距离保护在双馈风电机组接入系统的应用分析

新能源的大规模接入对系统内传统继电保护的影响已经显现,部分地区继电保护在近区故障时灵敏性与可靠性下降。聚焦距离保护在双馈风电机组接入系统中的应用,对跟随型逆变器的双馈风电机组的故障特性进行分析。在假设风电机组电动势不变的情况下,通过叠加原理计算系统等值阻抗,并将电压相位突变转化为系统等值阻抗变化问题,进而分析正序电压极化阻抗继电器的行为。分别针对联络线上风电场侧和系统侧的阻抗继电器展开研究,结果表明,故障时双馈风电机组系统的等效阻抗变化会导致阻抗圆灵敏角偏移,从而使得风电场侧距离保护在正向故障时可能出现区外误动区内拒动的情况,系统侧距离保护在反向故障时可能存在误动的风险。此外,联络线上发生故障,系统等值阻抗的变化还可能导致无故障相邻线路的误动。最后,参照现场接线图搭建仿真模型,对风电场侧、系统侧和负荷侧的快速距离保护进行验证,试验结果与之前的分析结论一致。

新能源电源送出线路不同类型距离保护动作性能比较

新能源交流送出线路故障后,新能源电源的故障响应特性会影响距离保护的动作行为。为此,结合新能源电源控制策略,分析故障前后新能源电源阻抗、系统功角及故障电气量的变化,比较相极化电压距离保护、正序极化电压距离保护、突变量距离保护3种类型距离保护的动作性能。由于在线路出口故障时相电压为零,相极化电压距离保护存在动作死区;由于故障后正序电压相位受控制影响发生偏移,正序极化电压相间距离保护存在线路区内故障时拒动、区外故障时误动的风险;对于突变量距离保护,故障后补偿电压相位受控制影响发生偏移,导致保护可能发生拒动或误动。利用RTDS(实时数字仿真系统)建立新能源经交流线路送出的系统模型,仿真分析线路不同类型故障情况下3种距离保护的动作性能,仿真结果与理论分析结论一致。

逆变型分布式电源接入对接地距离保护的影响与对策

针对IIDG接入系统的110 kV联络线金属性单相接地故障,分析了线路两侧正序电压极化接地距离保护的动作性能,指出存在由故障位置和IIDG容量决定的保护失效功率边界,若负荷无功高于此边界,IIDG侧接地距离保护在正向区内故障时拒动、在正向区外故障时误动,电网侧接地距离保护在反向区外故障时误动。提出两种应对策略,对策一将IIDG接入的110 kV变压器中性点直接接地,此时正序电压极化原理仍适用于IIDG接入系统;对策二采用零序无流判据和相电压极化距离元件构成接地距离保护方案,该保护判断不受IIDG接入的影响且无死区问题。

高压电网自适应接地距离保护研究

为提高接地距离保护对高压电网高阻接地故障反应的灵敏性,提出了一种对过渡电阻Rg具有高度自适应动作边界的新型动作判据。根据接地阻抗继电器自适应动作判据的构成原则,在分析了负序电压极化的自适应阻抗继电器动作特性的基础上,分析了负序电压移相极化阻抗继电器的移相控制方法、移相极化的工作性能。分析表明,将负序电压根据近保护安装点侧系统的负序阻抗角的大小适当移相后作为极化电压,接地阻抗继电器对Rg不但有更好的自适应性,也保持了其方向动作的明确性。MATLAB仿真结果表明,新的动作判据确实提高了继电器对保护范围末端高阻接地故障动作的灵敏性和自适应性。

风电并网对以正序电压极化的阻抗元件的影响

风电并网使原有电网供电结构发生变化。当电网发生短路故障时,在风电场的作用下,继电保护有可能出现拒动或误动的情况,对电力系统的安全稳定运行造成危害。针对此问题,对以正序电压极化的阻抗元件的动作方程进行数学推导,分析风电场支路电流对此种特性的阻抗元件的影响。在PSCAD中进行双馈异步风力发电机并网仿真,分析此种阻抗元件在风电场影响下的动作特性,证实风电场对速断距离保护和带时限的距离保护有影响,为保护的整定和选型提供理论依据。

一起距离保护误动事例分析以及解决方案

作为后备保护,距离保护广泛用于各电压等级的线路及元件保护,为确保方向性,距离保护一般采用正序电压作为极化电压,但正序极化电压在系统非全相运行工况下可能无法正确反映故障前电压。本文介绍了一起单侧电源系统距离保护Ⅰ段在反向故障时误动的事例,分析了利用正序电压作为距离保护极化电压存在的不足,并提出了相应的解决方案,最终RTDS实验结果验证了本方案的正确性。

