高压直流输电系统中交流滤波器小组开关失灵保护研究

分析了交流滤波器小组开关失灵保护的特点。在某些特殊的故障方式下,流过交流滤波器小组开关的故障电流和正常运行时的负荷电流相差不大。如果仅采用相电流判据,将无法避免失灵保护误动或者拒动。针对单纯采用相电流判据的不足之处,本文提出增加零序电流、负序电流及电流变化量判据,以有效地避免保护误动或者拒动。

全电流与故障分量电流比例差动判据的比较研究

全面对比分析了全电流比例差动判据和故障分量电流比例差动判据的灵敏性和安全性。确认了故障分量电流差动判据在灵敏性上优于全电流差动判据,并指出全电流判据在某些特殊工况下如系统振荡中发生故障时可能存在长延时的拒动。当外部故障较大,穿越电流造成 CT 饱和时,故障分量电流差动判据的安全性也优于全电流差动判据。

基于综合制动判据的变压器差动保护研究

变压器差动保护的核心问题是如何鉴别励磁涌流与区内短路电流,防止保护误动作。该文针对传统二次谐波幅值比识别励磁涌流的方法存在判据单一、精确性不足、在某些情况下可能造成误动的问题进行改进,增加相位差判别的方法,并结合比率制动组建综合制动判据。利用MATLAB软件中Simulink实现模块的构建,对变压器在不同的运行情况下进行仿真校验。仿真结果表明:该判据不仅能够区分不同情况下的短路故障,而且能够有效地识别励磁涌流,并对变压器不同的故障类型作出相应的保护动作。

基于端电压特征的半波长线路综合保护方案

半波长线路区外故障时,故障相端电压幅值很小;线路中间段故障时,故障相端电压幅值接近额定值。根据这一特征,提出半波长线路端电压特征与贝瑞隆电流差动保护原理相结合的综合保护方案:通过端电压辅助判据与高、低灵敏度不同的贝瑞隆差流判据相结合,保护线路全长并实现故障选相。利用MATLAB/Simulink软件搭建半波长输电线路模型,进行仿真验证。仿真结果表明:该保护方案能够有效区分区外故障与线路中间段故障,可靠保护半波长线路全长,并准确识别故障相。

面向含不可测分支配电线路不对称故障可靠辨识的负序电流比相保护判据

城市配电网的主动配电网特征日趋显著,含不可测分支结构的馈电线路大量增加。受上述特点影响,单端量保护性能显著降低。因此,对于特别重要的线路,亟待双端量保护来保证故障切除的可靠性和灵敏性。但是,分支电流的差动特性导致相量差动保护从原理上即不适用,而纵联距离保护和方向比较式纵联保护由于需要电压信息,在仅配置电流互感器的线路不具备实施条件。此外,电压和分支两因素的叠加使得上述保护的动作行为分析尤为困难。因此,有必要寻找新型纵联保护判据。该文充分考虑不可测分支的影响,提出了仅利用负序电流相位差这一不对称故障期间始终存在的故障分量来反映故障的思路,并构建了一种适用于这类配电网线路的负序电流比相判据。与现有含分支的幅值差动类保护相比,所提判据在安全性方面具有优势。在PSCAD/EMTDC中搭建10 kV配电网模型,设计多组仿真算例,对比验证了所提判据的有效性。

变压器励磁涌流闭锁逻辑优化方案

变压器在空载合闸时会产生励磁涌流,由于空载合闸角、剩磁以及变压器结构材料和制造工艺的差异导致励磁涌流存在较大差异,可能存在低谐波比的情况,使得常规的励磁涌流判据可能无法有效闭锁差动保护。结合工程中空投变压器导致差动保护动作的案例,分析总结出特殊工况下励磁涌流的特征,在原励磁涌流逻辑基础上,提出采用"3取2"复合制动、相电流谐波判据和最大相谐波判据的综合制动逻辑,解决了工程中遇到的无法识别低谐波比励磁涌流的问题,最后通过仿真和工程实例验证了该优化方案的优越性。

输电线路分相电流差动保护判据的研究

通过分析国内外现有电流差动保护判据的优缺点,提出了变向量窗配合高低门槛反时限出口的故障分量电流差动保护判据与全电流差动保护、故障分量电流差动保护、零序和负序电流差动保护判据分时段相互配合的自适应分相电流差动保护的综合判据,并对影响保护判据性能的电容电流、TA饱和、TA断线、弱馈等问题给出了解决方案。

发电机机端断路器非全相保护新型判据的研究

2012年1月,某蓄能水电厂发电机在轻载运行时,发电机机端断路器(Generator Circuit Breaker, GCB)发生单相断线故障,而相关保护未能及时切除故障,导致故障范围扩大。针对此问题,通过比较分析现有的反时限负序电流保护和基于GCB两侧基波零序电压相角差的GCB非全相保护,提出综合零序电压和负序电流量的GCB非全相保护复合判据。考虑GCB两侧基波零序电压故障特征量的幅值、相位变化,提出基于零序电压比值和相量差的GCB非全相保护新型判据。这几种新型判据进一步完善了GCB非全相保护,可在相关电厂得到应用。

基于单相谐波电流源模型的无功补偿装置过电压判据

针对目前规避电网谐波危害而采用的滤波方法的不足,在建立民用建筑低压侧等效电路模型并分析参数与补偿电容容量及变压器规格等发生并联谐振时的关系,剖析系统并联谐振机制的前提下,结合并联电容器长期运行电压极限值,构建系统无功补偿过电压判据,优化并联电容器组投切策略。针对某一民用建筑物的低压(0.4 kV)配电系统,基于实际测量的母线电压U_L、负荷侧电流i_L与无功补偿并联电容器组电流i_c,分析其电流电压谐波特性;利用系统无功补偿过电压判据进行过电压规避,并进行仿真验证,以此形成一套可推广到其他民用建筑的规避过电压的方法。

基于有根树的DG配电网保护故障定位新算法

由于分布式发电(distributed generation,DG)的接入,会影响配电网原有保护系统对故障的正确隔离。提出一种基于有根树的故障定位新算法,以实现无方向元件下的DG配网故障定位;基于有根树为DG配电网故障定位问题建立模型,并结合电流判据和相位判据给出一个迭代形式的故障定位方法;算例分析证明了算法的可行性。

一种考虑合闸角大小的单相接地故障选线方法

为了提高消弧线圈接地系统单相接地故障选线的准确性,提出一种先检测故障合闸角大小,然后分别采用故障合闸角小时的衰减直流分量法和故障合闸角大时的高频暂态电容电流小波包重构法联合来实现故障选线。经仿真研究表明,这种方法是合理有效的。该方法充分利用了合闸角大小不同时相应的故障特征,再分别启动相应选线判据的自动选线方法,具有较高的选线可靠性。

一起故障解列装置异常动作行为的分析与对策

由于故障解列装置故障过压解列功能判据存在缺陷,在35 kV线路末端,用户变压器发生接地故障时,装置误判为过电压,导致故障解列装置动作。通过对此故障现象的分析,提出完善过压解列功能判据的措施,以正确可靠的判别系统过电压,避免小电流接地系统单相接地故障时故障解列装置误动。