Fault Location Method for STATCOM Connected Transmission Lines Using CCM

Determining the fault location using conventional impedance based distance relay in the presence of FACTS controllers is a challenging task in a transmission line. A new distance protection method is developed to locate the fault in a transmission line compensated with STATCOM with simple calculations. The proposed protection method considers the STATCOM injected/absorbed current to correct the fault loop apparent impedance and accordingly calculates the actual distance to the fault location. The comprehensive equations needed for apparent impedance calculation are also outlined and the performance is evaluated and tested with a typical 400 KV transmission system for different fault types and locations using MATLAB/SIMULINK software. The evaluation results indicate that the new protection method effectively estimates the exact fault location by mitigating the impact of STATCOM on distance relay performance with error less than 0.3%.

基于传输延时补偿的继电保护网络采样同步方法

为提高网络化继电保护的可靠性,文中提出并实现了基于网络采样传输延时补偿的不依赖于外部参考时钟源的网络采样同步方法。首先分析了网络采样传输延时的构成及其特性,建立了能够实现交换机延时测量和记录的交换机模型,研发了具有相应功能的交换机。搭建了实验测试平台,对其交换延时测量的精度进行了实验测试,同时对测量误差的来源进行了理论分析,测试结果和理论分析表明所开发的交换机具有较高的交换延时测量精度。基于交换延时的实时测量,给出了利用传输延时补偿实现网络采样同步的方法,并以一母线保护系统为例,对网络采样同步进行了应用测试。测试结果表明,基于网络采样传输延时补偿的网络采样同步方法能够有效实现网络采样的同步,保证网络化继电保护的可靠性。

超、特高压长线路光纤纵差保护数据同步

分析了目前在实际光纤纵差保护中应用的数据同步方法的缺点,尤其是SDH(synchronous digital hierar-chy)光纤自愈环网中收发数据路由不一致导致线路两侧保护装置采样数据不同步问题,提出了一种适用于超、特高压长线路光纤纵差保护的采样数据同步方法,即基于时钟校正法,并通过精确线路模型的在线计算对时钟做进一步补偿校正的方法.EMTP仿真验证该方法的误差小于0.5μs.理论分析和仿真结果证明了该方法保证线路两侧保护装置采样数据同步的有效性及应用于超、特高压长线的可行性.

应对直流电源丢失问题的中压变电站二次系统性能提升方案及远方冗余保护新判据研究

我国对中压变电站每个间隔一般只配备一套保护系统,采用保护测控一体化设计,且多套保护共用一套直流系统。则当保护用直流电源丢失后,所关联的多个间隔将同时失去对应的保护功能。此时一旦发生故障,只能依靠远后备保护进行故障切除,带来故障影响范围过大以及故障切除动作时间过长的问题。为此,该文提出两种高性价比的中压变电站二次系统性能提升方案,为实施基于远方跳闸的单元式线路远方主保护奠定物质基础。在此基础上,提出完全不依赖多端数据同步对时、基于补偿电压模量比较的远方冗余保护实用化新判据,以有效应对保护用直流电源的丢失问题。理论分析与仿真结果表明,所提保护新判据无需严格多端数据的同步,且覆盖区域内部分数据不完整或暂时不可达时也有望实现快速的选择性保护。此外,判据具有较高的灵敏度,与原有距离I段保护共同组成的应急主保护能有效覆盖线路大部分故障,其选择性及动作速度均高于距离II段保护。

大型同步调相机的启机过程分析与启机保护实现

近年来,随着电网“强直弱交”的问题日渐突出,同步调相机重新受到关注。300 Mvar大型同步调相机已陆续在国内多个换流站投入应用。因调相机启机方式存在特殊性,汽轮或水轮发电机组、抽水蓄能机组启机保护不完全适用于调相机,有必要对调相机启机过程及其保护配置和算法进行研究。针对不同类型的机组采用对比方式,分析了调相机的启机过程及其启机各阶段的三相短路电流特征。提出了更可靠、更快速的包含主变启机速断保护和励磁变启机差动保护在内的启机过程全区域保护。同时也提出了适用于调相机启机过程宽频率、宽电压变化的相角和幅值的修正方法。仿真结果表明,幅值计算误差改善明显,满足保护精度要求。

