基于220 kV双母线接线方式的充电方式分析

结合内蒙古电网主网500 kV变电站的220 kV系统部分,探讨220 kV系统母线结构及常见死区故障,依靠母差保护、失灵保护将故障消除。重点分析因基建、生产等工程,设备投运前需进行充电。探讨2种充电方式的特点,提出对于新设备充电,选择基于保护装置充电至死区逻辑的充电方式,减少切除范围,避免隐患发生,保证电网稳定可靠运行。

煤矿井下供电系统漏电保护配置问题及对策

在煤矿生产过程中,煤矿供电系统的漏电保护中的误动、拒动事件屡有发生,导致开关跳闸、无法送电的情况,对煤矿正常生产造成严重影响。针对长期困扰煤矿安全生产的煤矿漏电保护问题,从煤矿井下供电系统漏电保护的原理和特点出发,分析漏电保护使用过程存在的问题,归纳出误动、拒动的原因,提出了减少煤矿井下供电系统漏电保护误动作的措施,主要包括避免系统中同时存在两套附加直流漏电保护方式,提高选择性漏电保护检测元件灵敏度,系统按照总馈、分馈两级布置确保至少附加直流漏电保护可靠动作等。通过总结漏电保护使用过程存在的问题,找到误动、拒动的原因,并进行合理化的改进,对提高煤矿供电系统可靠性和安全性具有重要意义。

计及输电线路开断时间的连锁故障快速阻断控制策略

从缩短控制时间的角度出发,基于过载主导型连锁故障的传播机理,建立一种兼顾经济性和快速性的连锁故障阻断控制方法。首先,利用线路过负荷保护模型量化线路开断时间,以开断时间最小的线路作为下一环节故障线路进行开断。基于此,考虑继电保护隐性故障构建连锁故障传播路径预测方法。然后,建立控制成本和阻断时间最小化的阻断控制模型,并定义故障环节风险重要度指标以选取阻断控制策略的最佳投入位置。最后,以IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统为算例进行仿真,结果表明所提模型可以在兼顾经济性的同时保证阻断控制策略实施的快速性,有效阻止故障蔓延,减少电网负荷损失。

继电保护隐藏故障造成输电线路连锁跳闸的概率模型

继电保护隐藏故障是造成输电线路连锁跳闸的主要原因。通过分析继电保护装置隐藏故障的动作机理,定义了隐藏故障的风险区域,并利用保护装置隐藏故障概率和风险区域故障概率的计算,建立了输电线路连锁跳闸的概率模型。该模型计入了多条输电线路具有不同故障概率对触发继电保护装置隐藏故障的影响,可以评估继电保护系统因隐藏故障造成连锁误切线路的概率。最后,利用实际数据进行的算例分析验证了模型的合理性,计算结果对电力系统可靠性分析及连锁故障风险评估具有参考价值。

特高压交流输电线路绕击耐雷性能仿真分析

准确评估特高压(UHV)线路绕击耐雷性能,对线路设计及施工具有重要参考价值。为此,引入了基于先导发展法的,可精确反映任意剖分区域导、地线弧垂及与大地实际相对高度的特高压输电线路雷电绕击3维剖分模型。为进一步验证该模型的实际应用价值,分析了我国晋东南—荆门1 000kV特高压交流示范线路绕击耐雷性能,及绕击跳闸率随保护角、地面倾角的变化规律。分析结果表明:ZMP2型猫头塔最大绕击跳闸率为0.057 5次/(100km.a),ZBS2型酒杯塔最大绕击跳闸率为0.032 2次/(100km.a),两型杆塔的绕击跳闸率均满足设计要求,工程中可通过适当控制导、地线的弧垂来降低线路的绕击概率;山坡外侧导线更易遭受雷击,线路绕击跳闸率随线路保护角及地面倾角增大而大幅度上升;大电流绕击发生在距线路较远处。

输电线路走廊雷电流幅值分布统计方法

雷电参数沿线路呈现显著的差异性,单一的雷电流幅值累积概率分布公式不足以准确反映长线路走廊的实际情况。为进一步提高线路耐雷性能分析的精细化程度,提出一种精细化雷电流幅值累积概率分布统计方法。该方法在"网格法"基础上,根据网格雷电地闪次数逐步合并网格形成不同统计区段,分别统计拟合得出各区段内的雷电流幅值累积概率分布公式。研究结果显示以地闪2 000次为阀值划分统计区段较合理。采用分区段的雷电流幅值分布公式和全线路单一的分布公式相比较,两者造成110 kV杆塔反击跳闸率的差异达–0.093~0.181次/(100 km·a),而220 kV和500 kV杆塔的反击跳闸率差异较小;对500 kV杆塔的绕击跳闸率,在地面倾角不足10°时影响可忽略不计,在地面倾角为30°时差异达–13.2%~6.2%。

