电力系统安全自动控制与继电保护研究

电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,而安全自动控制与继电保护是保障电力系统安全稳定运行的关键技术。本文首先介绍了安全自动控制与继电保护的基本要求。接着详细探讨了安全自动控制原理和继电保护原理,包括它们的基本原理和常用技术。最后,重点分析了安全自动控制与继电保护在电网调度自动化、电力系统故障检测与处理以及设备保护等方面的应用。通过本研究的深入探讨,将有助于加强电力系统的安全性和可靠性,提高电力系统的运行效率,为电力行业的发展提供指导和参考。

案例教学法在电力系统继电保护原理课程中的应用

“电力系统继电保护原理”是电气工程及其自动化专业的必修课之一,也是从事电力行业人员必须掌握的一门专业课。从与电力系统继电保护关联的基础与专业课程知识、工程实践、课程思政方面入手建立案例,教学过程中根据学生的心理特征及认知规律引入相关案例,引导学生对案例进行综合分析、联系联想,激发学生学习主动性,帮助学生形象、直观地建立继电保护整体思维和概念、掌握继电保护装置的基本结构、工作原理、整定计算方法,在潜移默化中提高学生专业认知水平及解决继电保护工程实践问题的能力。

变电站继电保护间歇性弧光接地故障识别方法

传统的间歇性弧光接地故障识别方法主要基于电气量进行故障识别,容易受到系统运行状态、负荷变化等干扰信号的影响,导致故障识别精度低等问题。为解决以上问题,首先需进行接地故障特征分析,然后基于故障特征提取间歇性弧光接地故障信号暂态量,通过包含弧光接地信息的暂态量进行弧光接地故障区段的定位,确定故障位置后即可根据暂态能量变化判别接地故障,实现对间歇性弧光接地故障的识别。试验结果表明:与小波变换法和傅里叶变换法相比,变电站继电保护间歇性弧光接地故障识别方法能识别故障发生的精确位置和持续时间,且识别精度更高,具有较高的实际应用价值。

多端柔性直流配电网继电保护控制技术研究

为了确保柔性直流配电网的稳定安全运行,针对多端柔性直流配电网继电保护控制技术展开分析。通过建立多端柔性直流配电网数学模型,按照配电系统结构将其整个划分成若干个控制区域,每个区域包含相应的换流器、直流变压器、直流线路,再采用故障录波器对直流线路故障进行快速定位和隔离控制,以此完成继电保护控制。实验结果表明,设计方法可以实现对配电网运行故障的快速辨识和控制,保障了多端柔性直流配电网的正常运行和供电服务稳定性。

继电保护设备开关电源过流保护电路设计研究

开关电源作为一种常见的电源供应方式,具有高效、轻便、稳定等优势,被广泛应用于各类继电保护设备中。然而,在开关电源的应用过程中,由于各种原因可能出现过载或短路等故障,严重影响设备的正常运行。因此,设计一种有效的过流保护电路对于保障设备的安全运行至关重要。本文通过研究开关电源过流保护电路的设计方法和优化策略,以提高开关电源的过流保护能力和可靠性。

分布式发电对配电网继电保护的影响

目前,在我国电力系统中,分布式发电不但能够有效地节约发电成本,而且能保障发电的效率。但在将其接入传统的电网时,会极大地提高继电保护和安全装置设置工作的复杂性。本文针对分布式发电过程中,上下游及相邻馈线不同部位短路故障现象,以及故障所产生电流大小对继电保护工作的影响进行深入研究,为分布式发电接入配电网后的继电保护工作提供一定借鉴。

继电保护系统中的智能技术应用

阐述智能化电力系统继电保护技术的特点。探讨智能化继电保护技术的应用,包括继电保护技术在母线中的应用、在线路接地中的应用、在发电机中的应用、在变压器中的应用。

继电保护装置的故障检修与改进措施分析

阐述继电保护自动化装置的特点,分析继电保护自动化装置中的故障,提出故障检修方法,包括状态检测法、故障码分析法。从加强硬件配置、软件升级与优化、培训与教育方面提出改进措施。

