变压器差动电流保护的改善与研究

变压器差动电流保护简单、可靠,其原理具有绝对的选择性,但由于运行复杂,影响因素较多,某些保护监测具有不确定性。针对目前变压器差动电流保护应用中的特点和现状进行研究,提出优化变压器差动电流保护动作参数和动作逻辑的办法。经现场运行和具体事故分析表明,可以改善变压器差动电流保护的运行质量。

含逆变型分布式电源和分支负荷的配电网自适应电流差动保护

电流差动保护具有良好的选择性和灵敏性。但是,逆变型分布式电源(inverter-interfaced distributed generator,IIDG)和分支负荷接入改变了配电网的故障特性,现有配电网的电流差动保护面临拒动或误动的风险。为解决以上问题,该文在计及P/Q控制的IIDG和分支负荷的故障等值建模基础上,从故障点、IIDG和分支负荷的相对位置出发,挖掘配电网线路两端正序电流差的幅值特征以及正序电流故障分量的相位特征。在此基础上,提出一种正序电流幅值与故障分量相角阈值配合的双比例制动系数自适应差动保护方案,并且利用幅相平面分析所提保护判据的可靠性和灵敏性。最后通过PSCAD/EMTDC验证了所提保护方案的有效性,仿真结果表明该方案适应不同故障类型、位置和过渡电阻,且不受IIDG以及分支负荷接入的影响。

电流差动保护在海上风电低频送出线路中的适应性分析

低频输电技术在中远距离海上风电领域应用潜力巨大。电流差动保护是广泛应用的传统交流保护,面对电力电子型电源时其性能可能受到影响,故有必要研究其在海上风电低频输电系统中的适应性。文中基于故障复合序网推导了直驱风机和模块化多电平矩阵换流器的电源特性对故障电流的影响,理论分析了电流差动保护的适应性。为定量分析保护适应性,提出了基于改进节点方程的故障电气量计算方法,计算给定故障条件下的故障电流和保护判据取值,判断保护动作情况。研究表明,单相接地和两相短路时保护灵敏度降低,甚至可能拒动;两相接地和三相短路时,保护能正常动作。最后,建立PSCAD/EMTDC仿真模型验证了理论分析和计算方法的正确性。

超长海底电缆电流差动保护新方案

海底电缆作为确保海上风电场并网的重要纽带,其分布电容远高于架空线路,产生的电容电流不可忽略。目前的电流差动保护判据由于没有考虑分布电容且受到负荷电流的影响,抗过渡电阻能力较差,在超长海底电缆输电线路上的适用性不高。针对现有保护判据存在的问题,提出一种改进的电流差动保护判据,该改进判据对线路中较大分布电容电流进行了补偿,解决了正常运行以及区外短路时保护误动的问题,并减小了负荷电流对差动保护动作特性的影响,从而提升了抗过渡电阻能力。在PSCAD/EMTDC平台搭建220 kV长距离电缆线路模型,对所提的改进保护方案进行仿真分析,仿真结果表明,所提超长海底电缆电流差动保护新方案在确保区外故障可靠不动作的基础上,显著提高了区内故障的抗过渡电阻能力,是一种比较理想的高压电缆长线路电流差动保护方案。

基于差动电流与分布电容电流比值的直流线路纵联保护方案

分布电容电流会对直流线路纵联保护性能造成影响。文中以三端混合高压直流输电线路为对象,讨论分析了差动电流与分布电容电流比值的故障特征。由于差动电流和分布电容电流都会随着过渡电阻的增大而减小,采用差动电流与分布电容电流的比值作为判据,可以削弱过渡电阻对判据的影响,提高保护的灵敏性。基于此,提出了一种基于差动电流与分布电容电流比值的纵联保护方法。基于PSCAD/EMTDC的仿真验证表明,所提保护判据整定简单且天然具有故障选极功能,能可靠识别区内外故障,耐过渡电阻能力强且具有较高的灵敏性和可靠性。

