A New Proposal of Inverse-Time Characteristics for Overcurrent Relay Based on Microcomputer

The conventional time function of electromechanical relays is hard to coordinate with other relays. In order to promote the application of inverse-time overcurrent relays, a new time function for microprocessor-type relay is proposed. The setting of the trip time for this relay is performed by determining the shortest trip time and the longest trip time, respectively. The results of analysis show that with the new time function, the inverse-time overcurrent relay is easy to coordinate with other relays and has a comparatively shorter trip time, and that the fault happens in the protective zone.

电源自动管理系统中固态功率控制器(SSPC)的设计与实现

通过对配电技术现状的分析及常规SSPC的设计,提出应用在电源自动管理系统中的SSPC的硬件设计思路,同时对软件的实现原理和方法进行了论述。

基于多通道SSPC的小型智能配电器设计

针对某型号装备供电系统配电器产品轻量化、小型化设计需求,提出了以DSP为控制核心进行集中控制与数据采集,以多路MOS功率开关器件进行隔离控制的多通道SSPC固态配电解决方案。重点论述了该配电器主要电路模块、缓开通和缓关断技术、反时限保护技术的实现方式。通过工程应用,该配电器能够通过CAN总线控制方式实现负载通道控制、电流电压监测、开关状态检测,并实现短路保护、过流保护等功能,可满足型号装备对智能配电的需求。

基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动作时间差入手,建立曲线拟合模型,并运用梯度下降法对反时限过流保护的动作时限曲线进行优化。通过在优化整定计算中考虑保护的选择性以及DG接入所带来的影响,使优化参数适用于配电网中各分段位置。然后,在配电网中设置两相、三相短路故障,并根据故障位置、类型进行整定参数再调整,最终得到参数的全局最优解。基于PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和实用性。

含逆变型分布式电源和储能系统的配电网反时限过流保护定值优化方法

高比例逆变型分布式电源(IIDG)和储能系统(ESS)接入配电网,导致传统反时限过流保护存在误动或拒动问题。在IIDG和ESS故障等值模型的基础上,分析IIDG和ESS对传统配电网反时限过流保护特性的影响;以保护选择性要求为约束条件,建立以速动性和灵敏性为优化目标的反时限过流保护多目标优化模型;基于标准多目标粒子群优化算法,引入自适应惯性权重、学习因子、网格密度与柯西变异因子,提出一种含IIDG和ESS的配电网反时限过流保护定值优化方案,并结合基于层次分析法和客观赋权法综合权重的理想逼近法对模型进行求解。通过PSCAD/EMTDC仿真验证了保护优化模型和求解方法的有效性与优越性。

超、特高压交流线路反时限零序过流后备保护的整定建议

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的概念以及接地距离保护与反时限零序过流保护的配合原则;充分考虑配合时间定值和最小时间定值对保护动作特性的影响,综合超、特高压电网实际短路电流水平和接地距离保护的过渡电阻耐受能力,将反时限零序过流保护低电流区的选择性与接地距离保护高电流区的选择性进行结合,提升了对接地故障全域电流范围的选择性切除能力;提出了方向元件投退原则。通过对某省级电网进行算例分析,验证了整定原则的有效性,该整定原则已经在实际电网中进行了应用。

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。

应对变电站二次直流失电的超高压输电线路相间保护方案

变电站二次直流失电会导致本站继电保护装置等设备失去供电电源而无法动作,本站出线发生故障时需要依靠上级变电站的远后备保护进行切除。针对变电站二次直流失电情况下超高压输电线路发生相间短路故障时保护远后备灵敏度不足的问题,提出了一种应对变电站二次直流失电的超高压输电线路相间保护方案。首先,根据超高压电网相间故障时负序电流的自然分布特性,探讨了反时限负序过流保护的远后备应用可行性和相间距离保护的补充特性,确定了相间故障远后备保护的构成思路。接着,研究了助增系数和负序电流对反时限负序过流保护整定时间定值的影响,讨论了临界助增系数的确定方法和反时限负序过流保护的时间定值整定方法。然后,提出了反时限负序过流保护为主、相间距离保护为辅的应对变电站二次直流失电的超高压输电线路相间保护方案。最后,以IEEE 39节点系统和某实际500 kV电网作为仿真算例,对所提方案的有效性进行验证。

一种航天器高精度模拟式固态功率控制器设计

为了满足新一代航天器模块化、智能化和小型化的配电要求,设计一种高精度模拟式固态功率控制器(SSPC),用较少的硬件电路实现了反时限过流保护电路的高精度拟合,同时兼具小型化和高性价比的特点。仿真与实物验证结果表明:采用文章设计的SSPC,反时限过流保护精度在5%以内,具有较高的工程应用价值。

