基于二次插值算法的采样值保护新算法

针对现有采样值保护存在动作模糊区大、定值不易整定等问题,提出一种新型的基于二次插值算法的采样值保护算法。该算法利用二次插值算法来生成虚拟的过零点采样值,计算数据窗内满足动作条件的时间和数据窗时间的比值,进而将该比值和内部定值进行比较,将比较结果作为保护主判据。该算法在不提高微机保护装置采样率的前提下,能大幅提高采样值保护的动作门槛精度,消除动作模糊区的影响。软件仿真和样机试验结果证明了该算法的有效性。

采样值差动保护安全性及灵敏度的研究

对采用模值和制动方式的采样值差动保护的安全性及灵敏度进行研究。从相量值差动保护区内故障的最严酷条件出发,对采样值差动保护的差流门槛值和比率制动系数的灵敏度进行了分析,得出采样值差动保护在区外故障时可靠不动、区内故障时可靠动作,输入信号量在半个工频周期内满足动作判据的角度范围是90°～121°。建立了变压器匝间故障的简化仿真模型,针对变压器空投、轻微故障和区外故障工况,对采样值差动保护进行了仿真分析,验证了上述结论。所确定的S值,既能保证变压器空载合闸时保护的安全性,也能保证空投于变压器内部匝间故障时,保护有较高的灵敏度。

基于相关度的发电机采样值差动保护

提出利用发电机机端和中性点侧电流的采样值波形的相关度来区分内部相间故障和外部故障。分析了数据窗的长度 ,两侧电流的幅值、相位 ,以及采样的同步对相关度的影响。利用短数据窗来连续计算相关度 ,并根据多点相关度的情况可以清楚地区分内部相间和外部故障。提出了基于相关度的发电机采样值完全纵差保护新判据 ,理论分析和仿真验证了该判据能够快速、可靠地切除内部故障 ;外部故障时 ,即使电流互感器严重饱和也不会误动。基于这种方法的判据能够在小于1/ 4周期内可靠动作 。

基于多尺度B样条小波的发电机采样值差动保护

研究表明 ,发电机内部故障后将产生大量高次谐波电流分量 ,可被用做继电保护的动作参量。在此基础上 ,文中提出一种发电机采样值差动保护的新方法 ,即通过多尺度 B样条小波对暂态电流进行分解和重构 ,得到相应的暂态电流分量 ,以此判别发电机故障。仿真研究结果表明 ,新方法具有更高的灵敏度和较强的抗电流互感器饱和能力。

采样值差动在线路差动保护中的应用

在简要介绍基于采样值的线路差动保护的基础上,结合具体案例重点分析了采样值差动在线路保护中的2个重要作用:一是解决传统变电站中的电流互感器饱和问题;二是提高数字化变电站中抗异常数据的能力。采样值差动保护的引入可以同时解决这2个问题,从而使传统变电站和数字化变电站的线路差动保护得到有机统一。

基于电流采样值相间差的小电流接地系统接地保护方法

小电流接地系统单相接地故障电流小,弧光接地故障保护精度以及可靠性差.通过测量各馈线相电流采样值变化量的相间差值来实现接地保护,当相间差值大于整定值的采样点数超过一定数时,判断为接地故障,并完成馈线接地保护装置的研制.EMTP仿真分析和动模实验表明,该方法具有抗弧光能力强、保护精度与可靠性高等特点.