考虑不可测T接负荷的配电网虚拟三端电流差动保护

采用电流差动保护可解决高比例分布式电源接入配电网引起的馈线保护问题。然而当馈线内存在不可测T接负荷分支时,差动保护只能利用被保护线路两端的数据构造判据,性能受到影响。为解决该问题,首先分析了不可测T接负荷对传统两端电流差动保护的影响。在此基础上,提出了一种虚拟三端电流差动保护方法。该方法将被保护线路内部的不可测T接分支等效为一个虚拟支路,利用故障前后线路两端的电压、电流数据估算该虚拟支路的电流相量,并与馈线两端的电流相量一起构成三端电流差动保护判据。仿真结果表明,该方法在无需T接负荷测量数据的前提下能够满足配电网在不同场景下的保护需求,相比传统的电流差动保护具有更高的可靠性与灵敏性。

基于故障信息同步的有源配电网电流纵联差动保护方法

在有源配电网中,分布式电源和负载点众多且分布广泛,故障的发生会受到各个节点的影响。不同的保护设备通常通过监测和分析电流、电压等参数判断是否发生故障,并通过采取相应的保护动作隔离故障区域。然而,由于有源配电网的复杂性和分散性,不同保护设备之间获取到的故障信息可能存在时钟偏差,导致保护设备对故障的判断存在误差,进而引发保护动作的延迟或错误。因此,文章设计并提出了一种基于故障信息同步的有源配电网电流纵联差动保护方法。该方法先对有源配电网故障电流特性进行分析,判断是否需要进行差动保护。在判断需要进行差动保护的基础上,为了确保保护设备之间获得同步的故障信息,使用时钟校正法同步各个设备的时钟,实现故障信息同步。同时,计算同步误差允许裕度,确定保护设备对于时钟偏差的容忍度范围;最后,基于故障信息同步方法,构建电流差动保护复合判据,实现有源配电网电流纵联差动保护。实验结果表明,所提方法的有源配电网电流纵联差动保护准确性较佳,整体应用效果好。

探究5G技术在配电网电流差动保护业务中的应用

主要探讨了5G技术在配电网电流差动保护业务中的应用。介绍了电流差动保护的基本原理和5G技术的优势,分析了5G技术在电流差动保护业务中的应用场景和实现方式,总结了5G技术在配电网电流差动保护业务中的应用优势。

高压直流输电线路电流差动保护新原理

通过分析直流系统控制特性作用下的输电线路故障特征,提出了一种新的高压直流输电线路电流差动保护原理。在分布参数模型基础上,利用两端换流站电压、电流量分别计算区内某点处两侧电流之和。区内故障时,得到的电流与故障支路电流相关,其值较大;区外故障及正常运行时,计算得到的是误差电流,其值很小。与行波保护相比,该保护能够可靠识别区内、外故障,可以在故障全过程投入,且具有可靠性高、对采样频率要求低、计算简单等优点。与现有的直流线路电流差动保护相比,该保护不受分布电容电流影响,故在暂态过程即可动作而无须等待暂态过程结束,动作速度快。仿真结果表明,在各种工况下,该保护都能灵敏、可靠地区分区内、外故障。

VSC-HVDC频变参数电缆线路电流差动保护新原理

电压源换流器型直流输电(voltage source converter HVDC,VSC-HVDC)控制系统复杂,故障承受能力差,且多采用参数频变特性明显的电缆线路。提出一种频变参数电缆线路电流差动保护新原理。它建立在分布参数模型基础上,由两端电气量分别计算线路中点电流,并由此构造差动判据。为计算频变参数线路沿线任一点电流,提出一种计算沿线电流分布的新方法。仿真结果表明,该保护都能灵敏可靠地区分区内外故障,且对采样频率要求低,不受线路频变参数和分布电容的影响。

输电线路新型电流差动保护的研究

提出一种新型数字式分相电流纵差保护。它与现有电流纵差保护相比具有两个突出的特点：一是利用GPS的时间传递以全新方式实现线路两端的同步采样；二是采用最新提出的故障分量瞬时值电流差动算法。该保护在实现方式和动作性能上表现出明显的优越性。文章概括介绍该保护的总体构成，重点讨论了基于GPS的同步采样技术和新的差动算法；同时给出了算法的EMTP仿真结果和装置的动模试验结果。

