利用电压变化特征的识别电力系统振荡的方法

电力系统发生振荡时交流线路距离保护的测量阻抗会进入动作区,导致距离保护误动作。目前我国线路距离保护I段和II段采取了振荡闭锁措施,以防止保护误动作,但是需要人工计算静稳电流定值,整定难度大;此外,线路处于重负荷状态时,会误闭锁距离保护,闭锁期间,线路故障无法切除。该文分析了系统振荡期间保护安装处电压余弦分量(Ucosφ)特征,系统振荡期间,Ucosφ变化范围是[-1 p.u.,1 p.u.];正常运行时,|Ucosφ|变化范围是[0.707 p.u.,1 p.u.];线路发生故障后,Ucosφ固定且数值较小,根据上述特征差异,提出了利用Ucosφ识别系统振荡与线路故障的方法。该方法利用Ucosφ替代静态稳定电流,无需人工整定,自适应识别系统振荡及线路故障,在系统振荡且会导致距离保护误动时,闭锁距离保护;线路故障时,可靠不闭锁距离保护,利用实时数字仿真系统进行了仿真验证。

基于希尔伯特变换的电力系统振荡中再故障的识别方法

利用希尔伯特(Hilbert)变换能够得到电力系统振荡中电流信号包络线的特点,根据系统正常运行、纯振荡以及振荡中再故障情况下包络线的不同变化趋势,采用两相电流包络线之差的突变量作为判别量,提出了一种新型的振荡中再故障判别元件,该判别元件的计算精度不受电力系统振荡时频率变化的影响。大量 ATP 仿真证明了该元件在纯振荡过程中能够可靠不误动,并且可以快速有效地识别系统振荡中发生的各种故障。而且,文中采用的算法实现方便,计算量小,具有在工程中良好的实际应用价值。

基于数学形态学的电力系统振荡中故障识别和改进的选相方法

为了使振荡闭锁装置能在振荡中再故障时开放保护,就必须能区分振荡与故障,且故障相的单相阻抗继电器在振荡时也应能正确测量阻抗。但如何在振荡中快速正确地选出一个故障相进行阻抗测量是距离保护能否有选择性地切除振荡中故障的关键问题。在动模实验中发现:对于振荡中发生的故障,在一定情况下序分量选相元件会误选相。文中利用级联多分辨形态梯度变换(SMMG)提出了一种电力系统振荡中的故障检测和改进的故障选相方案:先利用一个SMMG滤波器对相电流进行处理,构成一个自适应的振荡中故障起动元件;检测到故障或扰动后,对接地故障,如果由现有的序分量选相方法判断出其为落在包含单相和相间2种故障类型的区域,则可利用故障后3个模电流分量的SMMG系数局部模极大值确定其故障相别。用EMTP在一个系统模型上进行了大量的仿真研究,其结果验证了该方案的有效性和易用性,该方法判别灵敏,结果可靠,所提出的算法易于实现,在现有的微机保护装置中可以直接采用。

直流闭锁引发交流联络线功率波动的机理以及峰值计算

直流闭锁引发交流联络线功率波动本质上是一个阶跃扰动问题,直流闭锁激发出了两区域互联电网的振荡模式,因此应用二阶系统阶跃响应理论进行研究。由于区内直流闭锁和区外直流闭锁故障所对应的阶跃扰动量不同,故分别研究了区内及区外直流闭锁故障引发交流联络线功率波动的机理,给出了功率波动峰值的近似计算方法,总结了影响功率波动峰值的关键因素。以特高压互联电网实际系统为算例,分别采用所提近似计算方法以及电力系统仿真软件对交流联络线功率波动峰值进行了对比计算,结果验证了所提近似计算方法的可行性和正确性。

