基于暂态电流导数的煤矿直流配电线路无通道保护

煤矿直流供配电线路故障电流具有幅值大、上升率高的特征,是威胁供电系统安全稳定的重要因素。利用直流配电系统电气特征实现故障识别的方法较少考虑保护设备的实际情况,难以处理设备误差及扰动,不满足继电保护的可靠性要求;而基于电力电子变换器的主动保护方法则较少利用故障电气量信息,仅依靠设备动作特性实现故障切除,往往不能满足继电保护的速动性要求。针对上述问题,提出一种基于暂态电流导数的煤矿直流配电线路无通道保护方案。将直流侧并联电容放电电流的二阶导数作为保护加速判据,若满足加速判据则启动加速动作,若不满足加速判据则按照断路器既定延时动作。故障发生时,电流均指向故障点,则可利用功率流向的变化初步判断故障方向,构成无通道保护,使故障线路两端断路器加速跳开,从而缩短故障切除时间。仿真结果表明,在不同故障发生位置、过渡电阻及故障类型条件下,若加速动作能够有效启动,则基于暂态电流导数的煤矿直流配电线路无通道保护方案可快速切除故障,减少故障时间;若加速动作不能启动,保护方案也能按照既定延时配合实现故障类型和区段的确定并切除故障。

二纤通道保护环自愈分析

光传输网络作为现代通信的基础承载网络,其稳定性和可靠性至关重要。一旦发生故障,将会对所承载的业务造成严重影响。而环型网络拓扑结构由于网络保护机制丰富、实际操作性强以及成本低等优势,被广泛应用于光传输网络。对二纤通道保护环的保护机制进行分析对比,区分双向和单向2种方法,并阐述其实现自愈的过程。

配电线路无通道保护研究

针对 35k V及以下中低压配电网中三段式电流保护动作速度慢、快速保护范围有限的缺点 ,提出了利用单端故障分量的快速保护新原理和构成方案。该保护利用线路对端断路器动作后所造成的本端故障分量的变化来识别保护区内外故障 ,克服了传统电流保护延时较长的缺点。EMTP仿真结果证明了所提保护的正确性及有效性。

输电线路自适应无通道保护(一) 故障分析与保护原理

在故障分析的基础上 ,提出了利用单端故障信息的输电线路全线速动保护原理和动作判据。保护原理由互为补充的两种动作模式——延时动作模式和瞬时动作模式构成。延时模式利用线路对端开关动作信息加速本端保护动作 ;瞬时模式根据阻抗继电器 段动作定值瞬时动作跳闸 ,再利用重合闸并根据开关动作后的信息纠正错误动作的结果。保护动作判据由 4个独立的故障序分量的比值构成。

双回线无通道保护研究 (二)仿真试验

使用电磁暂态程序(EMTP)对双回线无通道保护原理和算法进行了大量的数值仿真验证。结果表明:所提出的保护在各种故障类型和系统结构下都不会误动,仿真也验证了该保护在大多数故障类型和系统结构下都有足够的灵敏度和可靠性。

双回线无通道保护研究 (一)故障分析和保护原理

为了在平行双回线上实现利用单端电气量的全线速动保护,提出了一种基于方向元件的双回线无通道保护新原理,它通过比较双回线同端两条线路上的方向元件的输出来判断远方断路器的动作情况,从而判断是否在区内发生了故障。该无通道保护可以快速、可靠地加速距离保护二段之内的区内故障动作。文中进行了故障分析和保护原理的讨论,并验证了该保护的可行性。

输电线路自适应无通道保护(二)——构成方案与仿真试验

为快速切除输电线路任意位置的故障 ,提出了输电线路自适应无通道保护的构成方案。该方案由利用单端电流信息的延时动作模式和利用单端电压信息的瞬时动作模式组成 ,保护能够自动适应不同的故障类型和电力系统结构 ,选择相应的动作模式 ,从而瞬时或经过短暂的延时切除区内故障。理论分析和 EMTP仿真试验结果证明 :所提保护方案是完整、有效的。

基于无通道保护的配电线路自动化系统现场应用方案

基于无通道保护的配电线路自动化系统仅利用单端信息,不需要通讯,快速、有选择性隔离配电线路故障;集成备用电源自动投入功能,快速恢复非故障区域供电,是一种新型的配电线路自动化系统。本文针对新系统尚未解决的对称故障隔离问题,以及现场应用中与上级变压器保护的配合问题,展开研究,提出满足现场要求的应用方案。所提方案按照与上级变压器保护配合的时间要求灵活分段配置无通道保护;无选择性瞬时切除对称故障,再基于重合闸确认故障区域并恢复非故障区的供电;同时有选择性地快速隔离不对称故障、基于备用电源自动投入快速恢复供电;满足实用化的要求。

有分支配电线路无通道保护研究

在无分支配电线路无通道保护的基础上提出了有分支配电线路无通道保护。该保护利用故障发生和被保护线路一端断路器动作跳闸所造成的故障相和非故障相电流的变化 ,同时利用这个变化所具有的时间特性来判断故障是否发生和确定故障区间 ,从而实现线路两端的保护相继速动。理论分析和仿真研究结果表明 :所提出的保护具有快速性、经济性、自适应性等特点 。

