基于IEC 61850的分布式母线保护方案

智能变电站是智能电网的关键组成部分,而基于IEC 61850的分布式母线保护研究与应用对于保障变电站的安全可靠运行具有重要意义。分析了IEC 61850的分层控制体系结构,提出了分布式母线保护的实现方案。基于IEC 61850的信息模型结构,研究了分布式母线保护设备的建模过程与方法。针对IEC 61850体系下过程层与间隔层的以太网通信网络,分析研究了分布式保护的采样值传输和通用面向对象变电站事件(GOOSE)传输实现方案。

利用线路暂态行波功率方向的分布式母线保护

为避免电流互感器(TA)暂态饱和问题,提出了一种新型的分布式母线保护:基于小波变换识别各线路的暂态行波功率方向,然后比较所有线路的暂态行波功率方向来判别母线区内外故障。该母线保护可以利用已有的输电线行波方向保护而不需专用的母线保护设备,可以利用小波算法解决分布式结构中的同步问题,因而比常规分布式母线保护更易于实现和节省投资。理论分析和EMTP仿真试验表明:该母线保护动作快速可靠,基本不受故障类型、故障过渡电阻、故障距离和故障初始角的影响。

基于数字化变电站过程层的分布式母线保护的研制

结合IEC61850协议特征、数字化变电站过程层的通信特点及母线保护的特殊要求等提出了基于数字化变电站过程层的分布式母线保护实现方案,并分析了分布式母线保护所涉及的关键问题之一同步采样控制方法,评述了分布式母线保护的通信模式。

基于IEC 61850过程总线的分布式母线保护研究

IEC 61850标准中所定义的过程总线为变电站各种分布式功能的实现提供了新的途径。本文分析了过程总线技术,重点介绍了SAV报文和GOOSE报文的两种多播发送机制,并提出了一种基于IEC 61850过程总线的分布式母线保护方案,该方案利用MAC多播地址、虚拟局域网和优先级等网络技术,可充分实现数据共享。利用OPNET Modeler网络仿真软件对该方案的通信系统进行了仿真分析,结果表明:采用多播技术可有效减少网络负载,SAV报文和GOOSE报文的时延要求均能满足。文末对可靠性问题进行了探讨,IEC 61850过程总线对变电站保护和自动化的影响还值得进一步深入的研究。

采用无线传感器网络的分布式母线保护

提出了将无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)应用于分布式母线保护的新理念,并针对无线传感器网络的特点,提出了采用比较行波方向作为分布式母线保护的故障判别原理,对于单母线、双母线运行方式分别设计了无线传感器网络的拓扑结构以及数据融合的处理算法,以具体的母线保护为例,评估了无线传感器网络的性能,并就实用化过程中数据传输的可靠性以及与现有电力网络的互联进行了探讨。通过仿真分析证明了无线传感器网络能够满足分布式母线保护的要求。

新型数字化变电站分布式母线保护

针对基于IEC61850通信标准的数字化变电站,提出一种分散计算并就地控制的新型母线保护方案。根据数字化变电站技术特征,构建了无主站分布式母线保护整体结构;分析了采样值报文和GOOSE信息的数据传输特征,基于以太网技术设计了联系过程层设备和间隔层保护装置的过程总线;利用非传统电流互感器无饱和的优点,将瞬时值电流差动保护原理应用到分布式母线保护计算中。分析表明所提方案结构简单、可靠性高、切实可行。

分布式母线保护通讯系统的研究

随着变电站综合自动化水平的提高,对通讯系统的要求也日益提高。本文首先比较了以太网与令牌环网,同时阐述了以太网的优越性。然后根据不同传输速率的以太网控制器给出不同的布线结构,实现32个数据采集节点每秒1200次数据采集的实时通讯。

就地化分布式母线保护性能分析

介绍了目前已有的分布式母线保护方案,并将环网无主机式结构的就地化分布式母线保护与传统的集中式母线保护装置,从继电保护的四性(可靠性、速动性、选择性、灵敏性)等方面进行了对比分析。通过分析和试验发现,就地化分布式母线保护在可靠性与速动性方面比传统母线保护存在优势,选择性和灵敏性上两者性能相同。同时,就地化分布式母线保护在安装和运行维护方面也有一定的优势。通过各项性能的对比,认为就地化分布式母线保护有潜力取代传统集中式母线保护,是未来新一代智能变电站母线保护的发展方向。

基于环网的就地化分布式母线保护研究

提出一种基于环网的有主分布式跨间隔就地化母线保护方案。每个间隔配置一台独立的保护子机,所有子机配置完全相同,选取其中的一台子机为主机负责和后台通信。每台子机与其左右相邻的两台子机采用两对千兆光纤连接,最终连接成两组独立的光纤环网。两者互为冗余,各子机采集本间隔的交流数据和开关量并上送环网,同时从环网上实时获取其他子机的数据。基于这些数据,各个子机独立进行保护逻辑运算,判断本间隔的保护行为,输出开关量。每台子机配备光旁路开关,在本间隔检修退出时将本间隔从环网中旁路去掉,不影响其他间隔子机的运行。经过现场运行验证,有主分布式母线保护在可靠性与速动性方面比传统母线保护存在优势,同时提高了现场运维效率。

数字化变电站分布式母线保护方案研究

分布式母线保护具有分散处理能力,是母线保护的主要发展方向.数字化变电站采用了先进通信标准IEC 61850和电子式互感器,为分布式母线保护的实现创造了有利条件.本文首先分析了母线差动保护对通信的要求及过程层网络的选择问题,然后设计了三种应用于数字化变电站的无主站分布式母线保护方案,从可靠性、经济性、协议支持等方面做了相关的对比分析,最后对适用于三种方案的母线保护原理进行了讨论.

