母线差动保护区外转区内故障再动作判据

文中根据故障时母线差动保护制动电流突变大的特点提出了保护启动判别方案,在启动之后保护连续判断3个差流采样点的幅值是否变化的特征,确定故障是区内故障或区外故障。判为区内故障时,开放差动保护,判为区外故障时,闭锁差动保护。考虑到由区外故障转换为区内故障时差动保护能够可靠动作,保护判为区外故障后需要投入差动保护的再动作判别;提出了2种基于差动电流采样值的差动保护区外转区内故障再动作方案。一种是基于差动电流采样值的再动作方案;另一种是将差动电流采样值差分处理后的差分再动作方案。

220kV GIS母线保护和线路纵联保护交叉区内故障分析

阐述220 k V母差保护和220 k V线路纵联保护动作基本原理,同时对一起典型的母线保护和线路纵联保护交叉区内GIS故障具体保护动作行为进行剖析,定位其具体故障范围。最后,通过对一次设备检查印证保护分析的正确性。此类GIS典型故障与保护动作行为分析的思路,为快速、准确判断并及时处理故障提供借鉴。

基于小波包分析与神经网络的变压器区内外故障判断方法

作为变压器主保护的瓦斯保护经常在发生变压器区外故障时误动作,严重影响了变压器和电力系统运行的安全性和可靠水平,准确识别区内外故障是解决瓦斯保护误动作的重要前提。研究了适用于区内故障仿真的变压器PSCAD模型,验证了该仿真模型与原有模型的一致性。设计了基于小波包分析的变压器区内外故障特征量提取方法,通过不同小波包能量的对比,分析了区内外故障时差动电流的特征。基于小波包能量差异性,提出了利用神经网络进行区内外故障识别的方法。通过具体算例验证了方法的正确性和有效性。

基于卷积神经网络的输电线路区内外故障判断及故障选相方法研究

在分析深度学习模型之一——卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的结构及原理的基础上,提出基于卷积神经网络的输电线路区内外故障判断及故障选相新方法。提出了采用两个softmax分类器的CNN网络结构,用同一CNN网络同时解决了区内外故障判断和故障选相两类非独立分类问题,实现了两种非独立分类问题的权值共享。数字仿真实验和实际现场故障数据测试结果表明:文中构建的数学模型,能同时实现区内外故障判断和故障选相,对采样率要求低,不需要整定任何参数,不受系统频率、故障位置、负荷电流、过渡电阻等因素的影响,结果准确可靠。

利用多分辨奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路区内外故障识别方法

提出一种基于多分辨奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路区内外故障识别方法,可准确将本侧区外故障、区内故障以及对侧区外故障区分开。进行小波多尺度分解,求得各层的奇异谱熵,将每层的奇异谱熵组成一个特征向量,特征向量分成训练集和测试集,将训练集进行训练得到支持向量机(support vector machines,SVM)分类器的参数,用测试集进行测试,预测结果就是对不同位置故障的分类。大量仿真验证表明:基于多分辨奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路区内外故障识别方法能可靠识别本侧区外故障、区内故障和对侧区外故障。

基于频谱特性的HVDC区内外故障快速识别

高压直流输电(HVDC)系统区内外故障快速判别是实现故障保护的基础。由于直流滤波器、平波电抗器以及线路分布电容等作用下,区内外故障时,直流电流信号传播至保护安装处所经历的物理边界存在较大区别,导致直流电流频带能量分布具有明显差异。该文采用总体经验模态分解法(EEMD)对HVDC系统故障时的直流电流信号进行分解,将信号分解为几个固有模态分量(IMF)之和。然后,计算各模态分量的能量,通过对比分析,找出特征区别,进而定义能量比判据用于区分正常、区内、本侧区外以及对侧区外故障。该方法仅采用直流电流信号,简单易实现,能够满足快速性和选择性要求。最后,通过对HVDC多种工况下的大量故障进行仿真分析,验证了该方法的有效性和鲁棒性。

基于单端行波信号的输电线路区内外故障智能判断方法

根据故障行波的传输特性和折、反射机理,提出了一种基于单端行波信号的输电线路区内外故障智能判断新方法。该方法通过门控循环单元搭建了一个深度学习分类网络,根据线路长度将单端故障行波信号切割为短序列作为神经网络的输入,输出为反向区外故障、区内故障、正向区外故障三种故障位置的概率,并采用自适应Adam优化算法训练神经网络的参数。算例结果表明,所提方案充分有效地利用行波信号中的故障特征,能准确辨别输电线路区内外故障,在线路的首末端均具有较高的鲁棒性,且在高噪声干扰的情况下仍能保持良好的准确率。

