引入电流有效值与相位突变量判据的零序反时限电流保护

针对大接地电流系统发生接地故障时,非故障线路零序反时限电流保护先于故障线路中零序电流较小一侧保护动作的问题,提出了引入零序电流有效值和相位突变量判据的零序反时限电流保护方案。首先,分析了单回线和双回线两种结构发生接地故障时,零序电流的分布特征与零序反时限电流保护的动作特性,指出相邻非故障线路零序电流可能大于故障线路零序电流,进而使零序反时限电流保护误动;随后,通过理论分析,得到故障线路中零序电流较大的一侧保护动作前后其余线路中零序电流有效值和方向的变化情况;最后,提出引入零序电流有效值和相位突变量判据的零序反时限电流保护方案,将非故障线路零序反时限电流保护重新计时。仿真结果表明:所提方案能够有效防止非故障线路零序反时限电流保护误动,从而提高了保护的选择性,且在经过渡接地时仍然适用。

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。

分布式能源脱网和其本身特性改变对线路限时电流速断保护的影响及对策

为解决分布式能源脱网及其本身特性改变对线路电流保护性能带来的影响,提出实时修正的保护门槛值优化方案。首先,分析分布式能源在脱网及其本身特性改变工况下线路电流的分布特征,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件搭建仿真模型来研究对下级线路限时电流速断保护灵敏度的影响;然后,根据上述工况下电流与功率的分布特征,通过分布式能源支路的实时测量电流对限时电流速断保护的门槛值进行修正,构造一种实时修正的保护门槛值优化方案,以适应分布式能源的不同运行工况;最后,通过仿真实验验证了所提优化方案的有效性。

计及故障点两侧零序电流相位差的新能源送出线路接地故障时域距离保护研究

新能源电源故障电流呈现弱馈性、强受控性并具有大量的间谐波,导致现有工频量距离保护可靠性下降,而时域距离保护主要根据方程求解故障距离,受新能源短路电流特性影响较小。针对新能源送出线路较长时,线路分布电容对零序电流相位的影响不可忽略,进而导致故障距离的计算产生较大偏差的问题,提出了一种计及故障点两侧零序电流相位差的新能源送出线路时域距离保护改进方案。首先,计及故障点两侧零序电流相位差的影响,将过渡电阻等效为过渡阻抗。然后,通过列写故障回路方程并求解故障距离,形成保护判据。最后,基于PSCAD/EMTDC大量仿真实验,验证了所提时域距离保护方案计算故障距离的误差较小,可以较好地适用于新能源经中长距离交流线路送出的场景。

基于控保协同海底观测网供电系统保护方案

海底观测网的供电系统保护问题是海底观测网技术发展所面临的难点之一。负极恒压海底观测网供电系统拓扑结构复杂,故障区段判别困难,故障电流增长迅速、分支单元开断能力有限,致使故障隔离困难。为限制故障电流迅速蔓延,准确判别、可靠隔离故障,该文提出一种基于控保协同的海底观测网供电系统保护方案。首先,利用基于岸基电源直流侧电流变化率的判据来检测海缆故障是否发生,故障后岸基电源进行限流控制来限制故障暂态电流;然后,保护方案利用分支单元电流方向实现支缆故障判别及主缆故障区段判别,利用分支单元/岸基站电压实现主缆故障判别;最后,在有限电流水平下,由分支单元/岸基站断路开关快速动作来实现故障有效隔离。该文利用PSCAD/EMTDC软件搭建了负极恒压海底观测网供电系统仿真模型,验证了所提出保护方案的可行性、有效性。

配电网中分布式电源的选址定容和电流保护策略

反时限过电流保护常用于配电网的线路保护,而不同容量的分布式电源接入配电网的不同馈线不同区段时,会对原有配电网的继电保护及安全运行产生很大的影响。文中分析了逆变型分布式电源对传统反时限过电流保护的配合特性和动作行为的影响,给出了基于反时限过电流保护的选址定容方法并指出其局限性。在此基础上,研究了故障限流器在电网故障时呈现的高阻抗特性,提出了一种基于故障限流器的含分布式电源的配电网保护策略,并结合福建省湄洲岛储能电站实例,建立PSCAD仿真模型,进行计算验证。仿真结果表明,所述方法能够有效降低逆变型分布式电源对反时限过电流保护的影响,使配电网线路的保护具有良好的协调性,保证配电网的稳定运行。