调相机接入对发电机失磁保护的影响

近年来,随着电网"强直弱交"的问题日渐突出,同步调相机重新受到关注,300 Mvar大型同步调相机即将投入使用。但调相机引入的同时,也会给系统继电保护的正常运行造成一定影响。针对调相机接入对发电机失磁保护的影响进行了分析研究。运用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建单机无穷大系统仿真模型,分别在发电机带不同负荷水平及不同失磁故障类型的条件下进行仿真。仿真结果表明,调相机的接入,会导致发电机失磁保护延时动作甚至拒动,威胁发电机的安全运行。

大型串联电容器组在特高压固定串补中的应用

特高压交流试验示范工程首次应用了固定串联电容器补偿装置(FSC),电容器组作为其核心元件,具有容量大、单元数量多、电压等级高等特点,为保证特大型电容器组的运行安全和串补成套装置的高可用率,根据电容器组不平衡保护整定原则,通过EMTP软件仿真计算,分析得出双H型内熔丝电容器组不平衡电流定值设定的合理范围;结合串补装置中与电容器组运行相关的其他设备特点,分析了金属氧化物限压器、触发间隙、阻尼装置、旁路断路器的作用,介绍了与电容器组在运行中的相互配合关系,实现了合理限制电容器组过电压、保护其安全运行的目的。

基于故障分量瞬时功率相空间轨迹识别的线路纵联保护新原理

纵联差动保护具有高选择性、全线速动的优点,广泛应用于220kV及以上高压输电线路,其动作性能显著优于其他纵联主保护,在现场应用中逐渐居主导地位。但是,采样数据同步对时误差、可控高抗补偿度不确定等因素将对该保护的性能产生较大的不利影响。针对上述问题,基于相空间轨迹识别的思路,提出一种具备抗同步对时误差能力的线路纵联保护新原理:首先从理论上验证了相空间重构法应用于线路保护的可行性,选取故障分量瞬时功率作为重构相空间的一维时间序列,分析了系统不同工况下相空间轨迹的变化规律,进而设计了一种基于相空间轨迹识别的线路纵联保护新判据。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所提新判据具有免整定、超快速动作,不受并联电抗器补偿度不确定影响,基本不受两侧数据失步影响,以及耐受高过渡电阻等优点。

线路距离保护应对事故过负荷的策略

目前输电线路距离保护完全依赖于整定计算来躲过过负荷,而世界上诸多大停电事故均与事故过负荷相关,负荷转移后距离保护动作会引起事故扩大,因此必须寻找新的对策来防止线路距离保护在事故后过负荷时误动。摒弃了惯用的距离保护阻抗平面,提出基于电压平面的判据,该判据以补偿电压作为动作量,通过选择一个极化量作为参考量,在电压平面上构造一个动作区域,当动作量落在动作区域内时动作。在电压平面上,负荷点会落在两端电源的连线上,与阻抗平面相比,保护更加易于确定是否动作。该判据从根本上区分了负荷与短路,有效地解决了负荷转移后距离保护动作的问题,其应用有利于提高电力系统的安全稳定性。仿真实验验证了该方法的有效性。

基于信号复杂度的串补线路单端暂态保护

随着静态同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)的不断发展及应用,其构成和控制的复杂化对传统超高压输电线路保护提出了挑战,需对含SSSC的输电线路保护原理进行深入的研究。为此,运用串补输电线路的频域模型,分析了串补输电线路故障时故障电流的频率特征。分析结果表明,当串补线路区内、外发生故障时,保护安装处获得的频率分量的含量明显不同。对串补线路区内、外故障时的暂态高频信号频率成分的复杂度进行仿真分析,根据信号复杂度的变化特征,提出一种适应于串补线路的单端暂态量保护新方案。仿真结果表明,该方案性能不受故障类型、故障位置、过渡电阻、故障初始相角和串补度的影响,且具有良好的适应性和灵敏性。

