新能源电厂接入谐振接地系统的动态接地分区域选线技术研究

针对分布式新能源电厂接入传统谐振接地系统导致过电压保护失灵的问题,提出了一种基于动态接地方式的分区域选线技术。首先,分析了分布式新能源电厂的接入对传统谐振接地系统的影响;其次,针对配电网谐振接地系统的缺陷,将传统的谐振接地系统改造为动态接地系统,并采用分区域的选线方法,在分布式电源与系统中性点之间采用零序电流差动选线,其他区域采用零序电流幅值比较法选线;最后,在MATLAB/Simulink中对该方案进行了仿真验证。仿真结果表明,在动态接地方式下,发生永久性接地故障时,无论接地过渡电阻大还是小,该方法均可以有效地判定故障线路或者故障区域,缩小停电范围。所提方案具有一定的工程应用价值。

一种用于零、负序电流纵差保护的实用选相元件

提出了一种基于线路两端相电流的选相元件,具有不受系统运行方式、交流电压回路异常、系统振荡影响等特点。此选相元件仅通过比较三相差流幅值的大小关系,即可达到选相的目的。理论分析及大量的仿真实验表明:该选相元件性能良好,具有很高的灵敏性和准确性,完全可以作为纵联零序及负序差动保护的选相元件,以达到零、负序纵联差动保护单相跳闸的目的。

采用S变换相位差及能量相对熵的换流变零序差动保护新判据

针对换流变压器零序差动保护误动现象,提出一种采用S变换相位差及能量相对熵算法的换流变零序差动保护新判据。通过分析换流变压器区内各类故障、区外故障及外部故障切除时零序电流的特点,利用零序差动保护两侧自产零序电流和中性线上零序电流的相位和能量概率分布差异进行识别。当发生区外故障时,零序差动保护两侧零序电流的波形极为相似,其相位差和能量相对熵值都基本为0。当发生区内故障时,零序差动保护两侧零序电流相位相反且波形相似度小,其相位差接近180°且能量相对熵值增大。仿真验证表明,该判据可准确迅速识别区内与区外故障,其性能不受故障类型和过渡电阻的影响,且具有一定的抗电流互感器饱和的能力。

基于负序电流判别的变压器差动保护零序电流自动补偿方法

对于星形/三角形(Y/d)连接组的变压器,形成差动量一般采用2种转角方式:Y侧电流移相转角(Yd)和d侧电流移相转角(dY)以实现二次电流的幅值和相位校正。为了避免中性点直接接地侧外部单相接地短路时差动保护误动,2种转角方式都消去了差动电流中的零序分量,但因此降低了差动保护反应内部单相接地短路和匝间短路的灵敏度。直接利用中性点零序电流对差动电流进行自动补偿可以兼顾区内外接地短路时保护的可靠性与灵敏度,但实际上由于三相电流互感器(TA)与中性点零序TA的不同型问题,也可能导致差动保护的误动。研究表明,充分利用变压器各侧负序电流在区内外接地短路时的不同相位特征,可以对差动电流进行零序电流的自动补偿,既提高了区外接地短路时保护的可靠性,又保证了区内接地短路时保护的灵敏度不会降低。该方法无需增加额外的零序TA二次接线,也避免了零序TA极性校验问题。

特殊工况下换流变零序差动保护误动机理分析及对策研究

针对高压直流输电工程中换流变压器零序差动保护误动的案例,分析了特高压换流变中性线上电流互感器在长时间单极-大地运行伴随交流系统高阻故障工况下饱和机理。采用基于工程实际参数的特高压直流输电模型进行仿真分析,揭示换流变零序差动保护误动原因。并根据区内、外故障时保护两侧自产零序电流和中性线零序电流极性差异,提出一种基于S变换相位差的换流变零序差动保护闭锁新判据,以解决特殊工况下换流变零序差动保护误动的问题。通过仿真验证该判据的有效性。

