典型的220 kV主变中后备保护动作研究

随着电力负荷及变电站数量的日益增长,保障电力系统的安全稳定运行已成为一项重要的任务,同时也对变电运维人员的异常事故处理能力提出了更高要求。以变电运维人员为出发点,结合一起典型的中压侧配置有间隙保护的220 kV变电站发生的死区故障案例,深入分析死区保护、主变保护、母差保护等继电保护动作及事故处理情况。较详细地分析了单相接地故障情况下的保护配合关系以及该情况下保护动作的特殊性,正确判断了故障点,并通过变电运维事故处理仿真软件验证了分析结果的正确性,为变电运维人员在电力系统事故处理中分析类似保护跳闸事件提供了一定的借鉴。

母线差动保护电流互感器断线处理逻辑

根据电流互感器(CT)断线对于母线差动保护的影响程度,分为支路CT断线和母联CT断线。首先,介绍了当前母线差动保护对于CT断线的处理逻辑,指出了当前逻辑存在的准确性不高、快速性不足的问题。然后,分析了母线接地故障与CT断线特征的差异,提出了包含故障识别逻辑、CT断线支路选线逻辑和故障后跳闸逻辑3个部分的支路CT断线改进处理逻辑,并引入母联双CT电流构建母联死区差动元件,提出了综合利用大差差动电流、小差差动电流和母联死区差动电流的母联CT断线的改进处理逻辑。最后,基于实时数字仿真系统试验结果,证明了改进后的逻辑能够快速准确地选择断线CT,避免差动保护在重负荷支路CT断线时误动和母线区内高阻接地故障时拒动,在发生母联CT断线时最大限度地维持了差动保护的速动性。

考虑死区故障的馈线自动化技术研究

文章分析了目前应用的集中式馈线自动化的故障处理逻辑,但不适用于环网开关的死区故障,研判故障区域与实际隔离区域不一致,提出考虑死区故障的馈线自动化技术,综合利用故障区域边界开关的上一级“三遥”开关保护特征,可大大缩短故障查找时间,快速恢复非故障段负荷供电,避免重复停电、停电范围扩大等问题。最后,通过案例分析验证了该方法的有效性。

110kV变压器死区故障及防控措施研究

本文针对变压器中低压侧断路器与电流互感器间的死区故障,提出了两种防控措施:一是改变电流互感器安装位置:二是在变压器中、低压侧后备保护中增加第3时限。并结合实际电网运行情况对两种防控措施的优、缺点进行了分析,对解决主变死区故障具有重要的指导作用。

配网死区故障分析及负荷转供策略探讨

阐述了配网全自动FA发生死区故障,未准确隔离故障并对永久性故障点恢复供电的情况。分析了死区故障的特点、信号特征及负荷转供模式,针对配网全自动FA处理故障、负荷转供提供改进策略,提出对环网柜进线开关、出线开关故障信号进行区分利用的措施,以确保死区故障正确隔离、负荷转供迅速。

计及死区故障的3/2接线变电站的Petri网故障诊断方法

现有针对3/2接线系统的故障诊断方法较少考虑死区故障,在基于保护和断路器动作信息进行故障诊断时易造成误判。提出一种计及死区故障的3/2接线变电站的Petri网故障诊断方法,除了系统中母线、线路和变压器等元件,对死区位置也建立其加权模糊时序Petri网模型。针对3/2接线系统不同死区位置、不同类型故障的跳闸策略,利用保护动作信息和断路器辅助节点开合状态信息构造死区故障辨识逻辑。通过死区故障的逻辑辨识和保护及断路器的时序约束检查,对诊断模型的结构和参数进行修正。测试系统仿真算例和电网实际故障案例表明,该方法能够在保护和断路器不正确动作和警报信息不完整等复杂状态下识别真实故障元件,提高了诊断的准确度和容错性。

220kV母线保护动作分析及事故处理

介绍了220kV母差保护的基本动作原理及不同的母线保护产品型号。针对特殊的母线运行方式,提出了母差保护特殊的配置方法。详细研究了220kV母差保护在特殊故障类型环境下的动作行为,并根据不同的保护产品型号,提出了有效的解决办法。针对变电站220kV母线跳闸的事故,分析了目前电网调度员在事故处理中所存在的误区,提出了正确的处理方法,从而为电网调度员的事故处理提供重要参考。