基于改进小波包熵的SSSC串补线路故障位置识别

静态同步串联补偿器(SSSC)的应用会对距离保护的测量阻抗产生影响,使得距离保护发生拒动或超越。文中采用改进小波包熵分析了SSSC串补线路保护安装处的暂态故障电流特征,结果表明:故障点在SSSC之前和之后时串补线路的小波包熵值明显不同,故障点在SSSC之前的小波包熵值远大于故障点在SSSC之后时的小波包熵值。根据该特征提出了SSSC串补线路的故障位置识别判据,并在此基础上提出了距离保护测量阻抗调整方案。当保护安装处的小波包熵小于小波包熵整定值时,故障点在SSSC之后,需要在原测量阻抗的基础上减去附加阻抗,再与定值进行比较;相反,则实际测量阻抗就是测量阻抗。仿真结果验证了该方案的正确性和可行性。

公私利益平衡:比较法视野下的文物所有权限制与补偿

文物是历史之鉴证,也是重要的文化资源,承载着公共利益。因文物保护而对私人所有权进行限制的理论和制度普遍存在。但要求一部分人为全社会共同利益做出特别牺牲而忽视其正当权益,将导致公益与私益的失衡,违背现代法治的基本精神,偏离文物保护的根本目标。大陆法系和英美法系的文物所有权限制理论与实践存在差异,补偿范围和方法也不尽相同,其中有些经验可为我国建立文物所有权补偿机制提供借鉴。我国文物立法应明确对私人所有权限制的补偿,对受偿主体、补偿范围和补偿方式做出规定,引导所有权人更加科学、合理地利用文物,平衡公益与私益,实现文物保护和私权保障的双赢。

私有财产权的保护与行政补偿法制的完善

本文讨论了“人权入宪”的含义及其对行政补偿法制发展的影响,私有财产权的理念及其法律保护路径,私有财产权的限制与公共利益的界定,我国行政补偿法制发展路向等重大现实课题,提出了判断公共利益的六条标准和行政补偿立法的若干构想,旨在为完善我国行政补偿法制提供参考。

大型调相机的保护配置及其实现

介绍了RCS-985R/S微机发电机保护在北京安定变电站160 Mvar调相机上的成功应用,详细分析了北京安定变电站调相机的启动方式、保护配置和运行情况,重点介绍了调相机与常规发电机不同的几种保护功能。

STATCOM在双馈风电场低电压穿越中的应用研究

双馈感应发电机(DFIG)采用转子撬棒(Crowbar)进行低电压穿越保护时,须向电网吸收大量的无功功率,不利于故障过程中电网电压恢复。文中在双馈风电场中加入静止同步补偿器(STATCOM),用以补偿Crowbar动作后DFIG异步运行时对电网的无功需求。通过不同程度电压跌落下风电场动态仿真进行验证,结果表明电网电压跌落严重时STATCOM的无功补偿效果明显,电网故障中DFIG还能向电网提供一定出力,维持电网稳定运行;与只投入Crowbar的情况相比,同时加入STATCOM和Crowbar不会对DFIG各分量产生冲击;电压跌落轻微时DFIG可通过自身的变流器调节实现低电压穿越,投入Crowbar和STATCOM反而会加剧系统的振荡。

上都电厂轴系次同步扭振保护系统

针对次同步谐振(SSR)危及机组轴系安全问题,研发了轴系次同步扭振保护系统。该保护系统包括底层的扭应力继电器(TSR)和上层的保护协调机(Tmaster)。TSR实时采集轴系模态转速信号,进而判别扭振模态稳定性和疲劳寿命是否越限,并将判断结果传递给Tmaster,由后者执行选择性跳机逻辑,从而起到保护机组轴系的作用。将所述次同步扭振保护系统应用于上都电厂串补输电系统,分析了其运行机制和定值设置。保护系统自2008年9月投运以来,经历了现场试验和实际故障的考验,起到了正确检测次同步扭振和保护机组轴系安全的作用。