大型调相机内部故障特征及纵向零序电压保护性能分析

大型调相机(容量为300 Mvar)实际运行中存在定子绕组匝间短路的可能,不装设匝间短路保护或匝间短路保护性能不完善将是调相机安全运行的严重隐患。文中运用"多回路分析法",对两种冷却方式大型调相机所有实际可能发生的内部故障进行了仿真分析,分析结果表明大型调相机现有主保护配置方案(完全纵差保护+纵向零序电压保护)存在较大的保护死区。进一步分析了纵向零序电压保护不能动作的故障类型,为大型调相机主保护性能的改善提供借鉴。

基于三序差动电流相近原理的零序电流差动选相

提出了一种基于三序差动电流相近原理的零序电流差动选相元件,利用相量图分析了输电线路接地故障时各相三序差动电流的电气特征。分析表明,单相接地故障时故障相三序差动电流大小相等、方向相同。根据该特征,通过比较三序差动电流识别单相接地故障相,选相判据中选取零序差动电流作为极化量,自适应调整选相判据的动作区,保证两相接地故障时选相判据不动作。利用RTDS进行了仿真验证,仿真结果与理论分析一致,该选相元件灵敏度高,不受负荷电流的影响,能够准确识别单相接地故障相。

系统负相序对变压器差动保护的影响

根据应县魏庄变一次系统为负相序的具体实例,利用向量图分析法,深入详细地分析了国内变压器微机保护在一次正相序系统和一次负相序系统中应用时各侧电流的相位关系,并进行了比较,指出只要按变压器本身的接线组别,各侧绕组和CT的二次实际接线方式设置相应控制字,变压器微机差动保护就能正确运行。并提出具体应对措施,对现场工作具有现实指导价值。

分相电流差动线路保护中零序差动作用分析

分相电流差动保护装置中一般都配置零序差动保护 ,目的是为了提高保护装置的耐过渡电阻能力。经分析表明 ,零序差动保护并不比故障分量差动保护的灵敏度高 ,并且其整定需躲过外部三相短路时的不平衡电流。

含分布式电源的配电网继电保护改进方案

在分析分布式电源对传统继电保护整定与配合关系影响的基础上,提出了一种纵联电流相位差动保护的方案,并利用正序电压与正序电流的相位作为辅助判据。该方案只需反映短路时线路两侧电流相位,与短路电流的幅值无关,不受系统振荡、过渡电阻的影响,并且方案简单,工作可靠。最后通过电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC对一个含分布式电源的10k V配电网络进行仿真实验,并与传统的电流纵差保护进行对比,验证了所提保护方案的灵敏性、速动性和有效性。

快速识别转换性故障的变压器差动保护新判据

电流互感器饱和是影响变压器差动保护可靠性的重要因素之一。传统的带比率制动特性的变压器差动保护在一定程度上提高了防止区外故障时保护误动的能力,但是如何及时处理区外转区内故障时保护的快速开放成为新的问题。文中提出一种简单的解除闭锁的方法,具体做法是,在选定的计算区域,利用变压器两侧电流综合负序分量的最大值与差动电流的综合负序分量进行比较,不仅能准确识别区内、区外故障,而且对于转换性故障也具有较好的识别能力。ATP仿真实验验证了该方法的有效性。

基于ANSYS的三相一体自耦变压器分差零差保护误动分析

自耦变压器的分差零差保护在原理上虽然不受励磁涌流的影响,但对国产三相一体自耦变压器空充时其保护时有误动。通过对比国产与合资330kV三相一体自耦变压器的空充电流波形,分析了国产自耦变压器空充时保护误动的主要原因是公共绕组电流互感器铁芯饱和导致电流传变发生异常,其本质因素在于自耦变压器内部结构和材料工艺存在问题,需要改善。同时,利用基于有限元原理的电磁场仿真软件ANSYS进行建模仿真,对文中分析加以验证。

二次交流回路异常对线路保护的影响及优化措施

总结目前常规采样线路保护识别二次交流回路异常的难点,主要包括负荷很小时的CT断线、电流相序错误、IN断线、UN多点接地、IN多点接地、保护启动后发生PT断线及线路单相接地故障时非故障相出现尖波电流等,结合现场实际故障分析对保护的不利影响。在不能及时判别出二次交流回路异常的情况下,需要通过优化保护逻辑等措施,降低异常发生的概率及对保护的影响。其中,对于非故障相出现的尖波电流可能导致分相电流差动保护误动的情况,提出分相电流差动保护经两侧故障电流闭锁的优化措施,该措施已在现场应用,取得了良好的效果。