遵循IEC 61850标准的广域电流差动保护IED

应用多点信息的广域继电保护已经成为当前继电保护领域研究的热点,IEC61850系列标准的颁布使广域继电保护应用于现场成为可能。文中以广域电流差动保护智能电子设备(IED)为例,借鉴IEC61850功能分层结构、统一对象建模和抽象通信服务接口的特点,对其进行了建模,扩展了广域电流差动保护新逻辑节点,实现了各IED之间的互操作性。对广域电流差动保护IED的硬件实现进行了设计,采用插件式的硬件构成,阐述了逻辑设备与硬件插件间的一一映射关系。

采样值电流差动保护原理的研究

对采样值电流差动保护的原理与常规电流差动保护进行了比较研究,同时讨论了采样值电流差动保护中存在的动作边界变化区的特殊问题,定量给出了不同采样速率时动作边界变化区的范围,并简单说明了采样值电流差动保护动作出口的适宜速度。

纵联电流差动保护数据同步技术及通道切换时数据交换的研究

介绍了纵联电流差动保护利用数字通道进行采样时刻同步、采样序号同步及通道延时计算的原理,比较了采用不同同步方法时保护性能的区别,深入研究了双纵联通道不同切换方式下切换过程带来的通道延时变化对差动保护的影响。通过研究,明确了在通道切换过程中及切换完成后的一段时间内,纵联电流差动保护的同步是不正确的,保护必须有相应的对策,否则可能会不正确动作。

基于相关分析的暂态电流差动保护的原理与性能研究

研究了基于相关分析的暂态电流差动保护的原理与性能。首先从它既具有比幅功能 ,又具有比相作用的角度阐述了这种新型电流差动保护的原理 ,并讨论了该保护的动作判据的积分区间为 1周期时 ,它与常规电流差动保护是等价的 ;当积分区间为半个周期时 ,两者也存在类似的等价关系。在此基础上论述了新型电流差动保护的自适应性、快速性、灵敏性、选择性和可靠性。

数字电流差动保护中几种采样同步方法

线路各端电流采样的同步问题是实现数字电流差动保护的技术关键。本文介绍数字电流差动保护中几种常用的和最新提出的采样同步方法，并对各种方法的特点进行分析和比较。

复杂和应涌流及其对电流差动保护的影响

目前大多数和应涌流机理分析采用运行变压器空载模型,对运行变压器非空载情况下的复杂和应涌流研究较为有限。文中推导了当一台变压器空投、另一台变压器非空载运行时,变压器磁链、电源电流以及运行变压器负载电流的解析表达式,分析了复杂和应涌流的影响因素、关键特征以及对相邻发电机电流差动保护的影响。数字仿真、动模试验以及现场录波数据验证了分析结论的正确性。

直流馈入下的输电线路电流差动保护动作特性分析

基于不同交流系统故障下的直流系统等值故障分量电流暂态特性,分别对直流馈入环境下输电线路电流差动保护故障分量判据和稳态量判据的动作特性进行了分析。研究表明在一定条件下直流系统将降低电流差动保护动作的灵敏性,且故障分量判据受影响的程度更为严重;基于PSCAD/EMTDC的仿真验证上述理论分析的正确性。

Π模型电容电流补偿的同塔四回线电流差动保护

分析了超高压同塔四回线长距离输电线路分布电容对传统电流差动保护的影响。在此基础上,考虑同塔四回线相间及线间的电磁耦合,建立对应频域及时域下的同塔四回线12序(模)分量Π型等值电路模型,并基于各序(模)量等值电路分别提出频域及时域电容电流补偿方法。对无电容电流补偿,频域相量电容电流补偿及时域电容电流补偿等不同电流差动保护方案动作性能进行对比,结果表明在不同运行条件下采用时域补偿具有更佳的保护性能。

有源配电网电流差动保护应用技术探讨

有源配电网具有多电源、多分段、多分支、功率双向流动、弱馈等特征,传统三段式电流保护难以保证选择性和灵敏性,需要提供新的更有效的保护方法。基于该背景,将正序故障分量电流差动保护引入到有源配电网,探讨其应用原理与实现技术。针对不同的馈线结构,给出了适应性差动保护动作判据及门槛整定原则。针对配电网线路特点,提出并实现了基于故障信息的电流数据自同步方法。根据配电自动化通信体系最新进展,探讨了基于点对点对等通信实现差动保护数据交换的通信规约。基于智能配电终端平台,开发出正序故障分量电流差动保护样机并对其进行了综合测试,测试结果验证了所提保护方案的可行性。