低电压加速反时限过电流保护在微电网中的应用

低压配网中常用的反时限过电流保护(ITOC)由于分布式电源(DG)的接入及微电网运行方式变化的特殊性从而不能满足选择性和速动性的要求.为此,基于分布式电源和微电网的运行及故障特征,提出了一种无需借助通讯的低电压加速反时限过电流保护(UAITOC)方案.该方案保证了线路出口处故障时保护能快速动作,并且适用于微电网并网和孤岛2种运行状态,无需切换保护定值就可以满足选择性和速动性的要求.同时该方案通过Digsilent软件仿真验证了所提保护原理的正确性.

超、特高压交流线路反时限零序过流后备保护的整定建议

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的概念以及接地距离保护与反时限零序过流保护的配合原则;充分考虑配合时间定值和最小时间定值对保护动作特性的影响,综合超、特高压电网实际短路电流水平和接地距离保护的过渡电阻耐受能力,将反时限零序过流保护低电流区的选择性与接地距离保护高电流区的选择性进行结合,提升了对接地故障全域电流范围的选择性切除能力;提出了方向元件投退原则。通过对某省级电网进行算例分析,验证了整定原则的有效性,该整定原则已经在实际电网中进行了应用。

基于自适应神经元的配电网输电线路反时限过流保护优化整定方法

为了减少反时限过流保护整定值过于依赖人工经验,缓解保护动作之间配合程度较低、电流稳定性较差的问题,提出基于自适应神经元的配电网输电线路反时限过流保护优化整定方法。分析输电线路运行模式和线路故障存在的不确定性,计算发生故障的概率;通过探究反向荷载率、电源容量、谐波含量等指标确定输电线的实际承载力;构建反时限过流保护动作方程,确定反时限过流保护的3种特征;以主保护与后备保护动作时差最小为目标,构建目标函数,确立约束条件;设计具有三个神经元的神经网络模型,每个神经元对应一种保护特征,引入转换模块,将输入量变换为状态量,通过神经元学习,输出最终的过流保护优化整定结果。比较实验结果表明:应用所提方法,随着故障电流增大,保护动作时间曲线未出现相交状况;在测试刚开始时,电流波形出现波动,但迅速恢复到平稳。所提方法能够使保护动作之间有效配合,输电线电流可以始终保持在稳定状态,为保护定值优化提供了新的研究思路。

基于固态功率控制器的反时限过流保护研究

集成了断路器、继电器等传统配电器件的功能的固态功率控制器,是全电化航空航天器配电系统的核心器件。其中反时限过流保护技术是固态功率控制器的关键技术之一,对配电系统的性能指标及可靠性非常重要。介绍了一种新型反时限过流保护电路模型,解决反时限保护的实现,并采用Saber仿真获得最佳电路参数,并对反时限过流保护特性进行试验测试,验证了方法的有效性。

不依赖边界元件的柔性直流电网反时限过流保护配置方案

现阶段柔性直流电网线路保护大多依赖边界元件,不适用于线路间无明显边界的“网孔结构”柔性直流电网。针对此类电网在远距离输电场景下的线路保护问题,提出了一套不依赖于边界元件的反时限过流保护配置方案。首先,通过分析故障电流的暂态特性,确定了不同故障位置下保护配置的思路。然后,基于保护要求,利用故障电流的波头特征,构造电阻补偿系数保证方案的耐过渡电阻能力,建立了适用于柔性直流电网故障特性的反时限过流保护动作方程,并确定了延时的计算和整定原则。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了该方案的有效性和适用性。结果表明,所提方案能够准确、可靠地识别故障,具有较强的耐过渡电阻能力。