D-STATCOM实时同比例限流保护的研究

并联型配电网无功补偿装置(D-STATCOM)在电力系统实际运行中经常发生输出电流过大的情况,需要采取有效的限流措施来保护设备。针对现有限流方法的不足,提出了实时同比例限流方案以防止过电流损害设备。这种保护方法的优点在于:当D-STATCOM发生过流期间,电流被限制在允许范围内,并使装置在其能力范围内继续起到补偿的作用,而且谐波补偿效果较好。通过仿真研究证实了该保护方案的有效性和实用性。

资本禀赋对生态保护红线区农户人为活动限制受偿意愿的影响

生态补偿是激励生态保护红线区农户主动参与人为活动限制政策,实现生态保护红线区人与自然和谐共生的有效政策工具。为深入了解生态保护红线区农户人为活动限制的受偿意愿,将其决策过程分解成补偿参与意愿和受偿额度两个阶段,基于布迪厄的社会实践理论,构建资本禀赋与受偿意愿的理论分析框架,利用江西省和湖北省4个县(区)生态保护红线区微观调查数据,运用双栏模型实证分析资本禀赋对生态保护红线区农户人为活动限制受偿意愿的影响。研究结果表明:(1)有效的人为活动限制补偿激励应不低于农户的平均受偿意愿,对应调查区域的补偿标准应不低于0.23万元/(户·a);(2)经济资本对人为活动限制补偿参与意愿和受偿额度均有显著的正向影响,其中农业收入比重、人口负担比和住房结构对补偿参与意愿具有正向影响,劳动力数量和人均耕地面积对受偿额度具有正向影响;(3)文化资本对人为活动限制补偿参与意愿的影响不确定,但对受偿额度有显著的负向影响,其中村集体活动参与对补偿参与意愿具有正向影响,外出打工经历对补偿参与意愿和受偿额度均有负向影响;(4)社会资本对人为活动限制补偿参与意愿有显著的正向影响,但对受偿额度的影响不确定,其中村干部信任程度和陌生人信任程度对补偿参与意愿具有正向影响,邻居信任程度和贷款难易程度对受偿额度具有负向影响,手机联系人数和社会声望对受偿额度具有正向影响。因此,在未来的生态保护红线区生态补偿机制设计中,要分层分阶段推进人为活动限制补偿政策,充分重视农户的经济资本、文化资本和社会资本对其人为活动限制受偿意愿的影响。

基于励磁电流差异的调相机失磁保护方案

首先研究了调相机的失磁故障行为及失磁调相机的暂态响应,结果表明已处于失磁状态的调相机在系统电压变化时仍有一定的无功响应能力。在此基础上,分析了基于无功反向特征的已有失磁保护方案在故障检测及保护动作方式上的不足。为了进一步优化调相机的失磁保护,深入研究了调相机的失磁过程并得出了失磁故障后励磁电源输出的测量励磁电流与励磁磁动势对应的实际励磁电流大小存在明显差异的故障特征。然后建立了实际励磁电流的计算模型,解决了实际励磁电流值不能直接测量的问题。在此基础上,构建了基于励磁电流差异特征的失磁保护判据,优化了保护动作方式,提出了相应的调相机失磁保护方案。最后,在PSCAD中建立了包含调相机在内的实际直流输电系统模型,通过仿真对比已有失磁保护方案及所提失磁保护方案的作用,结果验证了所提失磁保护方案的有效性。

伊冯串补装置典型故障原因分析及处理措施

针对500 k V伊敏—冯屯串补电容器补偿装置(简称伊冯串补)运行过程中出现的故障,如阀基电子设备VBE电源板故障导致旁路断路器合闸、次同步谐振SSR保护误动作、断路器三相不一致保护动作、金属氧化物限压器MOV保护动作造成旁路断路器合闸等故障,根据伊冯串补的原理和结构特殊性,结合伊冯串补保护动作和录波数据,分析故障产生的原因,通过更换故障元件、优化保护程序、修改保护动作逻辑、加强设备制造工艺和设备维护等措施,提高了串补的抗干扰能力和运行稳定性,现场运行情况表明:采取的改进措施会使伊冯串补存在的隐患得到根本性消除,同时证明了防范措施的正确性和有效性。