一种3/2接线死区故障隔离与误切元件快速恢复方法

在现有3/2接线方式下,由于保护和互感器的配置并未完全交叉,导致死区的存在。在发生死区故障时,一般由死区故障所在间隔保护以及断路器失灵保护动作相互配合以实现故障的彻底隔离。这种做法会使得断路器的切除范围扩大,甚至会导致正常母线不必要的停运,严重影响系统的安全稳定运行。针对上述问题,分析了在不同保护CT配置方式下的死区故障的特点,提出了一种死区故障隔离与误切元件快速恢复的方法。该方法通过引入断路器的开合状态信息来有效地辨别死区故障和断路器失灵情况,同时利用断路器的重合闸功能,快速恢复切除死区故障时的误切断路器,从而显著提高系统的安全稳定运行水平。

基于测距函数相位特性的T型高压线路故障定位原理

针对现有T型高压线路故障测距方法在T节点附近高阻短路故障时有测距死区这一不足,提出一种适用于T型高压线路的故障快速定位法。通过分析可知,在故障支路故障点前后测距函数的相位会发生一次突变,在正常支路上测距函数的相位不会发生突变,因此可根据故障支路上测距函数的相位突变点即为故障点这一特征进行故障定位。该方法将故障支路判别和故障测距融为一体,无需事先判别故障支路即可测距。该方法无测距死区,较好地克服了传统方法在T节点附近有死区的不足。该方法对电弧故障具有良好的适用性。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该方法基本上不受过渡电阻、故障类型、故障位置和负荷电流等因素的影响,在各支路参数偏离设计值时依然能正确识别故障支路,保持较高的测距精度。

主变压器中压侧后备保护改进设计

为降低220kV主变压器中压侧死区故障对变压器的冲击,文中通过分析220kV变电站内发生主变压器中压侧死区故障的各类故障特点,并对变压器微机保护回路进行研究,提出了在现有主变压器后备保护的基础上增设中压侧死区保护的设想。根据中压侧死区故障特征量分析并得出保护启动条件,同时根据断路器额定开断时间确定该保护动作时限,通过对主变压器微机保护二次接线的研究,实现了其在生产实际中的应用。

输电线路雷击组合测距新算法

针对现有输电线路雷击定位方法存在的诸多缺点,提出一种新的测距算法。该算法综合考虑雷电定位系统(LLS)和单端行波测距法的特点及适用性。首先利用现有LLS判断出雷击的大致距离,然后利用该距离及线路参数来准确识别故障点反射波和对端母线反射波到达测量端的时刻,进而利用单端行波测距法精确测得雷击距离。该算法克服了地理环境、探测站距离等因素对LLS定位精度的影响,以及单端行波测距因无法准确辨识故障特征波前而导致测距精度无法保证的不足。在雷击故障时,测距公式充分利用测量数据,消除了波速不确定的影响,并在一定程度上消除了弧垂和线路长度变化对其带来的影响。EMTP仿真结果验证了该算法的正确性,并且测距精度得到很大的提高。

高压电缆-架空线混合线路相位测距法

提出一种高压电缆-架空线混合线路相位测距法,该方法定义了一新定位函数。通过分析可知,在混合线路上,当所取参考点与故障点的相对位置不同时,定位函数呈现不同的相位特性;当所取参考点在故障点前后变化时,定位函数的相位会发生唯一一次相位突变,相位发生突变的位置即为故障点,故障特征明显,因此利用此相位突变特征进行混合线路的快速故障定位。该方法无需事先判别故障区段,将混合线路直接等效为一等长线路进行故障测距,测距精度基本上不受过渡电阻、故障类型、采样频率、故障位置和负荷电流等因素的影响,无测距死区,较好地克服了传统方法在混合线路连接点附近有死区的不足。PSCAD软件仿真结果表明该相位测距法正确,测距精度高。

一种T形高压输电线路故障测距新方法

对T形线路的故障测距,现有方法都是先判断故障支路,再将3端线路等效成2端线路进行测距。但在T节点附近短路,尤其是经高阻短路时,现有的测距方法由于无法正确判别故障支路而存在一定范围的测距死区。针对上述缺陷,分别假设故障发生在某一支路,由假定正常的2段支路端的电压、电流推算求得T节点电压和注入假定故障支路的电流,从而分别求得3个故障距离。经证明,求得的3个故障距离有且仅有1个在0和对应支路总长度之间,该距离就是真实的故障距离,故障发生在对应支路上。该方法无需事先判别故障支路即可测距,在T节点附近经高阻故障时无测距死区。其测距精度理论上不受过渡电阻和故障类型影响,无需故障前数据,且对滤波无高要求。EMTP仿真结果表明该方法正确、有效,测距精度高。