基于电流分布系数的母差保护非故障相饱和判别

当发生母线区外故障,故障支路的非故障相电流互感器(CT)出现饱和时,为防止母差保护误动作,提出基于电流分布系数识别故障支路非故障相饱和的方法,识别出非故障相饱和后闭锁母差保护。采用该方法计算母线区外故障时电源支路的故障相电流分布系数及"母线二次故障"时电源支路的"二次故障"相电流分布系数,并对比两者计算结果。若计算结果不一致,说明"二次故障"为非故障相饱和;若计算结果一致,说明"二次故障"为母线区内或区外故障。实时数字仿真(RTDS)结果表明,在不降低母差保护动作速度的前提下,该方法能快速准确识别故障支路非故障相饱和,可靠防止母差保护误动。

基于单芯移相变压器的差动保护配置研究

移相变压器能够有效调控潮流,为保障电力系统安全可靠运行,为移相变压器配置性能优良的保护不可或缺。以某示范工程的35 kV单芯对称型移相变压器为研究对象,提出相应的本体保护方案。首先,基于基尔霍夫电流定律和电磁感应定律分析其运行特性。然后,结合其拓扑结构,设计了保护用电流互感器的安装位置,构建了电平衡差动保护和磁平衡差动保护方案。此方案可覆盖单芯移相变压器内部各绕组和绕组引线相间故障以及各绕组匝间故障。最后,基于Matlab/Simulink平台搭建单芯移相变压器模型,通过设置本体内部典型故障,验证了提出的两种差动保护配置方案的有效性。

配电网故障分界技术应用情况分析与改进措施

文章介绍了配电网分界开关实现故障分界、减少故障停电的作用及其工作原理;然后,指出了现场应用的短路故障分界技术存在整定以及与上下级保护配合不当的问题,并对此提出了改进措施;最后,分析了基于稳态零序电流的接地故障分界方法出现误动与拒动的原因,并指出可通过适当提高电流定值以及采用暂态零序电流幅值法解决误动与拒动问题。

配电线路暂态保护故障行波特征的研究

配电线路区内、外故障时暂态分量频谱能量差异不明显,使得暂态保护原理难以应用于配电线路单端保护。通过行波网格法分析了配电线路区内、外故障行波的传播规律及特点,提出在线路边界处并联接入适当通频带的带通滤波装置,以此强化区内、外故障时故障暂态电压频谱能量差异。PSCAD/EMTDC仿真和模拟试验结果表明:安装了带通滤波装置的配电线路区外故障时,通频带内的故障行波流经带通滤波装置后发生较大衰减;区内故障时故障行波未通过带通滤波装置而几乎没有衰减,区内、外故障时暂态电压分量频谱能量差异非常明显。利用这种差异可以准确区分区内、外故障,这为暂态保护原理在配电线路单端保护中的应用提供了有效的理论依据和解决方案。

一起220kV线路发展性故障引起母线解列的事件分析

对某电厂一起220 kV线路接地故障进行分析,依据现场记录的甲线"高频距离、距离I段"保护动作和220 kV5号母线母差动作的情况,对线路保护动作录波图、母差保护动作录波图进行分析,初步判定故障为L3相接地故障,同时从其发展趋势判定其为发展性故障。为确定故障点位置,对5号母线、厂站甲线间隔绝缘情况和线路上设备进行了检查,发现甲线L3相断路器动弧触头断裂,缓冲器油缸(外壳)底部焊口有砂眼,并有油迹。为此,分析了区外故障(甲线53号铁塔L3相接地故障)转换为区内故障(甲线L3相断路器)的原因,认为缓冲器油缸底部焊口有砂眼,变压器油从砂眼处渗出挥发,油量逐渐减少,导致缓冲效果下降是引起故障的主要因素。建议加强220 kV气体绝缘金属封闭式开关设备日常维护和变压器油油位监视或渗漏监视。

转换性故障母线差动保护动作慢问题分析

针对母线上挂有负荷变压器模型,RTDS仿真试验中母线差动保护在区外转区内故障时动作慢问题,分析了单相故障时非故障相制动电流突变较大的原因,同时结合保护判据对差动保护动作慢原因进行阐述,提出了差动保护区外转区内故障再动作方案改进措施,最后通过RTDS仿真试验结果,验证了结论的正确性。