基于RBF神经网络的输电线路无通道保护

在故障分析的基础上,提出了一种应用RBF神经网络实现输电线全线路无通道快速保护的原理,由85%范围内的速动保护和85%范围外的相继动作保护2部分构成。该网络采用3层神经网络模型,由4部分构成:方向判别子网络ANN1,故障类型及相别判断子网络ANN2,瞬时出口动作子网络ANN3及相邻断路器跳闸检测子网络ANN4。通过对各种故障类型的EMTP和Matlab的仿真测试,证明了该保护的可行性。

基于采样值相关法的双回线无通道保护

为了在平行双回线上实现利用单端电气量的全线速动保护,提出了一种基于故障电流相关度的无通道保护新原理,它通过比较双回线同端2条线路上的故障电流相关度的方法来判断是否为区内故障,同时和电流幅值相配合,构成无通道全线速动保护。该无通道保护可以快速、可靠地加速区内故障保护动作。通过ATP仿真,论证了所提出判据的可行性。

快速有选择性的辐射状配电网无通道保护

迄今为止的无通道保护只适用于双端电源线路。对于单电源配电线路 ,由于无电源侧的保护和断路器不会动作 ,该保护失去了动作依据。针对这个问题 ,文中提出了无电源侧的故障检测原理和基于该原理的无通道保护方案。使用新保护 ,当有电源或无电源一侧的断路器首先跳闸后 ,另一侧的继电器将根据检测到的网络变量加速本端动作 ,从而将故障线路从两端切除。对于一个典型的开环系统的仿真研究表明 :所提出的无电源端的故障检测原理和保护方案是正确的 ;一个 6段线路的系统最长保护动作时间不超过 1 .5s。

双回线无通道保护研究 (三)保护实现和试验

在AREVA公司的P540保护平台上实现了新型的双回线无通道保护。文中给出了该保护的基本原理并概括介绍了该保护的软件流程和硬件连线情况,最后重点分析了该双回线无通道保护装置的动模试验结果。大量试验数据表明,该无通道保护装置在对称故障和非对称故障情况下都能够稳定可靠地实现双回线的全线速动,完全符合设计要求。

基于故障点电压频谱参数识别的无通道保护研究

首先在严格的傅里叶变换基础上分析了故障分量网络故障点叠加电压频谱,指出故障点电压频谱幅度的比值反映了故障点叠加电压的特征.在此基础上,提出了一种新的基于故障点电压频谱参数识别的线路保护原理.该原理通过识别保护安装处测量电压频谱比值和故障点电压频谱比值特征之间的关系判别区内、区外故障,并定量分析了上述比值和故障位置的关系.利用这一结论可构成利用单端电气量的无通道保护,仿真表明由该原理构成的继电保护具有较高的灵敏度,可以严格区分保护区内末端故障和区外故障.随着光互感器的成熟和应用,该方法有望得到实际应用.

转换性故障下无通道保护动作性能分析

无通道保护利用故障线路对端断路器跳闸引起本端非故障相电流为0作为保护动作判据,但是转换性故障发生后,这个条件可能遭到破坏,从而影响无通道保护的正确动作。文中结合RTDS试验结果对不同的转换性故障和不同的故障转换时间进行了分析研究,结果表明:无通道保护在绝大多数转换性故障情况下都能正确动作,但在转换性故障发生后,如果在保护区内ABC三相上都有故障,不管是对称故障还是不对称故障,无通道保护将拒动;而转换性故障的转换时间不影响无通道保护的正确动作。

输电线路无通道保护

针对单端工频电气量保护不能做到输电线路全线速动的缺点,在故障分析的基础上,提出了一种基于阻抗加速圆的瞬时动作判据。瞬时动作判据具有全线速动的优点,同时利用重合闸并根据动作后的信息纠正错误动作的结果。仿真实验验证了所提保护原理和动作判据的正确性。

配电线路无通道保护的实现与试验

提出了一种利用单端电气量的快速配电线路无通道保护新原理 ,该原理作为一个独立模块嵌入Mi COMP14 0系列继电器中予以实现 ;描绘了实现方案的硬件结构和软件流程。大量的实时仿真系统 (RTDS)的结果显示 :新方案能有效加速过电流保护对不对称故障的响应速度 ,能正确区分区内故障和区外故障 。

适用于配电线路无通道保护的备用电源自动投入装置

根据配电线路无通道保护的特点,设计了新型备自投低压模块的启动判据和动作时间,使非故障失电线路区段的供电恢复时间最大限度减小;在投入到永久性故障再次断开时,备自投的一合一开2次扰动为对侧保护的过电流加速(AOC)模块在加速时间窗内提供电流变化量,可以从电源侧加速切除故障。实时数字仿真实验验证了整套方案的有效性。

基于RBF神经网络的无通道保护

在故障分析的基础上,阐述了应用径向基函数神经网络(RBF神经网络)实现输电线全线路无通道快速保护的原理,并对各种故障类型的电磁暂态分析程序(EMTP)和matlab进行仿真测试,以证明该保护的可行性。

快速有选择性辐射状配电网无通道保护的实现

以快速有选择性的辐射状配电网无通道保护原理为基础,研究了该保护的实现方法和过程。其基本思想是:在现有方向过电流保护的基础上,把新原理嵌入原有的继电器中。其中,硬件采用AREVA公司的Micom平台,软件采用C语言编程,同时实现过电流保护和无通道保护功能。静模和动模试验结果表明,该保护和过电流保护相配合,构成了具有良好选择性并能快速动作的辐射状配电网保护方案;对于有备用电源的线路,健全线路可以迅速恢复供电。该保护能适应不同线路结构、有分支或者无分支负荷、双电源或单电源正反向供电方式。