基于测量阻抗加速的反时限过流保护新方案研究

基于国内外学者对微电网中ITOC保护的优化方法,考虑到测量阻抗在反映故障点位置的同时不受到其他因素的影响,提出了阻抗加速的反时限过流保护新方案。通过测量阻抗和从保护安装处起向下所有线路的阻抗这两个参数对传统反时限动作方程进行修正。区内故障时,测量阻抗百分比将极大地提升保护的速动性;区外故障时,各保护依旧采用传统的反时限过流保护动作方程。运用PSCAD软件进行仿真,通过对仿真结果中的动作时间进行比较,验证了所提反时限过流保护新方案能极大地提升保护的速动性,同时上下级保护之间的动作延时仍能保证不小于一个Δt,选择性的要求得到了保护。

低阻抗加速反时限过电流保护

常规反时限过电流保护广泛应用于配电网中。由于整定计算方法的要求,在最小运行方式下,靠近电源的保护动作延时通常较长,速动性差。因此,该文提出一种采用测量阻抗作为加速因子的低阻抗加速反时限过电流保护。对于区内短路,可以有效减小动作延时;对于区外短路,可以保证上下级保护的配合关系。通过仿真分析验证了所提保护原理及其在含有分布式电源配电网中动作的正确性。

含同杆双回线的输电网零序反时限过流保护加速配合方案

分析了同杆双回线内部发生接地故障时故障线路及相邻线路上零序反时限过流保护的动作特性。分析结果表明当故障位置与两侧系统参数满足特定条件时,双回线相邻线路上的零序反时限保护可能误动,故障线路两端保护的灵敏度配合可能存在问题。提出一种改变相邻线路保护时间整定系数的方法来避免可能出现的保护误动,该方法通过增加相邻线路保护动作延时来保证双回线保护优先动作,但也给相邻线路保护的速动性带来不利影响。此外故障线路两端保护的动作时间可能相差较大,不利于故障的快速切除。为此设计了基于零序电流变化和零序功率方向的加速方案,无论双回线故障还是双回线相邻线路故障,均能确保故障线路保护优先动作,从而保证各处保护的选择性和速动性。算例仿真验证了分析结论的正确性和所提加速方案的可行性。

基于低电压的反时限微网保护方案

针对由逆变型分布式电源组成的微网,在低电压保护的基础上,利用距离保护的一部分思想,提出了低电压反时限微网保护方案。对比传统的保护方案,在不同短路故障情况下,对保护原理和动作特性、保护之间的配合进行了研究,并研究分析含有直接接地的旋转式微源的微网,以及过渡电阻等特殊问题对于低电压反时限保护方案的影响,并提出改进建议。在MATLAB/Simulink环境下建立了含有不同控制方式的分布式电源的微网模型,并在此基础上对保护方案进行仿真验证,仿真结果表明该方案在微网并网和孤岛条件下,均有良好的动作性,而且具有较快的切除故障能力,并有一定程度的抗过渡电阻能力。

基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动作时间差入手,建立曲线拟合模型,并运用梯度下降法对反时限过流保护的动作时限曲线进行优化。通过在优化整定计算中考虑保护的选择性以及DG接入所带来的影响,使优化参数适用于配电网中各分段位置。然后,在配电网中设置两相、三相短路故障,并根据故障位置、类型进行整定参数再调整,最终得到参数的全局最优解。基于PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和实用性。

基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护

分析了小电阻接地系统发生接地故障时配电网络的负序阻抗分布特性,并在此基础上提出一种基于通信的统一反时限零序过流保护方案。PSCAD仿真结果验证文中所提方法不受故障电阻的影响,能保证上下级保护之间的时间级差配合。

改进的配电网反时限过电流保护

配电网反时限过电流保护的动作特性与保护配合会受到接入的分布式电源影响。分析了反时限过电流保护的动作特性,在此基础上提出了基于通信的反时限过电流保护方案,该保护方案借助通信信道将分布式电源支路的故障助增电流数据发送至上级线路保护,改善了保护间的配合特性。在反时限动作方程中引入低电压加速因子构成低电压加速反时限过电流保护,改进了动作方程中时间常数的整定方法,在保证上下级保护配合特性的同时加速了保护的动作时间。PSCAD仿真结果验证了所提反时限过电流保护方案的有效性。