500kV主变压器断路器继电保护方法设计

主变压器作为电力传输的核心设备,其安全运行与否影响着整个电力系统的稳定性。文章详细介绍继电保护系统的基本原理与应用,探讨不同类型故障对继电保护设计的影响,介绍差动保护和过电压保护等500 kV主变压器断路器继电保护方法。最后,验证500 kV主变压器断路器继电保护方法的应用效果,展示该系统在各种故障场景下的响应时间、误动作率、漏动作率以及动作准确性。

继电保护中的检测与调试技术分析

阐述智能变电站继电保护系统的检测策略,包括检测变压器与发电机、继电保护装置、线路保护。探讨调试技术应用中的保护装置调试、GOOSE调试、通道调试的优化策略。

智能变电站中的继电保护技术分析

阐述继电保护关键技术在智能变电站中的应用,包括负荷保护、接地故障保护、变压器故障保护、纵联差动保护、测控与保护一体化技术、限定电流输出保护技术、微分欠压保护技术的应用。

柔性低频输电系统的主变稳态负序差动保护

为了解决常规纵差保护难以适用于低频系统的问题,通过分析低频系统的序分量抑制策略,并根据低频系统故障进入稳态后单侧有负序注入的特征,提出一种基于稳态负序分量的主变差动保护方法。为防止该差动保护在区外故障时因电流互感器饱和出现误动,通过对比分析三类制动电流计算方式的制动性能,得到了差动保护的制动方程和制动系数。为解决励磁涌流、电流互感器断线可能导致误动的问题,提出了相电压突变量的差动保护开放条件。仿真分析表明,该方法能够灵敏反映区内金属性故障及轻微故障,在区外故障伴随电流互感器饱和时有可靠的制动裕度。

继电保护状态评价与检修标准化实践

为了促进与规范继电保护状态评价与检修的行业推广应用,有必要制定相关行业标准。分析了继电保护传统定期检验方式存在的不足,梳理了继电保护状态评价与检修开展的理论探索与工程实践,介绍了继电保护状态评价与检修两项行业标准的制定情况及标准的主要内容,并提出了后续推进状态评价与状态检修的重要课题,即状态评价与检修决策的理论支持及信息支持系统建设。

基于等效序阻抗差异特征的低频输电线路差动保护优化方案

低频输电线路故障时,两侧短路电流均由模块化多电平矩阵变换器提供,两侧短路电流相角均受控且幅值相当,导致差动保护灵敏度严重下降。分析了低频输电系统定电压控制侧和功率控制侧的等效正、负序阻抗特征,指出因控制策略不同,系统故障时两侧等效正、负序阻抗特征存在明显差异。分析了低频输电线路区内和区外故障两侧保护装置测量到的等效序阻抗之间的差异性和相似性,基于此特征构建了两侧等效序阻抗差异指标,提出了基于等效序阻抗差异指标的差动保护制动系数优化方法。仿真结果表明,所提方案能够显著提升低频输电线路区内故障时差动保护的动作速度和动作灵敏性。

对称故障下变流器控制对差动保护影响及优化策略

变流器输出故障特征的强可控性给交流系统继电保护带来了严峻挑战。该文分析并网线路发生对称故障时跟网型变流器的控制响应过程,从故障期间变流器电流控制目标不能自动匹配故障回路功率需求的角度,分析推导变流器网侧电压相位发生跳变并不断旋转的变化特征。受故障回路阻抗约束,变流器输出短路电流相位与网侧电压相位同步变化,造成并网线路差动保护性能严重下降。基于变流器网侧电压相位变化机理,从电流控制目标与锁相环控制两个维度,提出兼顾保护需求和供电需求的变流器控制优化策略。仿真结果表明,并网线路对称故障时所提策略能有效抑制两侧电流相位差,显著提升了差动保护动作性能。

