基于广域信息多端高压输电区域后备保护

采用分布参数建模,提出一种基于广域信息多端高压输电区域后备保护新原理。该后备保护功能包括广域电流差动保护新原理和故障支路选择算法。广域电流差动保护依据分布参数电路中,正常运行时多端高压输电区域内所选参考点的电流流入与流出量代数和为零,故障时参考节点的差动量能准确反映故障电流这一特征对保护区内故障情况进行检测。故障支路选择算法依据故障支路选择方程根的分布特点判别故障支路和确定故障位置。经广域后备保护服务器计算分析,若保护区内故障,主站通过通信网络向故障线路跳闸装置发送控制命令,故障线路跳闸装置接收到来自主站的跳闸命令后跳开故障线路两端断路器,将故障与系统隔离。仿真试验验证了该后备保护算法的正确性和有效性。     

矿井高压电网的自适应过流保护研究

针对目前矿井高压电网过流保护经常误动或拒动的问题,提出一种基于自适应控制技术的定值整定方案。该方案通过对每条线路的电压、电流进行实时监视和分析,自动改变继电保护的整定值和特性以提高过流保护装置的灵敏性、可靠性,并通过常态闭锁、延时配合实现了保护的纵向选择性,为消除矿井高压电网长期存在的因短路故障而引起越级跳闸的安全隐患提供了技术支持。     

输电断面有功安全性保护及其快速算法

在分析连锁过载跳闸原因的基础上指出了输电断面保护的重要性。当切除过载支路可能引发相关输电断面连锁跳闸时应紧急消除支路过负荷,保证输电断面的安全。为实施输电断面有功安全性保护而选择控制节点时,利用结合重要性权重的主成分分析法评价节点消除断面过载的综合能力并实施排序,以此获得控制节点操作序列。从控制节点和相应控制量的确定上保证正常支路不过载,过载支路潮流不上升,因而不需要计算精确潮流即能快速地给出控制策略。针对CEPRI 36节点系统进行的算例表明,文中提出的调控算法是快速高效的。     

基于广域信息的防连锁过载跳闸保护

连锁过载跳闸是大停电事故的初期表现,防连锁过载跳闸是防止电网大面积停电的重要措施。文中提出了基于广域信息的防连锁过载跳闸保护原理。该原理以重要母线为单元,利用正常运行时存储在广域网调度中心的节点阻抗矩阵中的相关元素估算各支路的过载电流系数,以分析过载支路开断后有无引起连锁跳闸的可能,及时告知调度中心采取防连锁跳闸的措施,以防大面积停电。IEEE39节点系统的仿真验证了该方法的可行性。     

基于节点-支路关联矩阵的配电网馈线故障区域定位算法

提出了一种以开关作为支路,以开关两端的馈线作为节点的节点-支路关联矩阵描述配电网馈线拓扑结构,并给出了基于这种关联矩阵的故障区域定位新算法。通过算例证明该算法是正确的。计算中无须进行矩阵计算和判据矩阵的规格化处理,大大减少了故障区域判据矩阵的维数。提高了计算速度,同时对于支路末梢的故障区域也能正确判断。     

一种形成节点阻抗矩阵的改进算法

文中根据节点注入电流与支路电流以及支路电流与节点电压之间的拓扑关系，分别定义了节点注入电流对支路电流矩阵MI，J，和支路电流对节点电压矩阵MI，V，并解释了其物理意义；借用稀疏矩阵求逆的前推回推算法，提出了一种能够快速形成大规模电网节点阻抗矩阵的改进新方法。该算法能统一处理互感和无互感线路、单连通树支集的特定网络以及树枝集中有分支的通用电网络。在考虑支路间存在任意互感的前提下，详细推导了2个过度矩阵以及节点阻抗矩阵的形成过程；2个构造矩阵能有效地反映电网支路发生短路故障或系统切除负荷的紧急事故前、后网络参量的变化。该算法具有占用内存少，计算速度快的特点。最后通过算例验证和比较了该方法的实用性和高效性。     

基于图论的过载支路输电断面识别方法研究

基于我国电网发展趋势及现状,本文提出了一种基于图论的过载支路输电断面的识别方法。首先,根据电网的实时有功潮流流向以及分布和网络拓扑结构绘制电网系统状态图,再根据图论中有向图得出的邻接矩阵和路径矩阵进行简易的矩阵运算,即可迅速找到受过载支路断路故障影响最严重的输电断面,从而有针对性的进行安全性保护,防止了因选择不明确而造成的连锁跳闸,满足保护的基本要求。文中采用IEEE39节点系统进行了仿真计算,结果与预期相符,验证了文中方法的可行性和有效性。     