新型微机反时限过流保护曲线特性及算法研究

传统反时限过流特性曲线计算微机反时限保护延时时,存在与定时限保护的配合以及计算延时不准等缺陷。该文提出了对反时限特性曲线进行分段计算处理的方法,改进了与定时限的配合,提高了时限的精度。然后针对计算比较困难的一般反时限曲线,介绍了分区查表和泰勒展开法计算时延累加量的算法。

计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法

提出了一种计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法。首先,对常规的阻抗修正反时限过流保护算法进行改进,通过增加后备保护优化级数提升其远后备保护的动作速度;其次,针对优化后的阻抗修正反时限过流保护算法整定复杂且存在失配风险的问题,以优化后的阻抗修正反时限过流主保护和后备保护总动作时间最小为目标函数,以保护选择性、灵敏性要求为约束条件,建立反时限保护参数优化整定数学模型,并引入量子遗传算法进行求解。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明,所提基于量子遗传算法的改进阻抗修正反时限过流保护优化整定方法能够有效提升保护的选择性和速动性。

配电网输电线路反时限过流保护探讨

讨论了传统的反时限过电流保护的实现方法 ,如分区查表法 ,插值方法的实现方式及其误差特性 ;提出了适用于配电网的过电流保护的冷备用方案 ;论述了一种用DSP技术实现反时限特性曲线的新技术 ,提出了在DSP技术下计算动作时限的新方法。该方案能够根据故障电流的大小实时计算出过电流保护的动作时限 ,所需要的内存较小 ,且计算速度快 ,在配电网的自动化技术中 。

数字式发电机反时限过流保护研究

传统发电机反时限过流保护认为发电机短时过负荷呈绝热特性 ,过负荷产生的额外热量全部用于定子绕组温升 ,不考虑其散热 ,因此在动作特性上比较保守 ,不能很好地反应热积累过程。在精确分析发电机过负荷热模型的基础上 ,根据定子绕组热平衡过程 ,充分考虑绕组的散热影响 ,提出了新型数字式反时限过流保护判据 ,克服了传统反时限过流保护的缺点 。

低压电动机反时限过流保护算法及其实现的研究

在分析标准反时限特性曲线的基础上,运用MacLaurin展开算法构建低压电动机新的特性曲线数学模型,提出了反时限特性曲线分段计算处理的方法,并根据热积累保护原理推导出实用的保护动作时间数学模型,最后运用遗传算法优化低压电动机特性曲线数学模型,此优化模型解决了在微处理器中特性曲线指数运算的问题且能达到0.1%的精度,为低压电动机软件保护提供了实施方案,具有较高的工程实用价值.

发电机负序反时限过流保护误动分析

分析了２００ＭＷ发电机负序反时限过流保护误动原因，指出主变压器及高压厂用变压器的励磁涌流，特别是外部故障切除后恢复电压所产生的励磁涌流和继电器动作特性的固有缺陷，是导致保护误动的主要原因。

基于阻抗修正的反时限过流保护新方案

反时限过流(Inverse-Time Overcurrent, ITOC)保护因其动作时间能跟随故障电流大小变化而变化的特性在中低压配电网中广泛应用。根据反时限过流保护的整定原则,其动作速度易受系统运行方式、故障类型及线路级数影响。另外,分布式电源(DistributedGeneration, DG)的广泛接入也对反时限过电流保护的选择性和速动性带来不利影响。针对上述问题,首先阐述了反时限保护的基本原理及其存在的动作延时过长的问题,并分析了DG接入对反时限过流保护的影响。根据不同位置故障情况下测量阻抗的变化特征,提出了一种基于阻抗修正的反时限过流(Impedance Correction Based Inverse-Time Overcurrent, ICITOC)保护新方案。该方案采用测量阻抗百分比及阻抗修正指数对反时限特性曲线进行修正,可在保证上下级保护配合关系的前提下,最大程度加快保护的动作速度。理论分析和基于PSCAD的仿真结果验证了所提反时限过流保护新方案的正确性及有效性。