高压大功率SiC MOSFETs短路保护方法

碳化硅(SiC)MOSFETs短路承受能力弱,研究其短路保护方法成为保障电力电子设备安全运行的重要课题。现有方法大多围绕低压小功率SiC MOSFETs,然而随着电压和功率等级的提升,器件特性有所差异,直接套用以往设计难以实现高压大功率SiC MOSFETs的快速、可靠保护。该文首先详细研究了几种常用短路检测方法;其次基于高压大功率SiC MOSFETs器件特性,深入对比分析了不同短路检测方法的适用性,提出一种阻容式漏源极电压检测和栅极电荷检测相结合的短路保护方法;最后搭建了实验平台验证所提方法的可行性。结果表明,提出的方法在硬开关短路故障(hard switching fault,HSF)下,保护响应时间缩短了1.4μs,短路能量降低了62.5%;且能可靠识别负载短路故障(fault under load,FUL)。

级联多端特高压直流控制保护系统配置及策略

该文针对金上直流工程主回路拓扑结构与运行方式的特点,设计了送端分址级联多端特高压直流控制保护系统的配置方案;提出送端分站的高、低压换流器的电压平衡控制方案,根据送端两站间通信条件,切换采用附加电压平衡控制的触发角协调控制和串联两换流器一个定电压、另一个定电流的控制策略;基于送端分站级联拓扑,研究了其直流保护功能配置方案,并提出针对送端站1内的极区/换流器区故障或者送端两站之间直流线路永久故障的快速清除方法。基于控制保护工程样机的RTDS闭环仿真结果表明,该级联多端特高压直流控制保护系统可以满足实际工程应用的要求。

基于可信计算的保护控制设备主动防护技术研究与实现

变电站保护控制设备在边界安全防护体系下得以安全稳定运行,但随着信息化、网络化技术不断应用,变电站网络安全要求也在发生变化,过度依赖边界防护的保护控制设备缺乏本体主动防护能力的问题逐渐突显。文章比较分析了不同主动防护技术后,选择了基于可信计算的主动防护技术进行研究,结合保护控制设备的高实时、高可靠等特点,给出了适合保护控制设备的可信计算双体系架构和具体硬软件实现方案。最后,保护监控设备主动防护效果通过了第三方检测机构的验证,且防护功能的增加并未对设备的功能和性能产生明显的影响,该方案具备工程化应用和推广价值。

高压直流输电保护定值整定依据及配合关系探讨

在中国30余年的高压直流输电工程实践中形成了一套高压直流输电保护系统定值体系。文中结合近年来在应用中出现的复杂案例,对以下保护的定值整定依据开展了进一步探讨:阀短路保护启动定值需避开与换流阀并联的阻容回路的充电电流;换流器过流保护过负荷段定值整定依据是直流控制系统失控造成直流运行电流超过控制的过负荷目标值,以及控制目标电流超过所设定的运行时间;直流低电压保护阈值及延时定值的整定需兼顾保护的后备功能,不确保与换相失败保护双桥原理长延时段配合。另外,深入探讨了交直流系统间、金属回线运行方式下直流保护间,以及高压线路再启动与低压再启动间的定值配合问题。最后,提出了高压直流输电保护系统的定值及定值间的配合应有一定的规范性和适度的灵活性的建议。

基于ARM架构柔性直流控制保护系统的低链路延时优化设计

基于进阶精简指令集机器(ARM)架构多核处理器芯片设计了柔性直流控制保护系统新一代平台,提出适用于柔性直流输电的4层控制系统通用架构,给出新平台控制保护主机配置方案及功能配置原则。建立换流器高频阻抗简化模型,推导得到负阻尼频率与控制链路延时的数学关系。分析柔性直流控制系统的链路延时构成,提出一种链路复用的在线延时测试方法;基于多核架构与高速接口,研究控制系统的低延时优化方案。最后,在基于实际工程参数的实时仿真系统中,对ARM架构新平台开展了功能和性能测试,并验证了低延时优化方案的有效性。