系统振荡时距离保护的对策

通过对高压输电线路动模实验录波数据的分析,注意到振荡平息时,两侧电源之间的电势角度差有时会在180°左右停留一段较长的时间,这会导致目前常用的对称故障解锁方法失效,导致保护误动。针对这一情况,结合目前常用的振荡检测及解锁方法,提出了解决方法,通过两个电阻元件检测振荡速度,根据振荡速度实时地改变三相故障解锁判据的延时,较好地解决了这一问题。通过详尽的动模实验,验证了所提方法的有效性。

自适应振荡闭锁判据的理论基础

提出在电力系统振荡时,利用振荡轨迹在穿越2个灵敏度不同的动作圆时,存在时间差且振荡轨迹在内圆停留的时间与时差之间比值有限的特点,实现新的距离保护自适应振荡闭锁策略。探讨了对该判据最不利的振荡条件,并进行严格数学证明,为该判据的工程实现奠定了理论基础。

继电保护振荡闭锁的改进措施

振荡闭锁是保障电力系统安全的重要技术环节,是继电保护的理论难点之一。对现有的振荡闭锁方案进行改进,主要包括:改进启动继电器;实时计算短时开放时间;提出振荡闭锁中的对称开放和不对称开放新判据。通过设计故障检测器和启动加速器来提高突变量启动继电器和零序启动继电器的动作性能;用正序电压余弦分量替代静态稳定电流,实时计算暂态稳定破坏短时开放时间代替固定延时;通过加速软开关提高距离保护I段对称开放速度,利用距离保护延时计算U1cos 1来开放保护;在m|U1cos 1|的2维平面上分析振荡和不对称故障的不同特征,改进现有的不对称开放判据。利用实时数字仿真系统进行仿真验证,仿真结果验证了改进方案的正确性和有效性。

高压线路保护实用选相方案

对目前实用的突变量及稳态量选相元件进行了比较,指出了其特点和存在的不足。重点分析了目前选相方案的弱馈侧选相、灵敏度配合以及在系统振荡条件下存在的阻抗识别失配等问题,提出了改进的实用选相方案,采用同一区间的2种阻抗元件互补判别来解决失配问题。EMTP数字仿真计算与动模试验结果表明,新方案在性能上较原有方案有明显改善,尤其对于振荡中选相,可以完全克服阻抗法故障识别中的失配问题,选相结果不受系统振荡的影响。

在功率变化交叉闭锁振荡中对称故障的快速识别方法

在电力系统振荡期间,三相有功、无功的变化率分别是两侧系统功角的正弦和余弦函数,经过归一化后,理论上不可能同时低于0.7的门槛,而对称故障发生后,有功、无功的变化率都趋近于零。利用上述特征提出了基于功率变化率交叉闭锁振荡中对称故障的快速识别方法。通过修正后的2点采样值积算法,功率的计算不受频率变化的影响。作为一种积分型判据,其动作稳定性高。仿真结果表明:该方案具有较高的可靠性和速动性,最长动作延时为算法的数据窗长30ms。

振荡闭锁期间再故障的距离保护判别方法

介绍了近年来用于微机距离保护中区分电力系统振荡与振荡中再故障的方法。论文把它们分成了识别振荡与对称故障、振荡与不对称故障和发展中的新型方法三大类,分别对其各自的优势及缺点和局限性进行了分析和总结,得出了一些有意义的结论。

自适应振荡闭锁判据的实现

探讨了在实际可能的系统运行工况和振荡模式下,采用“圆套圆”自适应振荡闭锁判据时,振 荡轨迹在内圆停留的时间与跨越时差比值的实际最大值,在此基础上提出了一套完整的自适应振 荡闭锁新策略。最后通过EMTP仿真实验验证了新方案的有效性。

