间断角特征也不明显,导致差动保护误动。基于1 000kV特高压调压变压器的涌流特性,提出一种混合涌流识别方案。通过实时数字仿真系统(RTDS),验证了混合涌流识别方案适合调压补偿变压器保护配置方案。

基于VLD开发的超高压微机母线保护

概要介绍了新一代保护开发工具——可视化逻辑设计VLD(Visual Logic Design)软件。VLD软件是一种逻辑设计可视化、模块化的保护开发软件,它通过调用库函数、公用元件等封装模块代替手写程序代码,与传统的手写代码的开发模式相比,VLD实现了用画逻辑图方式设计程序,因此操作简单、修改容易且执行效率高。介绍了基于该软件开发的超高压微机母线保护装置WMH-800A,分别从超高压母线保护的差动保护、母联保护、运行方式识别等方面详述了保护的构成原理及VLD实现方法。VLD程序设计中条件工作区在母线保护设计中的大量使用,使得程序的执行效率提高。

智能变电站保护整组动作时延优化技术研究

相比常规变电站,智能变电站增加了合并单元和智能终端设备,保护整组动作时间有所延长,给电网安全稳定运行带来了不利的影响。分析了智能变电站的体系结构,对造成保护动作时间延长的各个关键环节进行了研究,提出了合并单元、智能终端及保护装置时延优化方案,通过动模实验验证了时延优化效果。优化二次设备的动作时延,可以提高智能变电站保护整组动作时间,保障电力系统安全稳定运行,为后续智能变电站的建设和方案设计提供切实的技术支撑。

变压器多侧励磁涌流产生机理及对差动快速动作区影响研究

多侧励磁涌流特征类似区内故障,容易造成变压器差动保护快速动作区误动作。研究了两种多侧励磁涌流产生的机理并分析了其对不同类型差动保护快速动作区的影响。第一,变压器高压侧空投致铁芯饱和时高压侧和低压绕组中均产生励磁涌流的机理及其对分相差快速动作区的影响;第二,自耦变区外故障切除致铁心饱和时高、中压侧及低压绕组均出现励磁涌流的机理及其对纵差快速动作区的影响。基于对两种励磁涌流产生机理及特征的分析,提出分相差不宜配置快速动作区,而纵差快速动作区判据也应采取防误措施,并提出了具体防误方案。经多次实验验证,该方案可有效防止纵差快速动作区误动作。

变压器区外故障CT饱和对主变保护的影响分析

近年来,现场出现了多起主变差流速断保护误动的事件。主变差流速断保护作为差动保护的一个辅助保护,要求在变压器内部发生严重故障时能快速动作切除故障,因此保护通常不增设任何闭锁条件,只要差流大于保护定值就会动作跳闸。通过对现场的几起事故进行分析,区外故障时CT饱和是造成主变差流速断保护误动的直接原因。在分析了P级电流互感器容易饱和的原因后,根据不同的故障类型对差流速断保护动作判据进行了改进,这种改进方案在微机保护中非常容易实现。试验结果表明,改进方案能明显提高区外故障时差流速断保护的抗CT饱和能力,也不会降低区内故障灵敏度。

基于自适应采样算法及数据处理的过程层设备时延优化设计

智能变电站与传统变电站相比,二次保护系统中增加了过程层设备合并单元及智能终端,引起了保护设备动作时间变慢。提出将合并单元的单一插值采样算法改为同步采样算法与插值算法相结合,基于同步状态自适应调整采样算法,减小了合并单元内部采样数据的处理时延。针对智能终端的CPU插件进行了改进,由FPGA完成GOOSE组播过滤、网络风暴功能,CPU负责处理GOOSE的接收与发送,同时采用MOSFET光电耦合继电器作为启动继电器,通过优化设计减少了智能终端的出口时间。基于上述设计,研制了新型过程层装置,并对比开展了动模仿真及静模仿真验证。仿真试验结果表明,新研制的过程层装置配合线路保护装置的整体动作时间相比优化前减少3 ms,能够满足GB/T-14285标准对继电保护装置整组动作时间的要求。

1000kV特高压变压器保护方案

1 000 k V变压器由于电压等级高、容量大,其主接线方式和调压方式与500 k V变压器存在显著差异,因此特高压变压器的保护配置与传统变压器保护配置存在不同。在分析特高压变压器一次结构的基础上,提出了适合特高压变压器的保护配置方案。为了解决主变压器空投时调压变压器差动电流中二次谐波含量低可能造成差动保护误动的问题,对调压变压器和补偿变压器差动保护的励磁涌流识别方案进行了改进。通过动模试验和现场运行检验,证明了特高压变压器保护配置和励磁涌流改进方案的正确性和有效性。

应用于空心线圈电子式互感器的双环数字积分器设计

目前空心线圈电子式互感器多采用硬件积分器,受硬件元器件输出误差及系统扰动影响,硬件积分器在特定情况下存在失真问题。文中提出了一种数字积分器设计方案,该方案采用两个修正环节来调节积分器输出的直流分量:AD采样输出正向调理环节和积分器输出反馈调理环节。AD采样输出正向调理环节主要用于消除电子元器件输出直流偏移;积分器输出反馈调理环节用于调节最终输出的直流分量,其中包含了前端残余直流分量和数据精度误差经长时间累积产生的直流分量。为防止系统扰动时对一次直流分量误修正,对信号调理限定条件进行了分析。通过实验验证,表明该数字积分器对正常电流及各种扰动电流均能够精确跟踪,保证了电流数据的测量精度。

特高压串补保护控制装置的研制

特高压串补一次系统设备昂贵,结构复杂,故障类型多,其保护控制装置与传统的继电保护装置在硬件及软件需求上存在很大差异。为反映MOV及间隙放电等瞬变电流,串补保护控制系统对实时性要求非常高。在分析串补系统基本故障类型及对保护控制装置需求的基础上,提出了串补保护控制系统硬件及软件方案。硬件采用模块化设计,模拟量输入与处理、保护逻辑运算、通信及人机接口等硬件模块根据功能及性能需求独立设计,以达到最高效率及最好稳定性。软件分层分模块设计,底层软件由专业团队设计,复杂的应用层软件采用可视化编程环境实现,将各保护功能及算法模块化、可视化,降低了编程出错几率,提高了软件运行的稳定性。通过型式实验及数模仿真实验验证,所研制串补保护控制装置动作行为及性能符合相关行业标准要求。