交直流互联系统对距离保护动作特性的影响分析及对策

交直流互联系统换相失败时引起的电磁暂态过程与纯交流环境时不同,从而对交流工频量的距离保护的动作行为产生影响。通过引入象限的概念,分析了换相失败期间逆变器交流侧等值工频电流的暂态特性,然后详细研究了考虑零序补偿电流下换相失败对距离保护的具体影响,分析结果表明,换相失败对距离保护的影响主要与故障位置以及过渡电阻的大小有关;并提出了基于零序方向元件及基于测量电抗变化的"纵续"动作的解决措施。大量的PSCAD/EMTDC仿真结果验证了结论的正确性。

关键后备保护过负荷闭锁方案研究

针对电网中关键位置后备保护过负荷跳闸易于引发连锁事故的情况,提出了一种适于在保护安装处实施的过负荷跳闸闭锁方案。根据主、后备保护配合原则,当区内故障导致后备保护动作时,必然有故障两侧的主保护或断路器动作信息,后备保护应开放;反之,若后备保护未收到任一主保护、断路器动作信息,则可判定过电流是过负荷造成的,应在线路热稳定极限前可靠闭锁后备保护。据此,文章提出了一种关键后备保护过负荷闭锁方案,详细给出了后备保护过负荷闭锁实现判据、信息搜索方法及程序流程,并进一步分析了提出方案在信息缺失、相邻变电站直流消失等情况下的动作行为。方案原理简单可靠,所需信息量少,在实际电网中具有可行性。

一起500kV开关误跳闸事故分析

断路器失灵保护作为断路器拒动的后备保护,提高了系统运行的可靠性,但是由于失灵保护涉及到联跳其他设备,其误动会给系统带来极大的威胁。分析了一起由于二次人员误接线引起的500kV开关跳闸事故。500kV变电站内二次保护复杂,联跳回路众多,技改施工时极易影响到其它运行设备。本次事故虽然是由于二次人员误接线导致,但分析其跳闸过程可以为今后施工过程中的注意事项提供一些合理的建议。

山区输电线路绕击暴露弧计算与分析

对山区同塔双回线路的耐雷性能进行研究,改进基于电气几何模型的山区输电线路绕击率算法,通过引入新判据Rx计算暴露距离,对比Rx与雷电对地击距Rg大小,讨论不同雷电流对应下的暴露距离计算方法,并对典型山区同塔双回线路绕击率进行计算,得出保护角最大的相导线并不是最可能发生绕击的,绕击率的大小与导线高度、保护角、地面倾角有关。通过分析各相线路的暴露距离与雷电流关系,解释某相线路发生绕击的现象。研究结果对同塔双回线路的防雷设计具有一定借鉴意义。

武南变最后断路器保护装置内部逻辑分析及优化

武南变最后断路器保护的设计原则是:当政平至武南2条线路的武南侧4个开关全部跳开时,政平换流站需要尽快关阀,停止向武南输送功率。根据该设计原则对最后断路器动作逻辑分2个部分进行详细分析:2个开关处于分位,另外2个开关同时跳开的动作逻辑;3个开关处于分位,第4个开关跳开的动作逻辑。在分析的基础上,对最后断路器动作逻辑进行优化,提出直接将开关保护动作接点引入最后断路器保护的方案,从而使得外部回路更为简单,动作时间更为迅速。

输电线路高频保护通道延时的行波特性分析

高频保护传统分析方法仅考虑高频信号在通道中的延时效应,没有分析电气量的行波延时效应。该文指出传统方法的不足,分析电力系统故障后电气量和高频信号的行波特性,综合考虑自故障发生到线路两侧高频保护完成故障判断,故障电气量和高频信号在各环节中的延时效应,以及最终产生的高频信号的时间差或相位差,并分析了通道延时效应对高频保护动作特性的影响。通过分析认为:为了避免外部故障时出现误动作,方向高频保护应考虑2倍线路长度的通道延时效应,相差高频保护闭锁角整定应考虑2倍线路长度的通道相位滞后效应;线路内部发生短路故障时,相差高频保护容易发生两侧保护相继动作;在线路长度较大,相差高频保护有发生两侧保护都进入闭锁区而拒动的可能。

川藏联网工程500kV高海拔输电线路的耐雷水平

川藏联网工程是联结四川电网和西藏电网的重要民生工程,工程500 kV输电线路分为乡城—巴塘和巴塘—昌都这2个部分。线路经过地区年平均雷电日高达70 d,属于多雷区;沿线地形中高山大岭和峻岭约占80%;最高海拔高度达5 000 m;线路耐雷水平亟待研究。为此,对川藏联网工程沿线电网近几年的雷击跳闸情况进行了统计分析,对乡城—巴塘和巴塘—昌都500 kV输电线路的雷电性能进行了研究,给出了线路雷电绕击计算方法和反击计算方法,对线路雷击跳闸率进行了加权计算。计算结果表明,乡城—巴塘和巴塘—昌都这2段线路折算至40雷电日时的雷击跳闸率分别为0.24次/(100 km·a)和0.17次/(100 km·a),均大于500 kV输电线路0.14次/(100km·a)的控制要求值。鉴于川藏联网工程的重要性,为增大线路防雷的安全裕度,需要增设一些线路防雷措施。如在易击塔和易击相上加装线路避雷器,乡城—巴塘线路段的雷击跳闸率可由0.24次/(100 km·a)降低至0.13次/(100km·a),巴塘—昌都线路段的雷击跳闸率由0.17次/(100 km·a)降低至0.11次/(100 km·a),均可满足要求。研究结果可为川藏联网工程高海拔输电线路的设计和建设提供指导,对后续高海拔输电线路耐雷水平的提高具有重要意义。

