考虑保护时限特性的电压暂降频次评估

为了更合理刻画电压暂降持续时间,充分考虑了线路保护时限特性对电压暂降持续时间的影响,在传统电压暂降频次评估模型基础上,采用故障点法建立了线路保护时限特性与电压暂降频次之间的映射关系,反映了保护动作切除故障的实际过程。对IEEE-30节点系统进行了仿真分析,结果证明不同的保护时限特性对电压暂降频次评估结果有明显影响,忽略线路保护的时限特性将使评估结果产生较大误差。所提方法原理简单,适用性强且更符合实际,具有一定的理论及工程实用价值。

县级电网保护时限级差配合的全局优化策略研究

针对县级电网保护时限过长的缺陷,提出“县级电网保护时限级差配合的广义动作时间”作为县级电网的风险指标,采用约束区间编码的遗传算法建立基于此风险指标的县级电网保护时限级差配合全局优化数学模型。通过优化计算荆州市220 kV变电站及其供电路径的实际数据,可得出该方法可有效减少县级电网保护的动作时间及广义动作时间,降低电网运行的风险。

企业电网定时限保护时限级差的分析及对策

企业供电系统中,大多为单侧电源辐射形 网络,按定时限△t为0.5秒的阶梯配合原则, 时限级差配合困难,在系统的最终端,出线保 护会出现整定时限为零秒甚至为负值的现象, 图1 系流示意图 使保护失去选择性。见图1。又由于企业输电线路(通常只有几百至几千米),线路阻抗小,负荷电流大,难以采取其它补救措施,一直是企业电网继电保护的薄弱环节。

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。

含逆变型分布式电源和储能系统的配电网反时限过流保护定值优化方法

高比例逆变型分布式电源(IIDG)和储能系统(ESS)接入配电网,导致传统反时限过流保护存在误动或拒动问题。在IIDG和ESS故障等值模型的基础上,分析IIDG和ESS对传统配电网反时限过流保护特性的影响;以保护选择性要求为约束条件,建立以速动性和灵敏性为优化目标的反时限过流保护多目标优化模型;基于标准多目标粒子群优化算法,引入自适应惯性权重、学习因子、网格密度与柯西变异因子,提出一种含IIDG和ESS的配电网反时限过流保护定值优化方案,并结合基于层次分析法和客观赋权法综合权重的理想逼近法对模型进行求解。通过PSCAD/EMTDC仿真验证了保护优化模型和求解方法的有效性与优越性。

变压器油温加速的反时限过电流保护方法

针对当变压器处于重负荷且变压器油温达到报警温度其内部发生轻微故障时,传统反时限过电流保护不动作或动作时间过长的情况,提出一种变压器油温加速反时限过电流保护的新原理及其优化整定方法。首先,引入变压器油温因子和加速指数对反时限特性曲线进行修正;然后,根据反时限保护动作时限配合关系建立数学模型进行优化整定。最后,基于现有理论分析和仿真验证结果,得出所提新方案能够在保证选择性和可靠性的前提下有效提高保护的速动性和灵敏性。

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。

基于改进灰狼算法的配电网反时限过电流保护定值优化

随着分布式电源接入配电网,改变了电网结构,导致故障电流特征越发复杂。本文针对配电网反时限过电流保护定值优化问题,提出一种基于改进灰狼算法的反时限过电流保护(ITOCP)定值优化算法。首先,针对反时限过电流保护参数约束复杂、关联性强的特点,引入静态惩罚函数对约束项进行处理,建立一个含静态惩罚函数和保护动作总时间的新颖的配电网ITOCP优化模型;其次,为了避免参数寻优陷入局部最优,引入比例调节因子改变全局搜索和局部搜索的比例,浮动因子优化灰狼个体的活动范围。提出一种改进的灰狼算法对ITOCP的时间系数和启动电流进行优化整定,缩短配电网故障保护动作时间,实现故障的快速有效切除。最后,以含分布式电源的IEEE 15节点配电网的两相短路电流故障和三相短路电流故障为例,验证所提方法的有效性和优越性。

整流机组进线增设反时限过负荷保护优化研究

在整流机组进线原保护配置的基础上,提出增设反时限过负荷保护的优化方案,对反时限过负荷保护进行整定,得出不同反时限特性曲线的下限整定值,提出合理化建议,并通过不同的电流值举例验证整定曲线的合理性。

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。

考虑电流瞬时频率特性的水上浮吊供电系统定时限过流保护方法

水上浮吊供电系统中,通常含有多台大功率异步电动机,多个电动机在并网启动时会产生较大的启动电流,当各电机启动电流叠加,可能导致变压器电流激增,触发过电流保护误动,给工业生产带来巨大损失。本文首先基于异步电动机等效模型,揭示了冲击电流的产生机理和箱式变压器保护误动原因;接着针对水上浮吊电机断续周期工作场景,提出了随机运行场景生成方法,基于希尔伯特黄变换技术,对系统的故障短路和电机启动状态下变压器的电流信号进行瞬时频率特性分析,揭示不同状态下箱式变压器电流的瞬时频率特性差异,在此基础上构建定时限过电流主动闭锁模块,确保浮吊供电系统正常工作时的可靠供电;最后通过湖南省某水上浮吊系统的仿真模型对所提出的保护方案进行了验证。