考虑电流瞬时频率特性的水上浮吊供电系统定时限过流保护方法

水上浮吊供电系统中,通常含有多台大功率异步电动机,多个电动机在并网启动时会产生较大的启动电流,当各电机启动电流叠加,可能导致变压器电流激增,触发过电流保护误动,给工业生产带来巨大损失。本文首先基于异步电动机等效模型,揭示了冲击电流的产生机理和箱式变压器保护误动原因;接着针对水上浮吊电机断续周期工作场景,提出了随机运行场景生成方法,基于希尔伯特黄变换技术,对系统的故障短路和电机启动状态下变压器的电流信号进行瞬时频率特性分析,揭示不同状态下箱式变压器电流的瞬时频率特性差异,在此基础上构建定时限过电流主动闭锁模块,确保浮吊供电系统正常工作时的可靠供电;最后通过湖南省某水上浮吊系统的仿真模型对所提出的保护方案进行了验证。

配电变压器过电流保护设置探讨

针对配电变压器的三阶段过电流保护提出设置建议;针对中压保护装置具备最小动作时间设置功能和不具备最小动作时间设置功能两种情况,提出反时限过电流保护设置方案。

新型微机反时限电流保护时间-电流特性的工程应用

反时限电流保护存在的时间-电流非线性关系和小输入电流时动作时间较长的缺陷,导致其整定复杂,可能影响到保护动作的速动性,也不便于和其他保护配合。文中提出一种新型的时间-电流函数,适用于微机型反时限电流保护,讨论了该新特性的特点,给出了保护之间的整定配合原则,分析表明应用新特性的反时限微机电流保护易于实现保护之间的配合,且动作时限短。

基于双向配置方向过流继电器的反时限后备保护优化整定策略

提出一种双向配置方向过流继电器,该继电器配有2套反时限特性保护,根据故障方向设定每套保护的参数。双向配置方向过流继电器采用连接在同一条母线不同线路上的保护对,有效提高了保护系统的速动性和灵敏性。双向配置方向过流继电器的整定计算被转化为一种优化问题,将继电器间的配合问题抽象为约束条件,将主保护和备用保护的动作时间之和抽象为目标函数。IEEE 30节点的仿真结果表明,与传统保护方案相比,双向配置方向过流继电器能明显提升保护系统的速动性。

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.

配电网输电线路反时限过流保护探讨

讨论了传统的反时限过电流保护的实现方法 ,如分区查表法 ,插值方法的实现方式及其误差特性 ;提出了适用于配电网的过电流保护的冷备用方案 ;论述了一种用DSP技术实现反时限特性曲线的新技术 ,提出了在DSP技术下计算动作时限的新方法。该方案能够根据故障电流的大小实时计算出过电流保护的动作时限 ,所需要的内存较小 ,且计算速度快 ,在配电网的自动化技术中 。

新型微机反时限过流保护曲线特性及算法研究

传统反时限过流特性曲线计算微机反时限保护延时时,存在与定时限保护的配合以及计算延时不准等缺陷。该文提出了对反时限特性曲线进行分段计算处理的方法,改进了与定时限的配合,提高了时限的精度。然后针对计算比较困难的一般反时限曲线,介绍了分区查表和泰勒展开法计算时延累加量的算法。

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。

计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法

提出了一种计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法。首先,对常规的阻抗修正反时限过流保护算法进行改进,通过增加后备保护优化级数提升其远后备保护的动作速度;其次,针对优化后的阻抗修正反时限过流保护算法整定复杂且存在失配风险的问题,以优化后的阻抗修正反时限过流主保护和后备保护总动作时间最小为目标函数,以保护选择性、灵敏性要求为约束条件,建立反时限保护参数优化整定数学模型,并引入量子遗传算法进行求解。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明,所提基于量子遗传算法的改进阻抗修正反时限过流保护优化整定方法能够有效提升保护的选择性和速动性。

一种航空直流固态功率控制器的设计

提出了一种基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和CPLD的SSPC设计方案。对整个系统的结构进行了分析,结合分析给出了系统硬件和软件设计方案。硬件设计部分给出了系统的硬件结构原理图,分析了系统性能和各部分功能,并给出了子系统的设计;软件部分根据μC/OS-Ⅱ系统建立了任务结构框图和系统流程,给出了I2T反时限保护的一种算法,并通过对CPLD的编程实现SSPC的短路保护功能;实验证明这种设计方案具有硬件电路设计简单、实时性好、可靠性高和智能化水平高的优点,符合航空直流固态功率控制器的设计要求。

超高压电网反时限零序过流保护简化整定方法

随着国内超高压电网中传统四段式定时限零序电流保护的整定配合越来越困难,反时限零序过流保护作为后备保护逐渐得到应用。但目前其定值整定多依赖工程经验,缺乏理论支撑,给实际应用带来诸多限制。为此,首先结合超高压电网变电站装设接地变压器的结构特点,分析了零序网络电流的自然差异分布特性,给出了简化整定的理论基础。然后提出采用全网统一定值整定原则的反时限零序过流保护简化整定方法。最后通过理论分析说明了简化整定后仍可保证选择性与灵敏性。利用国内某区域电网500 kV局部输电网算例进行计算,其结果证明了所提简化整定方法有效且合理。