余弦电压元件的特性及其应用

详细分析了余弦电压元件Ｕｃｏｓφ的特性，提出该元件在选相、振荡闭锁和失步解列方面的应用问题，并考虑了它在微机保护装置中的实现方法。

故障分量虚拟电压差夹角余弦母线保护方法

针对母线比率差动保护在区内故障有汲出电流情况下,由于元件灵敏度下降导致保护整组动作速度减慢或拒动问题,采用故障分量虚拟电压差夹角余弦的母线保护新方法。该方法通过平移故障分量电压信号的位置,计算平移得到的两个故障分量虚拟电压差的夹角余弦来判别区内和区外故障。在区内故障时,故障分量虚拟电压差方向相反,夹角余弦值为负值;在区外故障时,故障分量虚拟电压差方向相同,夹角余弦值为正值。最后通过理论分析和PSCAD(power systems computer aided design)搭建拉西瓦水电站模型验证了新方法在母线内部故障有汲出电流时,其动作裕度至少为比率差动保护的5.97倍;通过平行四边形定则分析并仿真验证了新方法不受母线区内故障高阻抗接地影响;且方法具有较强的抗电流互感器饱和能力。

利用正序电压余弦分量变化量识别振荡期间线路对称故障方法

电力系统振荡会导致输电线路距离保护误动作,振荡期间须闭锁距离保护,在振荡闭锁期间线路发生对称故障时须准确识别并开放距离保护。针对现有振荡闭锁期间线路发生对称故障时,保护动作时间长,故障识别灵敏度低的问题,提出一种利用保护安装处正序电压余弦分量变化量的快速识别振荡期间对称故障的方法,利用启动元件动作前后正序电压余弦分量差异构造振荡期间对称故障的识别判据,系统振荡期间,正序电压余弦分量变化量较小,对称故障时正序电压余弦分量变化量大,利用以上差异,实现了振荡期间对称故障快速准确识别,开放距离保护,快速切除对称故障。RTDS仿真结果验证了所提方法的有效性。

稳定控制装置故障跳闸判据在特高压交流电网中的应用

特高压电网对稳定控制装置的正确动作提出了更高要求。搭建了特高压交流输电线路仿真模型,分析了目前稳控装置中普遍使用的故障跳闸判据在特高压电网中的适应性,指出在线路对侧发生故障时此判据可能会出现拒动的问题。基于特高压输电线路发生故障跳闸后电气量的独特特性,提出了结合零序电流的单相故障跳闸新判据,以及结合相间余弦电压Ucos()???的相间故障跳闸新判据。利用RTDS实时数字仿真系统验证了判据的有效性和可靠性,实验结果表明:改进后的故障跳闸判据正确、可靠、有效。

负荷电流对非故障相相间距离继电器的影响

高压输电线路距离继电器受故障点过渡电阻以及负荷电流的影响,可能出现误动的现象。分析推导了在相间故障情况下相间距离继电器的测量阻抗,研究了线路负荷电流对阻抗继电器动作特性的影响。指出重载线路末端发生相间故障的情况下,位于送电侧的超前相的相间距离继电器存在误动的可能,位于受电侧的滞后相的相间距离继电器存在误动的可能。最后提出了相间距离继电器的改进措施。大量仿真测试与现场故障实例验证了理论分析的正确性以及所提方法的有效性。

适应换流站近区交流电网稳控装置的故障跳闸判据

当直流换流站近区交流电网线路发生短路故障时,装置安装处的电气量变化规律与传统电网差异较大。首先,基于直流换流站近区电网的实时数字仿真(real time digital simulator,RTDS)验证传统稳定控制装置(稳控装置)中故障跳闸判据的正确性,指出直流换相失败导致靠近换流站侧稳控装置拒动的原因;然后,通过分析短路故障期间电压序分量的特征,明确其与相电压的相对大小关系,进一步提出结合电压序分量和相间余弦电压的故障跳闸新判据;RTDS仿真结果证明新判据的有效性和可靠性。

适用于稳控装置的逆变站送出交流线路故障跳闸判据

直流换相失败给逆变站近区交流电网的故障特征带来了显著变化。理论分析了直流换相失败对逆变站送出交流故障线路的电流有效值的影响规律,指出了稳控装置所用的传统故障跳闸判据存在不适应场景的原因;进一步基于实时数字仿真平台(RTDS),验证了理论分析所述的不适应场景;通过分析直流系统短路后的交流等值网络,结合故障时电流序分量和相间余弦电压等电气量特征,提出了适应逆变站送出交流线路的故障跳闸新判据;最后,RTDS仿真结果验证了新判据的有效性和可靠性。

线路距离保护应对事故过负荷的策略

目前输电线路距离保护完全依赖于整定计算来躲过过负荷,而世界上诸多大停电事故均与事故过负荷相关,负荷转移后距离保护动作会引起事故扩大,因此必须寻找新的对策来防止线路距离保护在事故后过负荷时误动。摒弃了惯用的距离保护阻抗平面,提出基于电压平面的判据,该判据以补偿电压作为动作量,通过选择一个极化量作为参考量,在电压平面上构造一个动作区域,当动作量落在动作区域内时动作。在电压平面上,负荷点会落在两端电源的连线上,与阻抗平面相比,保护更加易于确定是否动作。该判据从根本上区分了负荷与短路,有效地解决了负荷转移后距离保护动作的问题,其应用有利于提高电力系统的安全稳定性。仿真实验验证了该方法的有效性。

基于m-Ucosφ平面识别振荡期间输电线路不对称故障的方法

距离保护作为输电线路的后备保护在电力系统广泛应用,但是系统振荡期间测量阻抗变化会导致距离保护误动作,在系统振荡期间需要闭锁距离保护,而系统振荡期间线路发生不对称故障时需要快速开放距离保护,现有距离保护利用电流不对称度识别振荡期间不对称故障,识别故障电阻的灵敏度低,无法快速开放距离保护。提出了一种综合利用保护安装处电流、电压特征识别振荡期间线路不对称故障方法,利用保护安装处的电压余弦分量反映故障点处的电压,建立了电流不对称度–电压余弦分量平面,从电流和电压两个维度综合反映系统振荡及线路故障特征,在此基础上,构建了系统振荡期间线路不对称故障的识别判据,提高了保护识别振荡期间线路不对称故障的灵敏性,缩短了距离保护开放时间,实时数字仿真系统(real time digital system,RTDS)仿真结果验证了本方法的有效性。