计及保护和断路器动作不确定性的隐性故障检测模型

有关研究表明75%的大停电事故都和继电保护装置的隐性故障有关,防止继电保护系统隐性故障的有效途径是建立隐性故障的监视和控制系统。同时,继电保护信息系统和广域测量系统的快速发展为继电保护隐性故障的检测提供了可用信息源。参考故障诊断构建解析模型的方法,将故障位置、保护启动、保护动作、断路器跳闸、保护返回以及重合闸等信号表示成逻辑变量,根据保护配置以及断路器动作规则以逻辑方程组的形式建立保护信号解析模型。然后,根据继电保护信息系统和广域测量系统所采集的相关信息,利用离散粒子群算法对该模型进行求解。同时,针对保护和断路器动作不确定性所造成得模型多解问题,建立相应的解集评价指标,以确定最符合实际情况的解。最后,将求解所得各信号期望状态与实际状态进行对比,以检测各保护装置是否存在隐性故障。算例表明,该方法可有效检测出存在隐性故障的保护装置。

防止风电机组连锁脱网事故的动态无功备用需求分析

对风电机组连锁脱网事故的调查表明,双馈风电机组触发Crowbar保护进入低电压穿越区需要从电网吸取大量的无功,造成风电场电压进一步恶化。文章对大型风电场的无功需求和运行状况进行深入分析,推导出大型风电场的临界运行电压和无功备用容量计算公式,为风电场无功电压协调控制提供理论支撑。采用酒泉风电基地的实际算例进行了仿真分析,结果表明,风电场机组处于鼠笼异步运行状态时需要从电网吸收大量无功,同时风电场周边场站电压下降明显;而当动态无功备用容量达到临界动态无功备用容量及以上时,则能有效地改善风电场相关站点的电压分布。

核电厂发电机出口断路器失灵保护设计

核电厂发电机机端与升压变压器之间都装设发电机出口断路器,而且装设了发电机出口断路器失灵保护。文中分析核电厂发电机所配置的保护及其定值,发现发电机出口断路器失灵保护设计存在问题:某些启动跳发电机出口断路器、灭磁、关闭主汽门的电气保护,因电流判据不满足而不能直接有效地启动发电机出口断路器失灵保护;汽轮发电机组在程序跳闸过程中,发电机出口断路器发生故障而不能跳开,也不能启动发电机出口断路器失灵保护。对上述问题所造成的危害,文中提出核电厂发电机出口断路器失灵保护设计的改进措施,完善了核电厂发电机出口断路器失灵保护设计。

±800kV云广特高压直流线路雷电防护特性

雷击是造成输电线路闪络的主要原因之一。为了解决±800kV云广特高压直流线路的雷电防护问题,通过分析该线路的参数和调研线路沿线的雷电活动特点,以先导发展法为基础建立特高压线路雷击计算方法,对线路的反击和绕击防雷性能进行分析。首先调研了沿线各区域的雷电活动情况,给出了各区域境内的雷电日取值。然后,对云广特高压直流线路的雷击闪络特性进行了分析,给出了不同地形条件下地面倾角、绝缘强度、跨谷深度对雷击绕击特性的影响,以及杆塔高度、接地电阻等对雷击反击特性的影响。考虑地形对雷击故障的影响,通过地形加权和分段分析的方法求得线路各段的雷击闪络率。最后,就降低接地电阻、减小保护角等防雷措施进行了研究。

汽轮发电机组应用“程序跳闸”的探讨

在简述“程序跳闸”方式利弊的基础上,从汽轮发电机组调速系统和保护系统的可靠性、机组运行的经济性及启动失灵的可能性等方面综合分析“程序跳闸”方式在汽轮发电机组上的应用,建议应慎重选择“程序跳闸”方式。

电缆故障导致变电站多条出线跳闸原因分析

文中分析某220 kV变电站近区110 kV电缆终端运行中击穿接地故障和变电站3条220 kV出线跳闸事故,指出电缆终端应力锥在安装过程中损伤了主绝缘,绝缘材料在长期局部放电作用下发生劣化是发生击穿的原因。电缆故障后,因蓄电池组存在开路导致直流Ⅰ段母线失压,从而导致线路跳闸。最后针对跳闸原因提出了解决措施和建议。

江苏电网220kV及以上输电线路雷击跳闸分析

雷击是输电线路跳闸的重要原因。文中分析了2013年江苏电网220 kV及以上输电线路雷击故障特征及对策,对频繁跳闸的500 kV泰斗5293线故障杆塔进行了防雷性能计算,结合地形和雷电活动特点分析了该线路过长江段杆塔易遭雷击的原因,并提出防雷改造措施建议。