辽宁电网零序电流反时限保护速动性分析

以"强化主保护、简化后备保护"为基本思路,2011年6月,辽宁电网500 kV系统零序电流后备保护由定时限方向零序过流保护改为反时限方向零序过流保护。根据RCMbase2000系统提供的故障计算数据,分析由反时限零序电流保护代替定时限零序保护所带来的保护性能的改变,尤其是带来的保护相继动作特性的改变。

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。

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。

基于特性参数自适应修正的花瓣式配电网反时限过电流保护方法

闭环运行的花瓣式配电网具有更为复杂的故障特性,导致传统保护方法难以满足选择性和速动性要求。针对这一难题,分析了花瓣式配电网的短路故障电流特性,揭示了故障点上、下游故障电流随故障位置移动的变化规律,并指出定时限过电流保护与标准反时限过电流保护应用于花瓣式配电网时存在的问题;结合花瓣式配电网的故障电流特性,提出一种基于特性参数自适应修正的反时限过电流保护方法,仅利用本地电流信息对反时限特性参数进行自适应修正,能够在保障保护选择性的同时显著提升保护速动性;基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建10 kV花瓣式配电网模型对所提保护方法进行验证,仿真结果表明该保护方法能在提升保护选择性和速动性的同时,克服传统保护方法应用于花瓣式配电网时的局限性。

小电阻接地系统高阻接地故障反时限零序过电流保护

目前小电阻接地系统接地保护主要采用零序过电流保护,其保护动作值较高,但发生高阻接地故障时保护装置容易拒动。结合反时限过电流保护的特点,在分析小电阻接地系统单相高阻接地故障零序电流分布特征以及零序电压与零序电流关系的基础上,提出了一种新型的反时限零序过电流保护方法。通过各出线保护间的时间配合可使保护装置的启动电流定值无需躲过本线路的最大电容电流,并且通过构造修正系数来提高高阻接地故障时检测到的等效零序电流的大小,从而提高高阻接地故障保护能力,消除因电流互感器测量误差而造成的拒动问题。

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.

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。

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。

改进的配电网反时限过电流保护

配电网反时限过电流保护的动作特性与保护配合会受到接入的分布式电源影响。分析了反时限过电流保护的动作特性,在此基础上提出了基于通信的反时限过电流保护方案,该保护方案借助通信信道将分布式电源支路的故障助增电流数据发送至上级线路保护,改善了保护间的配合特性。在反时限动作方程中引入低电压加速因子构成低电压加速反时限过电流保护,改进了动作方程中时间常数的整定方法,在保证上下级保护配合特性的同时加速了保护的动作时间。PSCAD仿真结果验证了所提反时限过电流保护方案的有效性。

对输电线反时限零序电流保护选择性的分析

通过对接地故障零序电流分布的分析,讨论了特殊电网方式下输电线零序反时限电流保护不能保证选择性的问题。即在某些情况下,相邻线路中的零序电流不一定小于故障线中的零序电流。从而可能造成相邻线路反时限零序保护的误动,即使考虑相继动作也不能保证其选择性。作为零序保护简化的一种选择,宜在反时限特性中增加一段附加延时,将反时限零序保护作为接地距离保护的补充,用以反应高阻接地故障。

含大量DPVS的配电网反时限电流保护研究

随着大量分布式光伏发电系统(DPVS)的接入,配电网线路故障电流分布将产生很大变化,这对装有反时限电流保护的配电网线路产生较大影响。对DPVS提供的故障电流特性及DPVS不同时被切除进行分析,结合大量DPVS接入对配电网反时限电流保护时间配合影响研究,提出新的反时限电流保护方法,该方法通过对变化电流进行微分求和,比较前后获得的相关数据最终确定最短跳闸时间,以增强配电网对大量DPVS接入的适应性。最后基于PSCAD/EMTDC平台进行仿真。

低阻抗加速反时限过电流保护

常规反时限过电流保护广泛应用于配电网中。由于整定计算方法的要求,在最小运行方式下,靠近电源的保护动作延时通常较长,速动性差。因此,该文提出一种采用测量阻抗作为加速因子的低阻抗加速反时限过电流保护。对于区内短路,可以有效减小动作延时;对于区外短路,可以保证上下级保护的配合关系。通过仿真分析验证了所提保护原理及其在含有分布式电源配电网中动作的正确性。

小电阻接地系统接地故障反时限零序过电流保护

现有的小电阻接地系统接地保护主要采用定时限零序过电流保护,定值较高,高阻接地时容易拒动。结合反时限过电流保护的特点,在分析小电阻接地配电网单相接地故障零序电流分布特征的基础上,提出一种改进的反时限零序过电流保护方法。通过各条出线保护间的横向配合,可使保护的启动电流定值无须躲过本线路的最大对地电容电流,显著降低了其启动门槛值,提高了高阻接地故障保护能力。通过MATLAB仿真验证了提出的反时限零序过电流保护的速动性和可靠性。

配电网DG对反时限过电流保护的影响

针对分布式电源(DG)接入配电网后可能引起保护误动作的问题,分析了分布式电源接入配电网后对短路电流的影响,推导了各种情况下短路电流的计算公式,分析了反时限过电流保护误动作的可能性,对一个10 k V配电网的反时限过电流保护的启动电流和时间特性系数进行了整定计算,仿真分析了短路电流和动作时限的变化及反时限过电流保护误动的可能性.结果表明,仅当DG所在线路上DG上游发生故障时,处于故障点和DG之间的保护发生误动作的可能性较大.

