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。

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。

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。

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。

平行双回线路高阻接地故障保护的新思路

通过实例分析说明平行双回线路在强磁弱电联系运行方式下,一回线路末端发生高阻接地故障时,非故障线路纵联零序方向保护会误动,而纵联负序方向保护不会误动,提出在使用纵联零序方向保护切除高阻接地故障的保护装置中,增加纵联负序方向保护,退出纵联零序方向保护以防止误动的发生,并讨论了纵联负序方向保护新方案,方案增加负序电抗继电器和负序电流、电压闭锁,并带小延时动作,从而确保平行线之一故障时,非故障线路纵联负序方向保护不会误动,而故障线路发生高阻接地故障时,纵联负序方向保护能带小延时可靠切除故障。

西北330kV线路弱电强磁问题的分析及采取的措施

分析了一起发生在西北330kV线路中由线间零序互感影响而导致的纵联零序方向保护误动事件。分别从理论和定量的不同角度,深入分析了网络结构和纵联零序方向保护误动之间的联系,总结了双回线不同运行情况下纵联零序方向保护的动作行为,指出弱电强磁的网络联系是保护误动的原因,两侧零序电压反相是保护误动的必要条件。针对这种弱电强磁问题,提出采用基于故障类型的零序方向元件替代零序方向元件的解决措施,录波数据的分析结果证明了这种方法的有效性和准确性。

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。

同杆双回线上零序功率方向继电器的误判问题

零序功率方向继电器是线路保护中的一个重要元件。文中用六序分量法分析了同杆双回线上零序功率方向继电器的性能。结果表明 ,在同杆双回线上发生三相三导线及三相四导线故障、三相五导线跨线故障时 ,有一回线的零序功率方向会拒动。动模试验证实了理论分析的结果。

平行双回线路纵联零序方向误动原因分析及负序功率方向研究

平行线路若在强磁弱电联系方式下运行,一回线路的接地故障可能会引起另一回线路零序功率方向保护误动。分析了强磁弱电情况下零序功率方向保护误动的原因以及双回线路各种连接方式对方向元件产生的影响。针对零序方向保护容易误动的情况,提出使用负序功率方向元件作为纵联方向保护的方向元件并对采用负序补偿电压代替负序电压做了分析。PSCAD的大量仿真表明,负序功率方向元件可以正确反应正常运行、故障线路的区内、区外故障,同时在非故障线路中不会误动。

同塔双回线纵向故障特征分析及零序方向保护改进

同塔双回线在发生不对称纵向故障时,由于负荷电流的转移,健全线路上会流过较大的不平衡电流,可能导致健全线路上带零序电压补偿的纵联零序方向元件误动。分析了同塔双回线纵向故障时零序、负序分量的特征,阐释了单相故障跳闸后健全线路上带零序电压补偿的零序方向保护误动的机理,并且提出了利用单回线负序分量信息的保护改进方法。在零序电流达到门槛值而零序电压不足时,引入负序电流门槛来判断是否启动零序电压补偿,并结合带负序电压补偿的负序方向元件来判断故障方向。仿真结果表明,所提方法在相邻线路发生不对称纵向故障时能有效闭锁本线路的方向保护,防止保护误动作;在本线路靠近对侧发生接地故障,本侧零序电压较低的情况下改进的零序方向保护有较高的灵敏度,能够可靠动作。

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。

接地故障零序方向元件拒动保护改进方案

对于大电源长线路的输电系统,当线路末端发生接地故障时,虽然零序电流达到定值,零(负)序方向元件由于零(负)序电压可能达不到方向元件的门槛值,造成保护拒动。针对这类问题,提出了2种解决方案：一种是当零(负)序方向元件由于零(负)序电压可能达不到方向元件的门槛时,以正序电压代替零(负)序电压作为零序电流方向判别；另一种是采用无方向零序电流反时限过流保护作为接地故障后备保护,并提出了新的电流互感器断线方案,解决了国内保护装置电流互感器断线与反时限零序后备存在的矛盾。

