DL/T 684—2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》修订探讨

DL/T 684—2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》(以下简称“2012版《导则》”)对提高发电机变压器继电保护装置的正确动作率、保障发电厂电气设备的安全运行发挥了重要作用。然而随着我国发电机组单机容量的增大以及一些新故障情况的出现,2012版《导则》也暴露了一些不适应的问题,需要对其进行修订,以便更好地指导工程实践。为此,分析2012版《导则》存在的问题,并提出具体的修订建议,以解决发电机比率差动保护在和应涌流情况下误动作、经消弧线圈接地的发电机组定子接地保护在系统侧接地故障切除后误动作、误上电保护在同期条件较差时误动作、主变间隙零序电流保护在线路瞬时性单相接地故障重合闸前跳开主变压器等问题。所提建议可为2012版《导则》修订提供参考。

煤矿井下电网选择性漏电保护器设计

基于煤矿井下漏电安全问题,结合国内触电、漏电保护体系建设需求,研究并设计一款煤矿井下电网选择性漏电保护器。设计成功地以零序电流的方向性选择漏电保护原理为理论支撑,以MSP430F149为控制中心,通过对三相电网故障支路的零序电流和零序电压进行测量,经过比较其幅值和相位关系,可准确判断出发生漏电的支路,实现精确的选择性漏电保护功能,对提升煤矿井下漏电安全问题有一定的积极意义。

核电厂大容量电动机启动失败故障原因分析

某核电厂控制棒电源系统电动机在启动过程中多次发生启动失败的重大缺陷。论文以故障现象为出发点,通过对电机上游母线电源供电情况、远程跳闸信号触发情况、MG机组保护继电器动作保护情况、电机本体故障、电机上游控制回路控制电供电情况、漏保继电器故障/误动作、外部电磁干扰等可能原因进行逐项分析,最终定位漏保继电器CT安装位置电缆分布杂乱且存在不同程度的弯折不满足厂家规范要求、电流互感器距离外部电磁干扰信号源较近等导致监测到的零序电流超过整定值的主要原因。文中对故障分析过程进行了详细描述,对电机启动失败的原因及多种处理措施的可行性进行了具体分析,分析思路及处理方法可为后续同类问题提供参考。

零序电流互感器接线对接地故障保护动作的影响

接地故障是新能源电厂常见故障,零序电流保护能有效切除故障,零序电流通过零序电流互感器采集。若因零序电流互感器接线错误,则会导致零序电流采集偏差,影响保护动作。通过接地保护跳闸切入,分析零序电流互感器接线对保护动作的影响,为新能源电厂零序电流互感器安装调试、保护故障分析提供经验。

新能源场站并网联络线纵联零序方向保护的整定研究

提出了新能源并网联络线零序方向纵联保护的整定方法。考虑了新能源场站的各种主变联结组别,包括YNd、YNdd、YNynd接线方式,推导了并网联络线区内与区外接地故障时线路两侧零序测量阻抗表达式。结果表明:并网联络线区内接地故障时,主变采用YNd、YNdd联结组别的新能源场站侧零序测量阻抗与联结组别有关,而主变采用YNynd联结组别的新能源场站侧零序测量阻抗与联结组别和系统运行方式有关。据此给出了新能源并网联络线零序正方向元件和反方向元件最大灵敏角和动作区的整定方法。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,各种故障情况下的零序阻抗角与分析结论一致,零序方向纵联保护能够正确可靠动作。

矿用变频器中的漏电保护技术分析

阐述变频器工作原理和主电路结构,变频器漏电流产生原因,探讨影响漏电流大小的因素,煤矿对漏电保护的要求,分析漏电保护方法有附加直流电源检测、零序电流保护法、零序功率方向法。