带有自动重合闸功能的断路器失灵保护

分析了3/2接线完整串中断路器发生断路器拒动和死区故障时保护的动作情况,指出现有断路器失灵保护无法正确切除死区故障。提出一种带有自动重合闸功能的断路器失灵保护,由原失灵回路、电压判别装置控制回路、自动重合闸回路、电压判别回路组成,通过残压-感应电压半周波判别装置对主设备特定时间段的电压进行检测,判断主设备相邻断路器是否发生死区故障,进而决定是否在失灵保护动作跳闸后重合相关断路器使主设备恢复供电。该断路器失灵保护可以在发生死区故障时缩小停电范围。最后以3/2接线完整串中断路器为例,讨论了带有自动重合闸功能的断路器失灵保护的动作过程。

双母双分段母线保护配置及母联分段开关失灵和死区保护动作分析

本文介绍了青岩变电站220kV双母线双分段接线方式下母差保护的配置方式,对母联和分段开关在失灵和死区故障情况下母差保护的动作逻辑进行了分析,阐明了母差保护中母联及分段开关的失灵保护和死区保护的动作原理和动作过程,为运行人员处理此类事故提供了参考。

RCS-915AB型微机母线保护应用改进

针对实际试验中,母线分列运行时,PT二次故障或TWJ异常,若母联死区发生故障,RCS-915AB型微机母线保护装置会出现误动的现象,通过对母联死区保护原理及逻辑框图的分析,发现母差保护误动作的原因是母联电流未正确退出小差电流计算,文中给出了解决以上问题的方法,从而避免了母差保护的误动,缩小了停电范围,具有一定的工程实用价值。

非线性系统执行器死区故障的鲁棒自适应控制

针对一类具有不对称执行器死区故障的不确定非线性系统,基于反推滑模控制原理提出了一种神经网络鲁棒自适应控制方案。通过简化死区故障模型,取消了模型倾斜度相等和边界对称条件,结合动态面控制避免了传统反推设计方法存在的计算复杂性问题。所提控制方案取消了控制方向已知的条件,消除了执行器死区故障的影响,使得系统输出趋于给定参考轨迹的一个小领域。仿真结果验证了该方法的有效性。

针对辐射型电网母联死区故障的保护改进设计

为确保双母线运行方式下,在母联死区范围内发生故障时,变电站不会全站停电,可以保部分负荷运行,文中对现有母差保护和母联死区保护进行分析研究,对现有母线保护设计方案进行了改进,使其在母线故障时能准确切除故障母线,且在母联死区范围内故障时,也能正确切除母联断路器及与故障相关的母线。最后,通过对母联断路器的动作时间测定,说明此方案可行。

基于分相有功功率差动原理的线路高阻接地保护判据

针对用于输电线路高阻接地故障检测的有功功率差动算法存在的电压死区问题,在分析分相有功功率差动原理特性的基础上,提出分3段设置有功差动值门槛、引入负门槛与过电压启动的新判据,旨在提高该原理对各类故障的适用性和对高阻接地故障的灵敏度。仿真结果表明:在保护区、内外发生高阻接地故障情况下,该判据具有较高的分辨能力,克服了传统电流差动保护的不足,可作为传统电流差动保护原理的有效补充。

基于GOOSE通信的弧光保护方案

在分析中低压开关柜常见弧光保护方案、总结现有弧光保护方案存在问题的基础上,提出一种基于GOOSE(通用面向对象变电站事件)通信的中低压系统弧光保护无死区控制方案。通过建立弧光保护装置与所有间隔层综合保护装置共有的GOOSE网络,实现弧光保护与间隔层综合保护装置的信号传递。该方案可以实现母线区和间隔区的弧光保护,而且可以实现断路器与TA(电流互感器)死区之间发生弧光故障时的快速保护。弧光信号传输光纤敷设在柜内完成,大大减少了弧光信号传输光纤敷设施工量,通过GOOSE网络实现跳闸信号传递可以有效减少电缆的敷设,因此具有良好的推广前景。