基于谐波检测的井下高压电网选择性漏电保护系统

为限制超标的单相接地电流而在矿井高压电网中引入了消弧线圈 ,这使得现有漏电保护的选择性性能受到严重影响。本文在分析电网漏电故障规律及现有检漏装置原理基础上 ,提出将五次谐波方向原理用于井下高压隔爆开关中 ,从而使选择性漏电保护适于各种中性点接线方式的电网。重点介绍以微控制器为核心的选择性漏电保护系统的硬、软件结构及干扰抑制措施 ,最后给出试验结果。

智能变电站中性点非有效接地系统接地保护研究

接地保护是电力系统继电保护的重要组成部分,传统的接地保护装置存在可用故障信息有限、响应速度慢、算法复杂、可靠性低等问题,严重影响供电质量和运行效率的提高。智能变电站为解决单相接地保护提供了新的思路,以多智能变电站为基础,构筑区域集控式智能供电体系,通过GOOSE网络实现信息共享,构造故障识别与隔离系统,对站内信息集中处理、综合判断,采用基于分布式终端之间对等交换数据的智能控制技术,提出零序全电流功率方向原理,重点研究基于多判据的单相接地保护判据的构造以及GOOSE网络传输关键技术,保证了单相接地保护的选择性与可靠性,有效解决了传统保护方式存在的各种问题,为智能变电站多判据继电保护的实现提供了理论分析基础。

零序导纳法接地选线保护原理

针对小电流接地电网单相接地故障选线及定位困难的状况,从分析中性点不接地或经消弧线圈电网故障前后各线路测量参数的思路出发,导出了在故障时测得的故障线路零序导纳与实际零序导纳不同、非故障线路与实际导纳相同的结论,对小电流故障进行接地选线。零序导纳法的关键是准确地测量线路的实际零序导纳,论文给出了几种能够获得线路实际零序导纳的方法。故障前后各线路的零序导纳用相同的硬件通道获得,自动地减小电压互感器TV、电流互感器TA误差的影响,选线原理具有较高的灵敏性和可靠性。通过记忆故障前各线路实际零序导纳,推导出故障点的计算公式,对故障予以定位。

零序直流选择性漏电保护原理分析

对近期提出的克服电网分布电容影响小电流接地选线的零序直流选择性保护原理作了理论分析。按照检测整流半桥导通的不同时段,建立工频周期内三时段的正弦电路模型,用相量法分析检测电流。并在各时段将其转换为瞬时正弦值对时间求取平均值。理论分析表明,检测电流选择性好,受电网电容影响小,理论计算与实验检测曲线在漏电支路绝缘电阻接近动作值段一致性程度高。

同杆双回线环流对方向纵联保护的影响及改进

在分析同杆双回线主要的排列方式和不平衡电流现象的基础上,研究了超高压同杆双回输电线路在区外相间故障时由于零序环流超过门槛值造成的零序功率方向元件误动事故。对同杆双回线零序环流不平衡度进行了分析,并利用EMTDC对同杆双回线发生区外相间故障时的零序环流不平衡度进行了仿真计算。针对零序环流造成同杆双回线方向纵联保护误动的情况,提出了同杆双回线序分量方向纵联保护的改进措施。

基于DSP的矿井电网选择性漏电保护的研究

针对煤矿井下选择性漏电保护的问题,着重围绕零序功率方向性原理对该问题进行了研究,并结合DSP(Digital Signal Processor)技术给出了一种基于TMS320LF2407A芯片的零序电压、电流相位比较方案。这一方案是通过过零触发电路捕捉零序电压、电流的过零点,然后在软件上来比较零序电压、电流之间的相位关系,根据漏电故障支路与非故障支路中零序电压、电流之间相位的不同,从而实现漏电保护的选择性。同时为了验证过零触发电路的可行性,使用电子电路仿真软件Multisim9进行了触发电路的硬件仿真。最后根据选择性漏电保护的实现过程给出了软件设计流程图以及试验数据分析。