基于多暂态特征量聚类的配电网接地故障区段定位方法

谐振接地系统发生单相接地故障时,线路健全区段与故障区段的零序电压电流的伏安特性和零序功率方向存在差异。单相接地故障的影响因素多,且呈现随机性,采用单一接地故障特征量的区段定位方法准确率不高。为此,本文提出一种基于多暂态特征量聚类的接地故障区段免阈值定位方法。首先求取发生故障后线路各区段首半波暂态零序电压导数与暂态零序电流之间的伏安特性特征向量和零序功率特征向量,再对两特征量做归一化处理并融合得到综合特征向量,最后由免阈值设定的模糊C均值聚类算法判别健全区段与故障区段。通过仿真案例验证了所提方法的有效性。

新能源电站非直接接地系统电缆端部单相接地保护方法探讨

新能源电站6~35kV电压等级非直接接地系统中,电缆终端或中间接头受现场制作、安装工艺影响故障多发,其中单相接地故障较为常见。为及时有效地切除电缆端部单相接地故障,本文提出电缆端部单相接地故障零序电流差动保护方法,分析不同接地方式差动特性,并对保护的配置、定值进行描述。该保护方法实现简单,具有一定的实用价值。

基于附加直流电源和零序功率方向型检测原理的低压馈电漏电保护装置设计

本研究首先概述了附加直流电源的漏电保护原理和漏电闭锁电阻值的确定方法,并基于该原理设计了低压馈电漏电保护装置。该装置虽然能满足漏电检测与保护的要求,但是无法精确识别故障所在位置。基于此,本文提出了一种基于零序功率方向型检测原理的漏电保护改进方案,该装置由无源RC滤波电路、带通滤波器、零序电流互感器等组成,具有灵敏度高、选择性好等优点,可精确判断漏电故障的位置,并切断故障所在支路的电源,而不影响其他支路的正常运行。

二次电压回路隐性故障的识别及仿真

通过分析PT二次回路两点接地后发生系统接地故障的故障特征,总结PT二次回路两点接地判别的传统方法。针对该方法的不足,提出改进判据,构建参考零序电压公式,作用于PT二次回路两点接地后发生系统接地故障时,零序方向保护能正确动作,并通过PSCAD仿真验证该结论的正确性。

城市轨道交通中性点不接地供电系统单相接地保护新方案

通过对城市轨道交通中性点不接地供电系统中不同位置发生单相接地故障时的对地电容电流进行分析,提出了对应的保护新方案。文中明确了该保护方案的系统配置、保护定值设置及相应的控制逻辑,并对控制逻辑进行了验证。

110 kV电力线路单相断线故障分析及保护方法研究

当前处理电力线路单相断线故障时,主要依靠电流信号进行故障识别,而电流信号中包含的故障特征不明显,最终导致保护动作时间较长。为此,以110 kV电力线路为研究对象,展开单相断线故障分析,并提出对应的保护方法。运用对称相量法,针对电力线路故障后的电压、电流等多方面数据分别进行分析,获取线路故障特征,再基于此识别单相断线故障。深入分析三相电压的相序关系,并确定故障后的电压相序突变信息,从而判断故障方向。最后,在电力线路中安装自动重合闸,并结合零序电流保护原理快速切除单相断线故障,实现电力线路保护。实验结果表明将所提方法应用在110 kV电力线路中,面对单相断线故障时保护动作时间为0.4 s,满足了故障处理实时性要求。

煤矿掘进工作面供电系统选择性漏电保护的实现

针对煤矿井下掘进工作面供电系统无选择性漏电保护的问题 ,根据实际需要 ,提出了基于附加直流电源和零序电流方向检测的选择性漏电保护方案。在原有保护的基础上 ,设计了零序电压检测电路和中断信号发生器 ,配合我厂生产的分支馈电开关 ,可有效地完成掘进工作面供电系统两级漏电保护功能。