大型抽水蓄能机组主保护优化设计研究

由于受额定转速的限制,在建和规划中的大型抽水蓄能机组多采用每相4分支(包括采用了不对称定子绕组的额定转速428.6r/min的发电电动机),有必要在内部故障分析及主保护定量化设计的基础上,对每相4分支大型抽水蓄能机组的主保护配置方案进行优化设计,变传统配置“零序电流型横差+完全纵差保护”为优化方案“裂相横差+完全纵差保护”,既简化了发电机中性点侧铜环的布置,又提高了保护性能.上述研究工作将为后续大型抽水蓄能电站的建设提供借鉴.

变压器差动保护的补偿算法分析

为了确保差动保护在变压器正常运行或区域外故障时不误动、区内故障时能够灵敏正确地动作,对Y_0/△-1变压器差动保护补偿算法进行分析,证明2种常规相位补偿方式中的去零序处理会对保护灵敏度造成影响,提出利用变压器中性点零序电流构成的差动保护是一种较为完善的保护方式。通过一起实际案例分析结果表明:应用中应重点关注保护装置的相位补偿方法;幅值补偿是基于基准侧而言的,所以在差动保护中基准侧的明确是至关重要的,对于整定计算非常必要;具有正确、完善的相位补偿和幅值补偿才可确保变压器差动保护不误动、不拒动。

110kV快速限流装置对系统保护的影响研究

故障限流器(Fault Current Limiter)作为限制短路电流的有效方式,以其优异的技术和经济特性成为国内外的研究热点,并广泛用于电力系统中,但是其接入系统后会对系统原有保护产生一定影响,是否需要调整保护定值等问题尚未明确。文中通过1台110 k V快速故障限流装置接入220 k V变压器中压侧的具体实例,基于PSCAD/EMTDC进行了仿真建模,通过计算分析了其对系统差动保护、零序保护以及相间距离保护的影响,计算结果表明,该110 k V快速限流装置的接入,对于原有保护几乎没有影响,无需调整保护定值。

差动保护SEL387装置联结补偿设置的分析与探讨

常用的SEL387型差动保护装置的基本特点。对于SEL387联结补偿进行了分析,指出CTC(11)、CTC(0)针对于Y/Δ变压器的设置并不一定都是正确的。结合Z变接地系统发生单相接地故障的分析,得出区外故障可能误动的结论。

一种零序差动保护的辅助选相元件

针对零序差动保护不具备分相电流差动保护的选相功能,提出了一种新的零序电流差动保护辅助选相方法,利用零负序差流的关系以及各相差流的大小关系配合进行选相。通过EMTP和Matlab软件对1000 kV示范线路进行了仿真,结果表明,该选相元件在各种区内高阻故障条件下均能准确、快速地选相。

零序电流差动保护选相元件

针对零序电流差动保护选相元件受负荷电流影响,在高阻接地故障中灵敏度较低的情况,文中提出了一种基于序分量的零序电流差动保护选相元件。选相元件包括三部分:利用负序与零序差动电流大小相近区分单相接地两相高阻接地故障;利用正序差动电流与负序差动电流的相位关系区分单相接地与两相金属性接地故障;利用低制动系数差动判据防止区外三相短路不平衡零序电流。RTDS仿真结果表明:提出的选相元件不受过负荷影响,无需补偿,可以准确选出单相接地故障相,灵敏度高于零序电流差动保护,保证零序电流差动保护准确分相跳闸。

阶梯式不接地电网单相接地故障分析及保护实现

分析了阶梯式供电中性点不接地系统中的零序电流特性,详细阐述了在级联线路发生区内外单相接地故障时流过线路两端的零序电流,指出传统的接地保护原理的不足。提出了基于线路两端零序差流与对端零序电流方向判别的接地保护原理。通过试验和现场运行情况表明了该保护原理的可行性。