故障电流限制器对继电保护的影响

介绍了华东电网故障电流限制器示范工程的主电路结构、主要元件参数和工作原理,用PSCAD仿真软件建立了华东500kV电网故障电流限制器(faultcurrent limiter,FCL)的等值系统。在该等值系统上针对FCL对零序电流保护的影响,线路重合闸对FCL的影响及FCL保护与线路保护的配合等问题进行了理论研究和仿真分析,并给出了基于仿真分析的合理的解决方案。

接地故障零序方向元件拒动保护改进方案

对于大电源长线路的输电系统,当线路末端发生接地故障时,虽然零序电流达到定值,零(负)序方向元件由于零(负)序电压可能达不到方向元件的门槛值,造成保护拒动。针对这类问题,提出了2种解决方案：一种是当零(负)序方向元件由于零(负)序电压可能达不到方向元件的门槛时,以正序电压代替零(负)序电压作为零序电流方向判别；另一种是采用无方向零序电流反时限过流保护作为接地故障后备保护,并提出了新的电流互感器断线方案,解决了国内保护装置电流互感器断线与反时限零序后备存在的矛盾。

断路器型零损耗故障限流装置的研制及试验

装设故障限流装置是解决日益严重的电网短路电流超标问题的有效技术措施之一。基于智能快速断路器技术、短路电流过零点精确相控开断技术研制了一套330 k V开关型零损耗电网故障限流装置。该装置采用模块化设计方法,在正常运行时损耗为零,短路故障发生20 ms内,可将80 k A及以下的短路电流限制在系统断路器安全开断水平。装置成功在330 k V线路上通过了带电、挂网运行和2次人工单相瞬时短路试验,验证了装置满足安全性、有效性和可靠性的要求。

涌流工况下换流变压器零序差动保护误动对策

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,采用基于工程实际参数的高压直流输电仿真模型,对换流变压器外部故障切除恢复性涌流及空载合闸励磁涌流导致中性线零序电流幅值较大且衰减缓慢的现象进行了仿真分析。通过识别中性线零序电流与自产零序电流波形呈现出的相似度特征在涌流工况和区内故障时的差异,提出了基于零序电流动态时间弯曲距离的换流变压器零序差动保护新判据。经仿真算例和录波案例验证,该判据在各类区内故障时具有与传统零序差动保护相同的保护范围及抗过渡电阻能力,可以正确辨识涌流工况下电流互感器传变异常引起的虚假差动电流,进而降低零序差动保护误动风险。

平行双回线对反时限零序电流保护的影响及改进算法

对平行双回线路内部发生接地故障时反时限零序电流保护的选择性进行了分析。研究表明,对于平行双回线路两侧的相邻线路而言,其零序电流不一定小于故障线路中的零序电流,相邻线路上的反时限零序电流保护有可能无选择性动作;对于故障线路本身,离故障点远的一端的零序电流可能大于离故障点近的一端的零序电流,离故障点远的一端保护可能先动作;对于平行双回线中的非故障支路,其保护不会先于故障支路上保护动作,其选择性可以保证。误动的可能性取决于双回线两侧系统的零序参数和故障点位置,与双回线路本身的零序参数及零序互感大小无关。同时提出一种基于广域信息的反时限零序电流保护算法,在改善保护选择性的同时,提高了保护的速动性。最后通过PSCAD仿真验证了分析的正确性。

