基于用户自定义特征的反时限有源配网保护方案

由于分布式电源输出功率的随机性与波动性,当分布式电源大量接入配电网后,传统的反时限过电流保护方案很难满足配电网保护选择性和速动性的要求。为此,文章通过研究数字反时限过流保护继电器,提出一种基于用户自定义特征的反时限过电流保护方案。保护方案将反时限继电器的特性常数(A)和反时限的类型常数(B)同继电器的时间整定系数、启动电流共同作为待优化的连续变量,并以最小故障电流时所有保护动作时间之和最小为目标函数,利用内点法求解保护的最优配置。方案保证了线路出口处故障时保护能快速动作,满足了配电网保护选择性和速动性的要求。最后,通过仿真分析,对保护方案进行了验证。     

考虑分布式电源稳定助增效应的电压修正反时限过电流保护方案

为解决由于分布式电源(distributed generation,DG)助增效应导致传统保护方案难以同时满足选择性和灵敏性要求的难题,从理论上揭示DG接入前后反时限过电流保护动作行为特性随故障点位置移动的变化规律,分析DG接入对反时限过电流保护性能造成的影响,提出一种具有高灵敏性的电压修正反时限过电流(voltage correction based inverse-time overcurrent,VCITO)保护方案,利用故障下电网电压的自然分布与测量电压随故障位置移动的变化规律,构造电压修正因子与电压梯度指数对反时限特性曲线进行修正。VCITO保护方案基于保护本地信息整定动作时间,在确保保护选择性的同时实现速动性最优化。利用PSCAD/EMTDC建立典型35k V含DG电网模型对VCITO保护方案进行验证,仿真结果表明该方案能有效解决传统反时限过电流保护在DG接入场景中存在的选择性失配与速动性弱化问题,且具有较强的灵敏性。     

分布式电源对配网继电保护影响及综合改进保护方案

随着大规模分布式电源的接入,配电网的运行方式、潮流特性及短路电流等都将发生很大变化,这对配电网线路的反时限过电流保护产生较大影响。在传统电力系统反时限电流保护基础上,分析了分布式电源在故障发生时的助增电流对配电网反时限保护的影响机理和特性,提出一种利用电压因子修正的综合改进反时限过电流保护方案,以改善相邻线路保护间的配合特性来满足分布式电源接入下的继电保护要求。在PSCAD/EMTDC环境中建立了仿真模型,验证了所提方案选择性和速动性的有效性。     

基于复合故障补偿因子的微电网反时限电流保护方法

为了解决逆变型分布式能源(Distributed Generator, DG)对微电网保护速动性和协调性的影响,提出了一种基于复合故障补偿因子和天牛须搜索(Beetle Antenna Search, BAS)算法的改进反时限微电网电流保护方法。首先,通过分析故障时保护安装处的电压分布特性,并结合测量阻抗特征构建复合故障补偿因子,以解决反时限过电流保护由于短路电流变化引起的动作延时问题,提高保护速动性。同时,为了解决DG接入、微电网运行方式改变等因素引起的微电网保护协调问题,利用BAS算法对改进反时限电流保护的参数进行优化,以保证相邻保护的协调配合。最后,在DIgSILENT/PF软件中建立微电网仿真模型,以验证改进方法的有效性。仿真结果表明,与传统反时限过电流保护相比,改进保护方法在速动性方面明显提升,且在微电网不同运行模式、故障条件下均满足协调性要求。     

引入电压变速因子的反时限零序电流保护方案

现有的反时限零序电流保护在工程应用上存在局限性:如果各处保护分别按选择性配合的要求进行整定,则计算过程繁琐复杂;如果全网采用统一的反时限特性公式和时间常数,则难以满足保护选择性的要求。针对此问题,提出了一种引入电压变速因子的反时限零序电流保护,在全网统一反时限动作参数的基础上,利用电压变速因子实现保护上下级动作时间差,既能简化反时限零序电流保护的整定配合,又能较好地保证保护的选择性和速动性。但高阻接地故障时保护速动性受到影响,为此,通过修正电压变速因子的引入形式来更好地保证选择性,并提高保护耐受过渡电阻的能力。PSCAD和MATLAB仿真实验结果表明,相对于传统的反时限零序电流保护,引入电压变速因子的反时限零序电流保护可以大幅度提高反时限保护的选择性和速动性。     

配电网反时限过电流保护优化整定方法

提出一种含分布式电源的配电网反时限过电流保护优化整定方法。以配电网主保护与后备保护的总动作时间最小为目标函数,考虑保护选择性要求等约束条件,建立保护优化整定的数学模型;通过设置动态参数并引入最优解权重改进和声搜索算法,提高算法收敛速度和获取全局最优解的能力。利用改进的和声搜索算法求解模型。优化整定参数基于配电网各故障点的短路电流获得,在计算短路电流时考虑分布式电源对短路电流的贡献,使优化整定结果适用于含分布式电源的配电网。对两相、三相短路故障分别进行保护离线优化整定,实时根据故障类型自动选择优化整定参数,克服保护易受故障类型影响的缺陷。仿真结果表明,所提方法可有效提高有源配电网反时限过电流保护的选择性和速动性。     

计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法

提出了一种计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法。首先,对常规的阻抗修正反时限过流保护算法进行改进,通过增加后备保护优化级数提升其远后备保护的动作速度;其次,针对优化后的阻抗修正反时限过流保护算法整定复杂且存在失配风险的问题,以优化后的阻抗修正反时限过流主保护和后备保护总动作时间最小为目标函数,以保护选择性、灵敏性要求为约束条件,建立反时限保护参数优化整定数学模型,并引入量子遗传算法进行求解。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明,所提基于量子遗传算法的改进阻抗修正反时限过流保护优化整定方法能够有效提升保护的选择性和速动性。     