基于采样值相关原理的变压器保护方案

为提高变压器微机保护性能,提出一种基于采样值相关度的变压器差动保护新方案,利用变压器两侧电流的采样值波形的相关度来有效识别变压器内部故障和外部故障,利用相关原理提取等效瞬时电感变化规律来区分励磁涌流和匝间短路故障。动模实验表明新判据能够快速、可靠地判别变压器内外部故障和励磁涌流。由于借鉴了常规比率差动的定值整定思想,使得新判据定值的整定简单易行,同时基于这种方法的判据对频率偏移和谐波的影响也有一定的抵御能力,在工程中具有良好的实际应用价值。

变压器采样值差动保护误动分析及改进

结合一次220kV主变空投时采样值差动保护误动的案例,对变压器采样值差动保护误动的原因进行了详细分析,提出了一种新的改进方法。通过对现场录波数据进行分析,发现励磁涌流间断角消失是导致采样值差动保护误动的主要原因。新方法一方面通过对差动电流进行差分算法,可以部分恢复间断角,消除了CT饱和引起的反向电流的影响;另一方面,通过对采样值差动启动定值进行合理的选取,在不降低灵敏度的前提下,可以有效防止误动。大量的动模试验和现场应用表明,该改进方法能有效提高采样值差动保护抗励磁涌流的能力。

基于电流突变量的采样值差动保护研究

电流纵联差动保护作为线路、变压器、母线等设备的主保护,保护动作的快速准确至关重要,与传统向量差动保护相比,采样值差动保护快速性有了很大提升。本文引入突变量电流算法,结合采样值差动保护的优点,构造了电流突变量采样值差动保护判据,并分析了R/S取值。最后应用MATLAB,以线路末端发生两相短路为例,对三种差动保护作区内故障仿真,并对仿真结果作了分析。

基于故障分量的采样值相关差动母线保护

针对采样值差动保护动作边界不易确定并易受干扰的问题,提出一种基于故障分量的采样值相关差动母线保护新方法,利用母线区内、外故障时故障分量差电流和制动电流的相关度大小和分布规律来识别故障。该方法采用短数据窗连续计算相关度,计算结果为采样值积分归一化值,对不良数据和电流互感器饱和有较强的抵御能力,动作边界确定,定值整定简单。动模试验结果表明:该方法能够快速、可靠地切除母线故障,具有较好的保护性能和一定的实用价值。

基于电子式电流互感器的采样值差动保护研究

采样值差动保护原理的保护装置可以直接利用电子式电流互感器的数字化输出的采样数据,加快保护出口跳闸,简化保护配置。采样值电流差动保护优于传统电流差动保护制动效果的条件是:必须在半个周期中有大于1/4周波的角度范围满足动作判别方程,即S>N/4。电子式电流互感器采样频率会影响采样值差动保护动作,采样频率越高,在复平面上采样值差动保护动作的模糊区就越小,保护装置的动作可靠性就越高。

双馈风场进线对220 kV母线采样值差动保护的影响

由于采样值差动保护具有计算速度快、易考虑CT饱和等优点而被普遍应用于当前的母线保护装置中。然而暂态特性不同于传统火电机组的双馈风电机组大量接入电力系统,这会给现有的继电保护带来严重的挑战。以双馈风电场远距离接入220 kV电压等级变电站母线为例,在RTDS仿真平台上研究双馈风场进线对母线采样值差动保护的影响。结果表明,在母线区内故障时风场侧支路提供的短路电流存在弱馈、高谐波及频率偏移等特点。与此同时,计及CT饱和、双馈机组本身的无功优化控制策略等因素影响,使得该短路电流的复杂性更加突显,进而造成传统母线釆样值差动保护动作有延迟。为此,提出了一种自适应变数据窗的釆样值差动保护判据,并通过RTDS仿真平台验证了该方法行之有效。

光伏场站送出线路采样值差动保护的谐波影响分析及改进

光伏场站通过逆变器并网,受逆变器控制策略影响,当送出线路故障时光伏场站提供的短路电流中谐波含量明显高于系统侧,其中又以3次谐波含量最高。通过对场站侧短路电流中含有3次谐波、系统侧短路电流不含3次谐波的模型进行定量分析,发现3次谐波对送出线路的采样值差动保护产生了极为不利的影响,导致采样值差动保护的固有模糊区显著增大,从而引起采样值差动保护应用于光伏场站送出线路时性能下降,甚至会出现区外故障误动、区内故障灵敏度下降的严重问题。针对该问题,提出一种改进保护方案,仍以采样值差动判据为主判据,仅在采样值差动判据的模糊区投入基于斯皮尔曼等级相关系数判据作为辅助判据。通过在PSCAD中搭建典型的光伏场站送出线路模型,验证了所提改进保护方案的有效性。