基于智能变电站的煤矿高压电网选择性接地保护研究

对于煤矿电网单相接地故障,各种保护原理有自身适用的范围和缺陷,并且上下级保护的整定难以配合,导致煤矿高压电网单相接地保护无选择性。智能变电站能实现全站信息的共享,这为解决接地保护无选择问题提供了新的契机。将各支路零序全电流所在象限作为判断依据,对多支路信息综合保护判据进行了研究,PSCAD软件建模仿真证明了该方法能保证接地保护的横向选择性。对电网拓扑节点优化矩阵算法实现故障区段定位进行了研究,构造网络结构矩阵和故障信息矩阵,得到故障判断矩阵来判断故障所在区段,算例和PSCAD软件建模仿真证明了该方法的优越性。论述了基于煤矿智能变电站实现选择性接地保护的方案,包括区域集控式煤矿智能变电站结构和实现选择性接地保护的过程。

辐射型配电网络中智能零时限电流保护的应用

针对多级辐射状配电网络中传统电流保护无法同时满足选择性及速动性要求、存在保护死区等问题,介绍了一种智能零时限电流保护方案的原理及其应用实例。智能零时限电流保护采用光纤实现上下级电流保护间的信息交换,解决了上下级保护配合问题;将各级保护装置速断延时定值均整定为0s,使得进线的速断保护可同时作为母线故障的主保护,从而解决了保护死区问题。应用结果表明,该方案能够成功地阻挡井下越级跳闸。

一种数字式DC270V过流保护器的设计

在航空直流供配电领域,高压DC270V电源作为一种新的电能形式得到逐步应用。不同于传统的DC28V系统,高压直流系统无法通过传统断路器的双金属片结构实现线路的过流保护。基于此,提出了一种新的数字式DC270V线路过流保护的方法,实现了电流保护值可调、保护曲线可调的反时限过流保护功能和电流保护值可调、保护时间可调的定时限过流保护功能,并研制出样机。实验结果表明:该样机有效地实现了限定条件下的反时限过流保护和定时限过流保护功能,并且具有良好的使用界面。

城轨交通中压双环网继电保护和自动装置配置

在分散式供电、中压双环网接线方式下,对继电保护和安全自动装置的设置进行分析,并说明电流速断、过电流和备自投装置的具体配合关系。

单片机技术在智能交流接触器实时调控中的应用研究

通过对智能交流接触器零电流分断控制原理的分析,发现其零电流分断失败的原因,并在此基础上提出将单片机实时控制系统嵌入传统接触器中,实现零电流分断的智能“无弧”接触器。

330kV开关型零损耗故障限流装置的研制及人工短路试验

装设故障限流装置是解决日益严重电网短路电流超标问题的有效技术措施之一,利用智能快速开关技术、短路电流过零点快速预测及精确相控开断技术研制一套330 k V开关型零损耗电网故障限流装置。该装置采用模块化设计方法,使正常运行时损耗为零,且短路故障发生20 ms内,则可将80 k A及以下的短路电流限制在系统断路器的安全开断水平,从而实现任意深度的故障限流;装置成功用在330 k V线路上,通过带电、挂网运行和2次人工单相瞬时短路试验,验证装置满足安全性、有效性和可靠性的要求,同时结构简单合理,成本低廉且占地面积小。

矿井低压电网单相漏电选择性保护方法与装置的研究

文章简述了我国矿井低压电网漏电保护的技术概况,指出矿井低压漏电保护系统及选漏保护器存在的问题,着重阐明了基于零序基波"时序鉴别原理"的低压选漏保护器的基本结构、工作原理、使用方法、产品的主要特性和优点。

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。

凝练基本原则,厘清三段式继电保护装置的构成原理

针对继电保护技术课程中三段式继电保护装置之间相互配合而错综复杂的整定分析难题,本文通过深度剖析继电保护装置的4个基本要求,全面、系统地凝练出确保继电保护装置满足4个基本要求的基本原则。在基本原则的指导下,充分理解继电保护装置的整定分析过程,从而扎实掌握继电保护的构成原理。基本原则指导整定分析的教学策略的应用,能有效地帮助学生突破专业知识中“继电保护整定分析”的难点问题,取得了良好的教学效果。