分层式电网区域保护系统的原理和实现

目前在高压电网中广泛使用的主保护是基于高频通道的纵联保护,而后备保护的信息则来源于单端信息的测量。文中分析了纵联保护和传统后备保护存在的问题,并结合变电站铺设光纤的现实条件,提出了一种新型的基于光纤环网通信,实现电气信息共享来进行故障定位的分层式区域保护系统。该系统可与传统的主保护和后备保护协同工作,进一步加强电网的第一道防线。详细介绍了区域保护系统的层次结构以及工作过程,阐述了用于故障定位的零、负序方向元件的原理,以及基于序分量和阻抗的综合选相元件的原理。EMTP仿真了各种故障,特别是区内外复杂故障情况下系统的动作行为,仿真结果证明了此系统的正确性。

PT中性线断线的研究

对PT中性线断线产生的三次谐波电压及基波零序电压进行了理论分析和实验验证,并提出了实用判据。简述了对PT中性线断线研究的现状,从基本的磁滞回线入手,根据励磁电流、磁通、磁势之间的关系,对PT中性线断线时的三次谐波产生的机理进行了理论分析,对由不对称负载造成的零序基波电压进行了理论推导,又通过大量的实验进行验证,提出简单实用的判据,并分析了可能受到影响的保护。对PT中性线断线的判据研究提供了理论依据。

一种基于序功率方向的变压器保护方案

传统的变压器保护一直采用的是差动保护 ,始终存在需要附加励磁涌流判据的问题。而目前区分内部故障和励磁涌流的方法都是基于涌流波形特征提出的 ,均不可能做到完全正确。文中提出了一种与差动保护原理无关的变压器保护方案 :对故障状态下系统正负序网络模型进行分析 ,由变压器两端电流电压计算出两侧正负序功率 ,根据序功率方向的不同 ,能快速、准确地区分变压器的内部故障、外部故障和励磁涌流。对于双端或单端电源网络 ,当以变压器两侧系统的综合阻抗角为动作灵敏角并且变压器保护区内发生不对称故障时 ,原边侧和副边侧的正、负序功率均为负值 ;当变压器保护区外发生不对称故障时 ,发生区外故障一侧的正、负序功率为正 ,另一侧的正、负序功率为负。如果负序功率与正序功率相比非常小 ,可以判断为三相对称故障 ,此时仅根据正序功率方向进行判断。如果副边侧正、负序功率均为 0 ,则判为变压器空载合闸而引起的励磁涌流。此方法对不对称故障有很高的灵敏度。大量的

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。

电压回路中性线断线的隐性故障识别及其影响

继电保护的隐性故障对电力系统安全稳定运行具有重要影响。研究了在电压回路中性线断线情况下,零序方向保护将无法正确判断故障方向,从而造成超高压输电线路的零序方向纵联保护发生误动或拒动,可能进一步导致相关连锁故障的发生。针对电压互感器二次回路中的中性线断线的隐性故障,分析了此时电网正常运行时保护装置的测量电压特征,提出了基于零序电压三次谐波的电压回路中性线断线的识别方法。大量仿真实验结果证明了理论分析的正确性。

基于零序电流群体比幅比相的选择性漏电保护新方案

推导了煤矿井下低压电网不同位置发生单相漏电时的零序电流计算公式,用电流相量的实部和虚部比较了各零序电流的幅值关系与相位关系,并提出了一种新的选择性漏电保护方案。通过Matlab仿真与快速傅里叶变换(FFT,Fast Fourier Transform)对该方案进行了验证。结果表明,此方法不仅可以实现漏电保护的横向、纵向选择性,而且无需采集零序电压,既提高了漏电保护的可靠性,又降低了硬件成本。

110 kV电阻接地系统零序方向电流保护的整定研究

中性点经合适阻值的电阻接地,能有效抑制单相接地故障造成的负荷侧电压暂降,明显提高供电质量。但中性点电阻的接入改变了系统的零序阻抗,导致零序电流、电压的大小和分布以及它们之间的相位差与中性点直接接地系统有很大的不同。通过对其零序电流电压特点的分析,推导出110 k V中性点经电阻接地系统零序电流保护的整定计算方法,修正了中性点经电阻接地系统零序方向元件的动作条件。据此对一个改造的110 k V系统进行了整定计算,并通过现场试验和试运行证明了其正确性。