电流采样值差动保护技术分析

电流采样值差动保护在各种差动保护中逐渐体现了其独具的优越性。文章结合实例重点分析了采样值差动在线路保护中的2个重要作用。采样值差动保护的引入可以同时解决这2个问题,从而使传统变电站和数字化变电站的线路差动保护得到有机统一。

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。

基于形态滤波的变压器电流相关保护方案

将形态学数字滤波器作为变压器保护的前置滤波单元,在保留故障信号特征的前提下,最大限度地抑制各种干扰的影响。在此基础上,提出一种基于电流采样值相关度的变压器保护新判据,利用变压器两侧电流采样值波形的相关度来区分内部故障和外部故障。在详细分析2种相关度计算公式对新判据影响的基础上,进行了大量的仿真实验。实验结果表明:该判据能够快速、可靠地判别变压器内外部故障。由于借鉴了传统比率差动的定值整定思想,使得新判据定值的整定简单易行,同时基于这种方法的判据,对频率偏移和谐波的影响也有一定的抵御能力,与其他励磁涌流识别判据相配合,可构成一种较理想的变压器主保护方案。

基于虚拟电流波形特征的母线保护原理

采样值差动保护直接对离散采样值进行差动判别,计算量小且动作迅速,但易受干扰影响,其可靠性需要深入研究。针对此现状,在研究采样值差动的基础上,提出了一种基于虚拟电流波形特征的母线保护原理。通过合并同时刻方向相同的各支路故障分量电流采样值,将多支路电流等效合成为2个虚拟电流,根据虚拟电流在母线不同运行状态下的波形特征差异,引入相关技术对其进行定量分析,利用多点相关度的大小和分布情况来区分母线区内外故障。理论分析和动模实验表明,该判据能快速可靠地切除母线故障,不受故障类型和区内故障流出电流的影响,并具有一定的电流互感器(TA)饱和识别能力。

输电线路复合差动保护方案

结合相量差动保护和采样值差动保护的性能特点,提出了输电线路复合差动保护方案。该方案依靠采样值差动原理在1个工频周期内可靠切除大多数较严重的故障,通过相量差动保护原理对轻微内部故障作出反应,同时引入制动电流判据,在严重外部故障时自适应增加200ms延时来克服电流互感器(TA)饱和对相量差动的影响。该方案无需配置复杂的TA饱和检测元件,保护判据成熟可靠。仿真结果表明,该方案的可靠性、灵敏性以及抗TA饱和性能均优于单一原理的差动保护。

应用高压变频器后电动机继电保护新问题

介绍了应用高压变频器对电流互感器测量和电动机差动保护的影响,并就如何消除这些不利因素进行了分析,可用茹可夫斯基线圈系统进行电流测量,解决因频率宽范围变化导致电磁式电流互感器测量不准的问题;还可采用基于采样值差动原理的频率跟踪方案实现差动保护功能。研究电厂应用高压变频器后对电动机继电保护配置和整定的影响,有重要的现实意义。

一种可靠的变压器差动保护综合实现方案

介绍了一种较为可靠的变压器差动保护综合实现方案。励磁涌流制动采用新型二次谐波制动法,较好地解决了变压器差动保护快速性与可靠性之间的矛盾;采用基于双制动曲线的抗电流互感器(current transformer,CT)饱和措施,区外故障CT饱和后,根据变压器各绕组谐波比确定CT饱和程度,适时采用不同的制动曲线;配置采样值差动保护并与常规差动保护协同合作,保障了保护动作的灵敏性和快速性,使得变压器差动保护整体性能更佳。实时数字仿真实验和动态模拟试验结果表明该方案整体性能优越,投入现场运行后效果良好。