智能变电站中自适应同步的母线保护方案研究

采用电子式互感器母线保护的可靠性依赖于采样值同步,论述了目前智能变电站中母线保护采用的采样值同步方案。在同步标异常时,研究了合并单元自由采样的非精确同步方法及母线保护可以实现的最大同步误差,针对电子式互感器的应用,提出了优化母线保护原理和调整采样值差动关键参数的思路,分析最大同步误差对采样值差动原理母线保护的影响。在同步标正常和异常之间自适应切换同步方法和调整采样值差动保护原理及关键参数,保证母线保护采样值差动的选择性和可靠性要求,通过仿真分析了非精确同步时的动作行为。采用浮动门槛的方法,避免最大同步误差引起的不平衡电流越限闭锁,最终达到在同步标异常时母线差动保护不退出运行,提高了母线保护在智能变电站中应用的适应能力。     

集中式保护测控系统中母线保护同步方案

在220 kV变电站数字化改造过程中,提出了一种应用于集中式保护测控系统的母线保护同步实现方案。介绍了集中式保护测控系统的整体方案,着重研究了母线保护多间隔的数据同步问题,并提出了采用外部时钟源对时方案解决各合并单元与保护装置间的同步问题,采用主从对时方案解决各保护装置间的重采样时刻的同步问题。通过动模试验验证了该方案的可行性。该方案大幅减少了投资,但系统集成复杂。     

基于电压锁相网络化采样的母线保护研究

设计一种既具备结构简单、资源共享、扩展性好等优点,又不依赖于外部全局同步系统的采样值组网传输的母线保护,在数字化变电站的建设中具有十分重要的意义。介绍了数字化变电站母线保护的采样值传输系统,描述了基于绝对延时的点对点母线保护技术,提出了一种基于电压锁相的网络化母线保护方案。利用母线电压天然的同步性能特征,通过数字锁相环及采样重插值技术,消除网络化采样对同步信号的依赖性。测试表明,基于电压锁相的网络化母线保护采样同步性好,动作快速可靠,是数字化变电站母线保护的一种新思路。     

多级级联分布式母线保护方案

提出一种分布式母线保护方案.该方案采用主机与多个子机进行级联的结构,主机包含核心CPU模件、采样前置模件和GOOSE前置模件,子机根据采样和跳闸方式配置功能模块;分别采用软件插值、计数器同步机制实现点对点直采直跳和采样组网的数据同步;全部间隔均为传统采样时,采用采样组网方式的同步机制;部分间隔传统采样、部分间隔数字采样时,将传统间隔数字化完成插值同步.对采样数据进行插值同步、数据抽取、打包上送和报文解码,对GOOSE方式的开关量进行报文过滤,从而解决数据流量大的问题;采用双A/D逻辑,保证区外故障时保护不动,区内故障时保护可靠动作.     

不受非同步采样影响的母线差动保护方案研究

提出了一种新的母线保护原理,该原理通过引入母线电压对现有差动判据进行等式变形得到,可有效消除电流采样非同步的影响。结合陕西电网实际工程,建立了相应的母线故障仿真模型。仿真分析了母线区内、外各种故障情况下,所提保护判据和常规母差保护的动作情况。仿真研究表明,常规母差保护判据在采样数据不同步时,存在区内故障误选相问题和区外故障误动问题;而所提方案可有效消除采样非同步的影响,区内故障保护可靠动作,区外故障可靠不动。同时,保护的定值整定原则与常规母差保护相同,无需特殊整定。     

一种分布式母线保护的新型通信方案

分布式微机母线保护将成为微机型母线保护的主要发展方向,实现分布式微机母线保护需要解决实时通信和同步采样的问题。基于此,文章提出了一种新型光纤双环通信网, 各保护单元之间采用令牌环式的通信标准,并且采用了一种软硬件相结合的同步对时方案。该通信网络通信速率高,结构简单,可靠性高,性能优越,同步方法精度高,可满足分布式母线保护的要求。     

基于导纳参数识别的分布式母线保护新原理

针对现有分布式母线电流差动保护受间隔数据采样不同步及传输延时影响的问题,提出了一种基于导纳参数识别的分布式母线保护新原理。通过引入电压量来计算导纳,定义各间隔导纳和的绝对值为差动导纳,各间隔导纳绝对值的和为制动导纳。当母线发生区内故障时,差动导纳等于制动导纳;当母线发生区外故障时,差动导纳反映母线对地的杂散电容,远小于制动导纳。利用差动导纳和制动导纳的大小关系能够可靠区分母线区内、外故障。EMTP仿真和实际录波数据分析表明:所提新原理无需各间隔数据采样同步,受传输延时影响小,耐过渡电阻能力强,在各种工况下均能可靠地区分母线区内外故障。     

智能变电站分布式母线保护实现方案

IEEE1588是关于网络测量和控制系统的精密时间协议(Precision Time Protocol,PTP)标准,其网络对时精度可达亚μs级.提出一种利用主单元中IEEE1588对时芯片的高精度时钟发生器,采用1 588对时协议实现各个子单元采样数据同步,构建出智能变电站分布式母线差动保护的实现方案,描述了采样数据的同步处理及功能分布等.该方案的特点是差动保护不依赖于外部时钟的影响,可靠性高,符合国网公司的技术规范要求.     