基于暂态信息的配电网故障分界技术应用研究

文章分析了目前广泛采用的基于稳态零序电流的接地故障分界方法出现拒动的原因。提出了一种采用特征暂态频带零序电流幅值法实现故障分界的算法,重点解决中性点经消弧线圈接地系统中,分界开关的拒动问题。最后,建模仿真验证了方法的可靠性和准确性。

基于电流突变采样值轨迹特征的快速母线保护

新能源电源提供的短路电流幅值受限,故障特征弱化,影响母线故障的快速准确识别。该文利用三相电流同一采样值突变量快速提取电流突变特征,将母线各支路电流进行分组,分别构造了两种启动元件,根据启动元件的动作时序,快速识别母线区内、外部故障和区外转区内故障。建立了母线多支路分组电流突变量采样值的分析平面,经过极性转换与采样值积分,直观反映母线区内外故障时电流突变采样值的运动轨迹,在此基础上,建立了识别母线区内外故障的保护动作区。利用实时数字仿真平台(real time digital system,RTDS)建立仿真系统,仿真结果表明,母线故障时,启动元件动作时间小于1ms,利用电流突变采样值轨迹可以快速识别区内外故障及转换性故障。

备自投组在110kV扩大外桥和10kV单母Ⅳ分段主接线变电站中的应用

通过对110kV扩大外桥和10kV单母Ⅳ分段的接线方式下主要运行方式的分析,给出了在110kV侧和10kV侧各配置两个备自投来实现全站备自投的方案。110kV备自投除了考虑两条进线互为备用的逻辑外,还考虑了主变区内故障时备自投的动作逻辑,同时通过110kV备自投动作逻辑直接动作于部分10kV侧开关,大大缩短了10kV侧的停电时间;10kV侧桥备自投逻辑在动作时,考虑了各台主变过负荷的情况,一旦预测到动作后主变会出现过负荷,则备自投放电,防止在备自投动作后出现主变过负荷而造成事故的扩大化。

基于PWM波形特征的励磁涌流识别方法

在分析励磁涌流与区内故障电流波形特征差异的基础上,提出了一种利用调制得到脉冲宽度调制(PWM)波形特征来识别励磁涌流的方法。分析了利用励磁涌流调制得到PWM波形与利用故障电流调制得到PWM波形的差异,设置了2个判据来识别励磁涌流和区内故障电流。所提方法原理简单,灵敏性好,具有一定抗电流互感器饱和能力,可靠性高。MATLAB仿真结果表明,所提方法可准确、快速识别各种情况下的励磁涌流和变压器区内故障电流。

变压器多侧励磁涌流产生机理及对差动快速动作区影响研究

多侧励磁涌流特征类似区内故障,容易造成变压器差动保护快速动作区误动作。研究了两种多侧励磁涌流产生的机理并分析了其对不同类型差动保护快速动作区的影响。第一,变压器高压侧空投致铁芯饱和时高压侧和低压绕组中均产生励磁涌流的机理及其对分相差快速动作区的影响;第二,自耦变区外故障切除致铁心饱和时高、中压侧及低压绕组均出现励磁涌流的机理及其对纵差快速动作区的影响。基于对两种励磁涌流产生机理及特征的分析,提出分相差不宜配置快速动作区,而纵差快速动作区判据也应采取防误措施,并提出了具体防误方案。经多次实验验证,该方案可有效防止纵差快速动作区误动作。

MCD光纤电流差动保护动作后不能正常录波原因分析

详细叙述了早期投运的MCD光纤电流差动保护正确动作后不能正常录波的原因,提出了改进措施及提示。

特高压线路固有频率特征分析及其在继电保护中的应用

利用分布参数等值特高压输电线路,分析不同故障类型情况下暂态高频分量的特征,提出一种基于暂态高频分量频域特征的故障类型识别和保护方案,讨论了实际应用中的关键问题及解决方法。通过多信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法分析故障后三相电流的频谱,计算线路一侧的电流频谱相关性和电流频谱能量,利用其进行故障识别和确定故障相,在此基础上,利用线路两侧故障相的电流频谱相关度判断区内、外故障。利用PSCAD对特高压线路模型进行了仿真验证,仿真结果证明了保护判据的有效性。