配电网反时限过电流保护优化整定方法

提出一种含分布式电源的配电网反时限过电流保护优化整定方法。以配电网主保护与后备保护的总动作时间最小为目标函数,考虑保护选择性要求等约束条件,建立保护优化整定的数学模型;通过设置动态参数并引入最优解权重改进和声搜索算法,提高算法收敛速度和获取全局最优解的能力。利用改进的和声搜索算法求解模型。优化整定参数基于配电网各故障点的短路电流获得,在计算短路电流时考虑分布式电源对短路电流的贡献,使优化整定结果适用于含分布式电源的配电网。对两相、三相短路故障分别进行保护离线优化整定,实时根据故障类型自动选择优化整定参数,克服保护易受故障类型影响的缺陷。仿真结果表明,所提方法可有效提高有源配电网反时限过电流保护的选择性和速动性。

基于改进的SOS算法的反时限过电流保护协调优化

通过优化设置继电保护定值,可以优化电力系统中继电保护装置的协调性,减小继电器动作时间,提高电力系统的可靠性。文中针对配电网中保护的协调配合问题,将反时限过电流保护的整定计算转化为一种含有多个约束条件的非线性规划问题,提出了一种基于改进的SOS算法的反时限过电流保护协调优化方案。在IEEE 3节点系统和IEEE 8节点系统中的仿真结果表明,改进的SOS算法具有更好的收敛速度和精度,能够克服解陷入局部最优,基于改进的SOS算法的保护优化协调方案能够提高保护的速动性。

反时限过电流保护与改进距离保护整定的配合

配电网中距离Ⅱ段保护与反时限过电流保护作为主/后备保护对时,为了满足选择性要求,通常会增加距离Ⅱ段保护和反时限过电流保护的动作时间。对此,提出了一种改进保护动作特性的保护配合方案,改进后的距离保护将距离Ⅱ段保护分拆为两个阶段,与之相配合的反时限过电流保护动作曲线在T-L坐标系中自适应向下移动,以此可减小主保护和后备保护的动作时间。IEEE8节点系统仿真结果表明,改进后的保护方案在主/后备保护对满足选择性的基础上,能减小系统的平均动作时间,提高保护的速动性,且保护配合无需通信设备。

分布式电源对反时限过电流保护的影响

分析了反时限过电流保护的动作特性,对一个10k V配电网的反时限过电流保护的起动电流和时间特性系数进行了整定计算,计算了分布式电源接入配电网后短路电流和动作时限的变化,对比不含分布式电源的计算结果,得出结论:分布式电源的接入,对上游的故障影响较小;分布式电源下游发生故障时,对下游的故障短路电流起助增作用,将使其动作速度变快,而上游保护的动作时限将变长,作为远后备保护可能失去意义,严重的情况下,可能会拒动。

基于改进灰狼算法的DG接入配电网反时限过电流保护定值优化

反时限过电流保护在含分布式电源的配电网中应用广泛,但其定值整定大多依赖工程经验,限制了实际的工程应用。为此,提出一种基于改进灰狼算法(GWO)的DG接入配电网反时限过电流保护定值优化方法,在保护动作特性方程和对保护灵敏性、速度性、选择性要求的基础上建立优化模型。为克服灰狼算法容易早熟、收敛精度低等缺陷,在保留可调参数少这一优势的前提下,引入了佳点集初始化、收敛因子指数衰减、变异和启发式参数确定这4种策略对灰狼算法做了改进。仿真算例验证了所提模型在两相和三相故障下的可行性与优越性,并探讨了时间级差对整定的影响、将来算法优化和工程应用的方向,为大规模DG接入配电网的保护定值优化问题提供了研究思路。

反时限过电流保护的Tailor求取法

本文着重介绍了反时限过电流特性曲线中指数运算转换为微机处理器能够处理的运算的问题。目前常用的微机反时限过电流保护算法往往占用大量内存空间,或者会有较大误差,且计算量大。针对这些问题,本文提出了另一种算法。该算法利用Tailor展开和数据存储相结合的方法,实时计算反时限过电流保护动作时限,所需内存较小,且计算速度快。该算法精度可以达到0.1%,具有较强的实用性。