不受电力系统振荡影响的距离保护

距离保护被广泛应用于电力系统中,现有距离保护核心元件——距离继电器不同程度地存在缺陷,导致系统发生振荡时保护误动作或者性能下降,常用的距离继电器必须配合振荡闭锁元件使用。因此,以保证保护正确动作为前提,提出一种不受系统振荡影响的距离保护。该保护基于改进的多相补偿继电器构成,配合闭锁元件以解决振荡中发生区外故障时多相补偿继电器的不正确动作问题。所提出的距离保护对于故障、单纯振荡无故障、振荡过程中发生不对称故障以及对称短路故障都有正确的反应能力,且具有判断故障类型和故障相别、分相跳闸的能力。PSCAD仿真结果证实了所提距离保护的有效性。

基于电气量变化率的振荡闭锁判据

通过分析电力系统发生振荡时各电气参数的变化规律 ,提出使用电气变化率构成振荡闭锁判据 ,并针对系统振荡时受送两端电气量变化规律不同的特点 ,提出了同时适用于受端和送端的辅助信号法 .仿真结果表明 ,该判据不受系统运行方式的影响 ,动作可靠 ,能有效检测系统振荡 ,可作为阻抗继电器的振荡闭锁判据 .

一种适用于高压线路非全相运行时的距离保护振荡闭锁的开放方案

电力系统高压输电线路非全相运行时,由于不对称开放元件退出,若此时再发生故障,如果仅依靠振荡中心电压持续低的长延时判据来开放振荡闭锁,则影响距离保护的动作速度。该方案不适用于单相接地故障。提出了一种采用零负序电流选相分区结果改变开放单相故障和健全相振荡中心电压突变检测开放相间故障相结合的方案,来解决非全相振荡再故障现有开放元件动作速度慢的缺陷。仿真结果证明了该方案的有效性。

振荡闭锁期间不对称故障的快速识别方法

针对基于负序电流幅值加零序电流幅值与正序电流幅值之比的识别方法(简称序电流比值法)存在有时开放保护的延时太长的问题,提出了基于负序电流、零序电流幅值和与正序电流幅值之比的变化率的识别方法(简称比值变化率法)。论文以一个双端电源电网为例,对比值变化率法与序电流比值法进行了对比研究。结果表明,文章提出的比值变化率法除个别情况比序电流比值法开放保护的时间稍长外,绝大多数情况都比序电流比值法开放保护的时间要短得多。文章建议,将比值变化率法和序电流比值法共同作为振荡中发生不对称短路故障的综合判据,这样可以大大提高振荡中发生不对称短路故障时开放保护的速度。

基于广义多分辨形态学梯度的电力系统振荡与故障的识别算法

提出将广义多分辨形态学梯度(GMMG)变换引入电力系统振荡与故障的识别中的算法。该算法能正确区分各种振荡与故障,避免保护误动;在振荡过程中发生故障时,亦能迅速识别,其性能优于传统的以及基于小波分析的振荡闭锁方案。用EMTP仿真各种振荡和故障得到的结果对所提算法的有效性进行了检验。结果表明:所提出的算法可以保证振荡与故障的正确识别,表明其在微机保护装置中具有实时应用的前景。

一种基于功角计算的振荡闭锁方案

针对现有振荡闭锁措施在应用中存在的不足,研究了一种基于功角计算的振荡闭锁方案。新方案将再故障时刻的系统运行功角作为识别振荡程度的依据,与根据失稳条件所确定的边界判据相结合,在功角小于整定值时允许距离保护在振荡闭锁期间快速开放,功角较大时闭锁距离元件。研究结果表明,新判据原理直观,实现简单,能够定量地反映系统振荡进程,并与振荡周期自适应,改善了距离保护在振荡闭锁期间开放的性能;对系统两侧电势幅值不等的讨论提高了本方法应用的可靠性和适用性。基于PSCAD/EMTDC仿真结果验证了新方案的正确性。

论谐波对振荡闭锁元件UP92的影响及其解决办法

分析了岗市变进口BBC公司LZ96距离保护中振荡闭锁插件UP92电路,论述了谐波电压及谐波电流对该电路的影响,在分析的基础上提出了解决办法。