基于双曲正切函数动作特性的风电场集电线路反时限保护方法

为解决风电场集电线路保护存在的选择性失配与速动性弱化问题,分析风电场集电线路保护与箱变熔断器间的动作配合策略,理论推导双馈异步风电机（doubly-fed induction generator,DFIG）故障电流稳态工频交流分量幅值随电压跌落程度与Crowbar阻值的变化规律,揭示集电线路保护发生选择性失配的机理与速动性弱化的原因。提出一种基于双曲正切函数动作特性的风电场集电线路反时限保护方法,实现风机箱变熔断器与集电线路保护之间的反时限动作特性配合。利用PSCAD/EMTDC搭建含DFIG的规模化风电场模型模拟多种故障条件对集电线路反时限保护方法进行验证,仿真结果表明该方法能够全面优化熔断器与集电线路保护的配合特性,解决不同集电线路保护之间的选择性失配难题,同时大幅提升动作域内集电线路保护的速动性能。

反时限电流保护整定计算相关问题研究

分析比较了不同平坦度特性的反时限电流保护特点并提出其适用范围。通过建立反时限特性方程,对反时限电流保护之间的配合进行了理论分析,依据保护范围内时间差关系,得出满足选择性的2个结论:在被配合线路出口故障时上下级保护动作时间有级差;上级保护的电流倍数小于下级被配合保护的电流倍数。该结论适合于任意开环、闭环网络。在该结论基础上对反时限保护提出了切实可行的整定方案。最后,对定时限与反时限电流保护配合以及反时限与定时限电流保护选择性配合进行了分析。

一种微机型反时限过激磁保护的实现方法

采用三相线电压的采样值计算过激磁电压的有效值,仿真结果表明该算法与系统频率无关,计算精度高。采用傅里叶变换计算出被测电压的实部或虚部值,并作为线性插值法的输入值,查找与实部或虚部值相邻的2次过零点的时间差,计算系统的周期和频率。仿真结果表明该算法不受谐波和直流分量影响,计算精度高。借助有效值的概念和抛物线插值方法实现反时限过激磁保护功能,该方法能较好地拟合发电机、变压器过激磁的曲线,满足工程设计要求。

配电变压器反时限过流保护系统

设计了一种以AVR单片机为控制器的配电变压器反时限过流保护系统,该系统能实时监测变压器负载大小,根据负载情况进行报警、切闸,能实现自动重合闸功能,能进行故障记录及查询。文中重点介绍了反时限保护的算法、计算时间差存在的问题及对策、校表遇到的问题及解决办法。

自适应神经元方法实现输电线路反时限过电流保护的研究

本文论述了一种基于自适应神经元方法实现输电线路的单片机反时特性曲线的新技术。该技术在对故障电流量进行测量、分析和判断的基础上 ,采用三种典型的反时限特性方程 ,基于自适应神经元的方法 ,综合考虑线路故障状态的特征 ,使用三个自适应神经元 ,并根据单个神经元的智能控制算法 ,推导出自适应神经元的反时限保护特性算法 ,从而解决了单片机不能实现的反时限指数运算 ,减小或消除了采用查表法的相对误差和时延。该方案具有很强的实用性。

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.

适用于输电线路的单片机反时限过流保护

本文论述了一种用单片机实现反时限特性曲线的新技术，对所采用的分区查表法及其误差特性进行了分析，并且提出了硬件配置和软件设计方法。

微网反时限低阻抗保护方案

为解决传统配电网保护在不借助通信技术的情况下,很难满足微电网线路保护的复杂要求,提出了一种基于负荷阻抗的反时限低阻抗保护(inverse-time low-impedance,ITLI)方案。在微电网结构及故障特点的基础上,类比传统反时限过电流保护,对新型保护的原理、反时限动作特性、配合及整定方法进行研究,给出保护的特点及配置方法。分析过渡电阻对反时限低阻抗保护的影响,并提出低电压加速和配合加速2种改进方法。ITLI保护方案无需借助通信技术,不仅不受微电源控制方式影响,而且适用于微电网并网与孤岛2种运行状态。利用PSCAD/EMTDC建立微网模型,仿真结果表明,ITLI保护方案在不同运行方式下均具有良好的动作特性,并具备较好的抗过渡电阻能力。

考虑分布式电源稳定助增效应的电压修正反时限过电流保护方案

为解决由于分布式电源（distributed generation,DG）助增效应导致传统保护方案难以同时满足选择性和灵敏性要求的难题,从理论上揭示DG接入前后反时限过电流保护动作行为特性随故障点位置移动的变化规律,分析DG接入对反时限过电流保护性能造成的影响,提出一种具有高灵敏性的电压修正反时限过电流（voltage correction based inverse-time overcurrent,VCITO）保护方案,利用故障下电网电压的自然分布与测量电压随故障位置移动的变化规律,构造电压修正因子与电压梯度指数对反时限特性曲线进行修正。VCITO保护方案基于保护本地信息整定动作时间,在确保保护选择性的同时实现速动性最优化。利用PSCAD/EMTDC建立典型35k V含DG电网模型对VCITO保护方案进行验证,仿真结果表明该方案能有效解决传统反时限过电流保护在DG接入场景中存在的选择性失配与速动性弱化问题,且具有较强的灵敏性。