多串补线路保护动作性能分析

从理论上分析了多串补线路故障后的电气量特征,随着故障点的变化,线路多处会发生电流反相和电压反相,故障后电气量中存在多个低频暂态分量。研究了线路保护(电流差动保护和距离保护)的动作性能,提出了串补线路保护配置方案,并给出2点改进建议:一是采用保持记忆电压作为距离保护的极化电压,防止电压反相造成距离保护误动作;二是通过比较故障电流和记忆电压的相位来识别电流反相,当故障后电流相位超前记忆电压,判断为电流反相,闭锁电流差动保护。利用RTDS系统搭建了1 000 kV输电线路模型并进行了仿真验证,仿真结果与理论分析一致。

一种改善距离保护动作特性的方法及其应用

以正序电压极化为原理的方向阻抗继电器,广泛运用于线路距离保护中;然而由于原理及处理过程复杂,动作性能有缺陷。文中分析了其工作原理及缺陷,提出了一种改进型方案,即采用复合电压极化的方向阻抗继电器,并对距离保护的各元件作了优化,改善了动作特性,特别是出口处正反方向对称故障的动作特性。通过理论分析试验对比,提高了动作正确率及出口时间。基于此开发了一套线路66 kV线路距离保护测控装置,通过了数动模试验,并在现场投入运行,显著改善了运行性能。

阴阳极保护装置在复极离子膜零极距电解槽上的作用

通过零极距复极单元槽在不同条件下运行结果的比较,说明极化整流器及精盐水置换等阴阳极保护装置在零极距复极电解槽实际运行中的作用。

交叉极化阻抗继电器的特性分析

对距离保护中交叉极化阻抗继电器的工作特性进行了详细分析 ,说明了交叉极化阻抗继电器在消除过渡电阻影响方面的特殊性能 ,并提出了一种交叉极化电压的具体构成方法 .

新型超高压输电线路保护方案的研究

介绍了一种基于DSP的新型超高压输电线路微机保护方案。它采用双主双后的配置 ,重合闸相对独立。在保护原理方面采用了补偿电压突变量方向元件和双原理综合接地距离继电器等新方案 ,并在软件流程方面采取了模块化设计 ,从而大大提高了保护性能。该方案结构紧凑 ,可靠性高 ,人机界面友好 ,通讯功能强大 。

基于DSP的综合数字化继电保护装置

介绍了一种基于数字信号处理器(DSP)的新型高压输电线路微机保护装置.采用多DSP CPU结构,以距离保护和零序(方向)保护为主体,并在硬软件方面应用了多种智能化技术措施,大大提高了保护性能.该装置结构紧凑,可靠性高,人机界面友好,适用于各种超高压输电线路保护.

考虑非线性极化时不同土壤电阻率下直流接地极电流对油气管道的腐蚀影响分析

在特高压直流输电工程接地极对邻近油气管道的腐蚀影响分析和防护设计中,准确计算不同土壤电阻率下管道上的电压电流分布至关重要,然而目前计算中缺乏对油气管道金属-土壤交界面非线性极化影响的考虑。通过试验测量和分析,获得了不同土壤电阻率下X80管道钢–土壤交界面的极化特性,为准确计算管道管地电位差和泄漏电流密度奠定了基础。考虑非线性极化的影响,计算获得了不同土壤电阻率下油气管道上的泄漏电流密度和管地电位差分布、直流接地极与油气管道的防护距离,结果表明,随着土壤电阻率的增大,管道泄漏电流密度最大值呈对数函数增大,管道与接地极间的防护距离呈幂函数增大。对不考虑极化和考虑非线性极化时管道上的电压电流分布、管道与接地极间防护距离进行了对比分析,结果表明,不考虑极化时管地电位差被人为确定为零,与实际物理现象不符,导致直流接地极电流对油气管道的腐蚀程度被错误高估,应用于实际工程时将导致油气管道防护成本显著增大。基于实际工程参数的应用分析表明,与考虑非线性极化影响相比,不考虑极化时将错误地提高油气管道的腐蚀防护要求,不必要地增加防护成本,防护距离或防护措施成本增加量高达30%~40%。研究结果可为特高压直流输电工程接地极和油气管道工程的选址以及干扰防护设计提供技术支撑。

线路保护区外故障误动作的分析与处理

介绍某220kV线路保护区外故障误动作事故,对线路保护、故障录波装置和二次回路进行检查分析,判断线路两侧CT极性反接导致保护区外故障误动作。通过使用干电池和直阻测试仪对接入两侧线路保护的6组CT极性进行校验,并对两侧线路保护装置进行极性检验,结果证实了线路两侧CT极性反接是导致线路保护区外故障误动作的根本原因,最后对两侧线路保护进行联调,确保差动回路正确。

对TLS1B高频距离保护的阻抗元件的动作特性分析

通过对TLS1B高频距离保护的各阻抗元件的动作方程的推导，分析了它们的暂、稳态动作特性原极化电压对特性的影响，并阐明了各阻抗元件的具体试验方法和公式。