基于CAN网通信的选择性短路保护的研究

在分析我国井下6 kV高压电网短路故障引起的越级跳闸的原因的基础上,深入研究相关的保护原理及提高井下高压电网短路保护灵敏度和可靠性的方法。基于现在井下智能保护器的现状,提出了一种基于CAN网通信的具有选择性短路保护的高压综合保护器,在原有的保护器上增加了CAN通信接口模块,通过多机通信优先级判断,并将显示器设计成独立的CPU且具有通信功能。实际运行表明,经改造后的高压综合保护器可以快速准确地发现故障点切断电源,有效地避免了因越级跳闸造成的大面积停电事故,减少了安全隐患,提高了生产效率,提高了矿井供电的可靠性和安全性。     

基于CAN网通信的选择性短路保护的研究

在分析我国井下 6 kV 高压电网短路故障引起的越级跳闸的原因的基础上,深入研究相关的保护原理及提高并下高压电网短路保护灵敏度和可靠性的方法.基于现在井下智能保护器的现状,提出了一种基于 CAN 网通信的具有选择性短路保护的高压综合保护器,在原有的保护器上增加了 CAN 通信接口模块,通过多机通信优先级判断,并将显示器设计成独立的 CPU且具有通信功能.实际运行表明,经改造后的高压综合保护器可以快速准确地发现故障点切断电源,有效地避免了因越级跳闸造成的大面积停电事故,减少了安全隐患,提高了生产效率,提高了矿井供电的可靠性和安全性.     

一种基于潮流指纹识别的电网故障实时诊断方法

开关保护动作的误报、漏报、误动、拒动问题以及电网拓扑的频繁变化导致传统的基于开关保护动作信号对电网进行故障诊断的方法难以实用化。提出一种利用电网各支路潮流的变化量作为表征该故障的潮流指纹,并采用模式识别算法进行电网故障诊断的新方法。设计了基于节点阻抗矩阵的潮流指纹提取方法,并提出了电网故障模式自适应修正算法以及基于遗传算法的(等值)发电机的出力分配因子优化辨识算法,解决了电网拓扑频繁变化对构建故障模式集的影响及故障样本集的样本特征向量的计算精度问题。在此基础上,按照最近近邻判别准则设计了归一化故障判别函数,实现对电网故障的实时准确识别。利用某地区电网实际数据验证了本方法的有效性和实用性。     

煤矿井下高压电网过流保护整定计算方法的改进研究

为了提高煤矿过流保护的可靠性,针对各级变电所6 kV出线开关,给出了一种改进的过流保护整定计算方法。分析了传统方法的不足,并详细介绍了新方法的整定计算过程。新方法中用线路载流量对定时过流与过负荷保护进行了整定,并介绍了瞬时速断保护是否设置的判定方法。以定时过流保护为例,介绍了灵敏度不合要求时的处理方法。最后以河南大有能源某煤矿局部供电系统为例进行了计算论证,并进行了分析。结果表明,新方法是有效和实用的,能够保证过流保护装置可靠动作,从而提高过流保护的可靠性。     

Numerical inverse definite minimum time overcurrent relay for microgrid power system protection

Access of distributed generation gets complicated at the distribution level, and hence managing these systems effectively becomes highly challenging. Microgrids have been proposed as a way of integrating a large number of distributed renewable energy sources with a distribution system. They are low to medium voltage networks of small load clusters with distributed generation sources and storages. Microgrids can be operated in the islanded mode or the grid‐connected mode. If a microgrid is connected to the system, it is seen as a single aggregate load. One of the potential advantages of a microgrid is that it could provide more reliable supply to customers by islanding itself from the system in the event of a major disturbance. However, a major problem with microgrid implementation in islanded operation is designing a proper protection scheme. The fault currents for grid‐connected and islanded microgrids are significantly different. Additionally, high penetration of inverter‐connected distributed generation sources leads to conditions where no standard overcurrent protection method will work. Overcurrent protection is considered as the backbone of any protection strategy, especially in distribution systems. Distribution systems constitute the largest portion of the power system network, and therefore the diagnosis of faults in this system is a challenging task. Faults occurring in distribution systems will affect the reliability, security, and quality of a power system. Field‐processable gate array (FPGA) Xilinx Zynq‐based numerical overcurrent relay protection is provided to the microgrid that is operated in islanded mode. This results in faster discrimination and quicker isolation of the faulty section from the microgrid. This improves the reliability of the microgrid because the fault is rapidly diagnosed and isolated from the healthy part, thanks to the high‐speed operation of the 800‐MHz FPGA Xilinx Zynq‐based numerical overcurrent relay. This system is simulated using MATLAB Simulink SimPower system tool box and LabView software. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