基于导纳参数识别的分布式母线保护新原理

针对现有分布式母线电流差动保护受间隔数据采样不同步及传输延时影响的问题,提出了一种基于导纳参数识别的分布式母线保护新原理。通过引入电压量来计算导纳,定义各间隔导纳和的绝对值为差动导纳,各间隔导纳绝对值的和为制动导纳。当母线发生区内故障时,差动导纳等于制动导纳;当母线发生区外故障时,差动导纳反映母线对地的杂散电容,远小于制动导纳。利用差动导纳和制动导纳的大小关系能够可靠区分母线区内、外故障。EMTP仿真和实际录波数据分析表明:所提新原理无需各间隔数据采样同步,受传输延时影响小,耐过渡电阻能力强,在各种工况下均能可靠地区分母线区内外故障。

分布式母线差动保护耐同步误差能力分析

提出了最小同步误差允许裕度角的概念,用于描述分布式母线差动保护判据耐同步误差能力,推导得到表征同步误差对差动电流影响程度的相移系数。详细分析了母线结构、电流互感器饱和、制动系数以及不同步单元电流幅值和数量等因素对最小同步误差允许裕度角的影响方式,得出该裕度角的理论分析值。利用PSCAD/EMTDC建立了典型结构的母线系统模型,对理论分析进行了全面的仿真验证。验证结果表明,最小同步误差允许裕度角的理论值既可检验现有保护方案中各数据处理环节产生的同步误差是否超出保护承受能力,又可为判断各种同步方案和自同步技术是否符合母线差动保护的要求提供参考。

应用于数字化变电站的分布式母线保护的研究

结合IEC61850和数字化变电站的特征,分析了分布式母线保护将获得广泛应用的必然趋势,提出了一种基于数字化变电站的分布式母线保护方案,并针对大量数据的传输与处理、跨间隔的数据同步、分布式母线保护的功能分布等关键问题,提出了解决方案。

分布式母线保护技术及实现

分布式母差保护由于具有简化二次接线、减少占地面积、适应变电站综合自动化等需求而成为母线保护的发展方向。在总结已有分布式母线保护技术的基础上,阐述了有主站分布式母线保护的实现方法。新型分布式母线保护由主站(即中央处理单元(CentralUnit,CU))和间隔单元(BayUnit,BU)构成;在新颖的CT饱和检测方法的基础上提供了完善的电流差动保护功能;BU的就地判据更为分布式母线保护的可靠性提供了保证。母线保护同时提供基于PC机的网络拓扑图形化输入功能,以方便用户使用和保证母线保护的选择性,从而使得保护具有极强的自适应能力。

环网分布式母线保护装置就地化实现探讨

针对层次化继电保护控制系统中保护装置就地安放的需求,目前集中式母线保护直接就地安放存在功耗过大、回路复杂等问题,提出了基于HSR环网的分布式母线保护就地化实现方案。该方案中,各间隔配置独立的间隔子机,独立采集各个间隔的采样和开关量数据。通过双重冗余HSR环网将子机互联并共享数据,采用全主式设计方案,各子机独立逻辑判断,改进的插值同步技术使得母线保护不依赖于外界对时,同时增加光旁路设计,降低了母线保护运维的复杂性。该母线保护样机成功通过专业机构检测和试运行,验证了该方案的可行性。

智能变电站分布式母线保护实现方案

IEEE1588是关于网络测量和控制系统的精密时间协议(Precision Time Protocol,PTP)标准,其网络对时精度可达亚μs级。提出一种利用主单元中IEEE1588对时芯片的高精度时钟发生器,采用1588对时协议实现各个子单元采样数据同步,构建出智能变电站分布式母线差动保护的实现方案,描述了采样数据的同步处理及功能分布等。该方案的特点是差动保护不依赖于外部时钟的影响,可靠性高,符合国网公司的技术规范要求。

分布式母线保护在智能变电站中的应用讨论

本文针对分布式母线保护在智能变电站中的应用进行了讨论。介绍了智能化变电站的主要特点,智能化变电站与传统变电站的区别;分析了智能变电站分布式母线保护方案,讨论了不同母线保护的优劣,且结合实际,提出了分布式母线保护在智能化变电站中的建模设计方案,并给出了各个模块的基本构成情况。

分布式母线保护及其应用

分析了母线保护的发展趋势,介绍了分布式母线保护的原理及特点。针对分布式母线保护具有简化二次接线,能满足变电站自动化要求的特点,提出了分布式母线保护将成为母线保护的主要发展方向。

面向新一代智能变电站分布式母线保护

随着新一代智能变电站的提出与研究,作为重要元件的母线对继电保护提出了新的要求。文中介绍智能变电站分布式母线保护,提出分布式保护应用于层次化保护系统,及方向保护原理用于分布式保护。层次化保护控制系统的研发,给保护下放及分布式母线保护的应用带来机遇,同时结合高电压技术应用很广的方向保护元件技术,给母线保护配置方案带来更多的可选择性,使其更加灵活多变。

分布式母线保护构造及瞬时值差动原理的运用

数字化变电站技术是目前研究的技术热点。由于新型互感技术和智能开关技术的开发，以及网络通信技术的快速提高和发展，数字化变电站技术呈现出一次设备智能化、二次设备网络化的特点。笔者根据GOOSE信息的数据传输特征，通过对采样值报文的分析，在因特网技术的技术上设计了间隔层保护装置和联系过程层设备的过程总线；并且利用非传统电流互感器无饱和的特点，在分布式母线的保护计算中运用瞬时值电流差动保护原理。通过分析表明这种做法使得结构简单化，并且整体方案可操作性极强。