数字化保护无效数据闭锁机制

介绍了现阶段数字化保护处理电流、电压等采样数据的通用方法,分析了目前采用的无效数据闭锁机制所存在的弊端,及其可能导致保护拒动等方面的危害。通过研究IEC60044-8规范中的数据帧格式,提出了将不同保护所需的通道数据进行分别对应的解决方案。以实际工程为例,介绍了现阶段数字化保护处理电压、电流采样数据时普遍采用的方法,通过分析其无效数据闭锁机制所存在的问题,提出了一套针对数字化母线保护、主变保护、线路保护的无效数据闭锁机制,完善地解决了数字化变电站各类保护对无效数据的防误闭锁问题,确保了保护的可靠性。     

环网分布式母线保护装置就地化实现探讨

针对层次化继电保护控制系统中保护装置就地安放的需求,目前集中式母线保护直接就地安放存在功耗过大、回路复杂等问题,提出了基于HSR环网的分布式母线保护就地化实现方案。该方案中,各间隔配置独立的间隔子机,独立采集各个间隔的采样和开关量数据。通过双重冗余HSR环网将子机互联并共享数据,采用全主式设计方案,各子机独立逻辑判断,改进的插值同步技术使得母线保护不依赖于外界对时,同时增加光旁路设计,降低了母线保护运维的复杂性。该母线保护样机成功通过专业机构检测和试运行,验证了该方案的可行性。     

基于突变量阻抗原理的差动保护的研究

基于网络的智能变电站母线保护若采用瞬时值数据作为差动原始数据,则在网络性能下降时,其保护性能将显著降低甚至出错。对相位比较型差动保护的原理进行深入的分析,得出其在区内故障存在流出电流情况下误动的根本原因,并据此提出基于突变量阻抗原理的差动保护。该差动保护方案同步性要求低、传输的数据量小、抗CT饱和能力强,且可用于母线保护、短引线保护、站域后备保护等场合。     

基于电压突变量的差动保护同步方法研究

随着基于无线通道的配网差动保护被引入配电网,需要解决的关键技术之一即是两端故障数据的同步问题。基于保护启动时刻电压突变量的同步方法可以在不增加额外设备的情况下实现数据同步,但对该方法的同步精度和适用范围尚缺乏必要的理论分析和验证。通过叠加原理研究了多相故障情况下基于电压突变量的差动保护同步原理,并进一步分析了故障启动门槛、采样频率、故障初始角、谐波和各侧装置采样时刻不同对同步误差的影响,并进行了相关模拟仿真测试。结果表明,取5%的电压额定值作为启动门槛,采用每周波240点采样,能确保各侧装置在线路多相故障时启动时刻的同步误差小于30°,从而满足配网差动保护的同步要求。     

PCS-915母线保护装置

在总结以前系列母线保护多年运行维护经验的基础上,PCS-915系列母线保护装置采用了新的原理及技术。采用基于工频变化量差动的自适应加权式抗电流互感器饱和判据及谐波制动判据,具有很强的抗电流互感器饱和能力及稳定可靠的动作特性。基于新一代控制保护硬件平台UAPC实现,软硬件设计模块化,便于升级维护;采用了新型面向间隔对象的母线保护设计方法,母线保护的差动构成灵活、可靠,可以灵活适应各种主接线系统的需求。分布式母线保护采用基于链路层数据时标锁定的同步方案,同步算法占用计算资源少,无需外接同步源,同步方案稳定、可靠且同步精度高。     

双母线保护故障母线选择元件的研究

母线微机保护装置已发展的比较成熟,装置通用的选择故障母线的方法是利用总差动和分差动相配合;文中介绍了利用分差动选择故障母线时的两种算法,分析了利用母联电流方向比较元件选择故障母线的方法,并从瞬时值方面和向量值方面提供了两种算法。两种选择元件相配合使保护装置更可靠、迅速的选出故障母线。     

基于IEC 61850-9的光纤差动保护数据同步方法

文中提出了一种改进插值法,可以完善解决线路差动保护装置的合并单元(MU)按IEC 61850-9标准接口接入情况下线路两侧的数据同步问题.该方法不调整采样时刻,适应于电子式互感器(ET)标准规定的MU功能结构条件,并能灵活适用于线路一侧为ET、另一侧为传统互感器的情况.改进插值法数据同步完全摆脱了标准中隐含推荐的全球定位系统(GPS),大大提高了继电保护的可靠性.文中另提出了保护装置及MU共用的秒脉冲信号由MU转发或自产生的逻辑和应用方法,可进一步提高保护的可靠性,做到保护功能完全不依赖于除MU和保护装置本身之外的任何其他设备.     

GPS时间同步技术及其在数字电流差动保护中应用的研究

作为全球共享高技术资源的全球定位系统其精密时间传递和时间同步技术可在电力系统中获得广泛应用，本文首先详细阐述ＧＰＳ的时间传递和同步原理，然后给出利用ＧＰＳ实现同步采样的新型线路纵差保护的总体构成和初步试验结果，最后根据试验结果对新的同步采样方案和保护的性能进行评价和分析。     

光纤差动保护实用通信方法

光纤纵差保护对线路提供了安全可靠的保护，其关键在于解决通信问题。文中在阐述了同步原理和抗干扰编码机制的基础上，提出了一种可靠、实用的通信方式及其使用的报文帧格式。实践表明这种通信方式能够获得较好的同步采样效果和稳健的数据交换功能。     

数字电流纵差保护中数据采样的两种同步方法

在利用微处理器和数据通信技术实现数字式电流纵差保护时 ,线路两端电流的同步采样是必需解决的关键技术问题。本文对现场设备 (LFP -931A型光纤电流差动保护 )中采用的同步采样方法和基于GPS的同步采样方法的基本原理进行了详细描述 ,对两种方法进行了分析和比较 ,并对现场中运行设备的数据同步采样系统提出了一种技术改进方案设想。     

WMZ-41A型母差保护误动原因分析及改进措施

高压电网中变电站母差保护是变电站母线的主保护,该保护的稳定运行和故障时的可靠动作,对电网安全稳定运行起着至关重要的作用。文章通过对一次WMZ-41A型母差保护误动原因的分析,指出了保护误动的原因,并提出了改进措施。