井下高压电网保护定值仿真校验系统

井下高压供电系统中,不能通过在现场做短路实验判断保护定值是否满足选择性与可靠性要求,故本文提出了煤矿井下高压电网保护定值仿真校验系统,通过该系统模拟井下故障检验保护定值的选择性与可靠性。提出了井下高压电网保护定值仿真校验系统整体设计方案,基于广度优先搜索算法对井下供电系统进行拓扑自学习,以获取的拓扑模型为基础提出了故障电流计算方法和定时过流保护、瞬时速断保护、过负荷保护的仿真校验算法。实验结果表明,系统能够检验速断保护与定时过流保护配合是否合理,以及各段保护当前设置是否会造成停电面积扩大等问题,有效实现了井下高压供电系统继电保护定值的仿真检验。     

关于110kV主变后备保护动作分析和整定计算的探索

在装有两台并列运行三圈变压器的变电站,如主变10 kV(或35 kV)侧保护CT至本侧母线处发生短路故障,故障变压器低压侧开关(或中压侧开关)跳闸后不能切除故障,或故障变压器低压侧开关(或中压侧开关)拒动不能隔离故障,将会造成全站失压.为此提出在主变10kV(或35kV)侧后备保护中设置一段方向由本侧母线指向变压器的复...     

昭东电站110 kV主变后备保护拒动原因分析

双圈变压器一般配置复合电压闭锁过电流保护。其复合电压闭锁元件的电压一般取自低压侧母线压变。当主变低压侧开关拉开,其所对应的低压母线由其他电源供电时,若主变及其低压侧发生故障,主变复压过流保护会因复压元件不开放而拒动。对双圈变压器后备保护拒动原因作了进一步的分析,同时就三圈变压器是否存在类似问题作了探讨,提出了多种解决方案及措施,初步形成了解决问题的建议,为解决主变后备保护拒动问题提供参考。     

公伯峡水电站发变组后备保护存在问题及功能完善

针对公伯峡水电站发变组后备保护中,在机组故障时由于发电机灭磁时间长,对后备保护电流记忆功能产生影响,造成机组解列后误跳母线联络断路器的问题进行了分析探讨,采取了在发电机相间后备保护及主变高压侧接地后备保护动作于跳母联开关时,加判主变高压侧开关并网状态的措施,对电网的安全运行起到了良好的作用.     

基于电流预测的矩阵变换器过流保护策略研究

针对矩阵变换器在实际运行中出现负载电机过载导致过电流的问题,提出了一种基于电流预测的过流保护策略。该策略利用变换器系统的离散时间模型来预测由矩阵变换器生成的所有27个可能的输出电压矢量的输出电流的未来值。然后通过将预测的输出电流未来值与保护阈值电流相比较,当预测电流值大于保护阈值电流时,系统会立即向控制器发送过电流报警信号来控制变换器开关器件的关断,进而保护功率开关器件与负载电机免受故障的损害。最后通过Matlab/Simulink仿真与实验,证实了这种过流保护策略的有效性。     

煤矿自适应微机电流速断保护的研究

针对煤矿6 kV下井线比较短,灵敏度和保护范围直接受电网系统运行方式和短路类型影响,常规微机电流速断定值整定方案往往导致线路没有保护范围,发生短路故障常引起越级跳闸这种情况。利用自适应技术,通过对每条线路的电压、电流进行实时监视和分析、自动识别系统运行方式来改变微机保护的整定值和特性。分析表明自适应速断保护用作相间保护不用判断故障类别,且能够使保护装置始终获得最佳保护性能,可对提高矿井的安全供电提供技术支持。     

茂名热电厂110 kV系统小网运行分析及应对措施

茂名热电厂1号机组改造后,由于容量的增加而暴露了110 kV系统的薄弱性,母联断路器及系统联络变压器两侧断路器跳闸均会造成110 kV系统小网运行,影响供电安全。通过采取装设有小网运行和超速保护(OPC)功能的数字电液(DEH)控制系统、装设电超速保护及机械超速保护、装设高频切机保护等措施,可提高电网运行可靠性,改善电压质量,确保电网安全运行。