基于阻抗修正的反时限过流保护新方案

反时限过流(Inverse-Time Overcurrent, ITOC)保护因其动作时间能跟随故障电流大小变化而变化的特性在中低压配电网中广泛应用。根据反时限过流保护的整定原则,其动作速度易受系统运行方式、故障类型及线路级数影响。另外,分布式电源(DistributedGeneration, DG)的广泛接入也对反时限过电流保护的选择性和速动性带来不利影响。针对上述问题,首先阐述了反时限保护的基本原理及其存在的动作延时过长的问题,并分析了DG接入对反时限过流保护的影响。根据不同位置故障情况下测量阻抗的变化特征,提出了一种基于阻抗修正的反时限过流(Impedance Correction Based Inverse-Time Overcurrent, ICITOC)保护新方案。该方案采用测量阻抗百分比及阻抗修正指数对反时限特性曲线进行修正,可在保证上下级保护配合关系的前提下,最大程度加快保护的动作速度。理论分析和基于PSCAD的仿真结果验证了所提反时限过流保护新方案的正确性及有效性。     

含分布式电源配电网的改进反时限过电流保护算法

基于分布式电源接入前后配电网短路电流的特性关系曲线,提出了一种可自适应修正短路电流的改进反时限过电流保护算法,使分布式电源接入后的保护时限曲线保持不变,以有效消除分布式电源接入对动作时限的影响。仿真分析验证了所提算法的有效性,可有效消除分布式电源接入对保护动作时限的延长或缩短作用,保证继电器有效切除各条线路故障,该研究成果将提高反时限保护在配电网中的适用性。     

基于双曲正切函数动作特性的风电场集电线路反时限保护方法

为解决风电场集电线路保护存在的选择性失配与速动性弱化问题,分析风电场集电线路保护与箱变熔断器间的动作配合策略,理论推导双馈异步风电机(doubly-fed induction generator,DFIG)故障电流稳态工频交流分量幅值随电压跌落程度与Crowbar阻值的变化规律,揭示集电线路保护发生选择性失配的机理与速动性弱化的原因。提出一种基于双曲正切函数动作特性的风电场集电线路反时限保护方法,实现风机箱变熔断器与集电线路保护之间的反时限动作特性配合。利用PSCAD/EMTDC搭建含DFIG的规模化风电场模型模拟多种故障条件对集电线路反时限保护方法进行验证,仿真结果表明该方法能够全面优化熔断器与集电线路保护的配合特性,解决不同集电线路保护之间的选择性失配难题,同时大幅提升动作域内集电线路保护的速动性能。     

小电阻接地系统接地故障反时限零序过电流保护

现有的小电阻接地系统接地保护主要采用定时限零序过电流保护,定值较高,高阻接地时容易拒动。结合反时限过电流保护的特点,在分析小电阻接地配电网单相接地故障零序电流分布特征的基础上,提出一种改进的反时限零序过电流保护方法。通过各条出线保护间的横向配合,可使保护的启动电流定值无须躲过本线路的最大对地电容电流,显著降低了其启动门槛值,提高了高阻接地故障保护能力。通过MATLAB仿真验证了提出的反时限零序过电流保护的速动性和可靠性。     

基于系统电压分布曲线拟合的后备保护方案

拓扑结构的多样性和电源特性的复杂性使得基于稳态电流量的后备保护整定工作量大且失配现象时有发生,无需整定且具有自动配合功能的后备保护技术是继电保护工作人员追求的目标。在分析了传统反时限过流保护存在的问题和辐射状配电网正、负序电压故障分量分布特征的基础上,提出了基于系统电压分布曲线拟合的后备保护方案。所提方案利用综合电压序分量的系统分布与各级保护实现逐级配合的最小动作时间拟合具有反时限特性的动作曲线,得出拟合后的分段函数表达式。由其计算的保护动作时间可自动反映各保护与故障位置的拓扑关联关系,在满足选择性和快速性要求的前提下实现各级保护的自适应配合。DG接入不会改变综合电压序分量的分布特征,因而所提方法对含DG的网络具有自适应性。理论分析和仿真结果表明,所提方法可自动实现任一点故障时上下级保护的快速、逐级配合。     

含分布式电源配电网保护方案

分布式电源（DG）接入配电网会对传统的配电线路电流保护产生影响,可能导致保护不正确动作。针对这一问题,文中提出一种新的保护方案,对传统的配电线路保护配置进行了改进。该保护方案根据DG接入点的位置,对被保护馈线进行了分区,在DG的上游区域配置了方向纵联保护,而整条馈线则保留了过电流保护。为了能方便整定工作以及更快地切除故障,根据DG接入位置的不同,馈线的过电流保护分别采用定时限或反时限形式。采用该保护方案后,无论DG的输出功率如何变化,故障都能被可靠切除。最后,对一个10 kV配电系统进行了仿真,验证了保护方案的有效性。     

超高压电网反时限零序过流保护简化整定方法

随着国内超高压电网中传统四段式定时限零序电流保护的整定配合越来越困难,反时限零序过流保护作为后备保护逐渐得到应用。但目前其定值整定多依赖工程经验,缺乏理论支撑,给实际应用带来诸多限制。为此,首先结合超高压电网变电站装设接地变压器的结构特点,分析了零序网络电流的自然差异分布特性,给出了简化整定的理论基础。然后提出采用全网统一定值整定原则的反时限零序过流保护简化整定方法。最后通过理论分析说明了简化整定后仍可保证选择性与灵敏性。利用国内某区域电网500 kV局部输电网算例进行计算,其结果证明了所提简化整定方法有效且合理。     

含同杆双回线的输电网零序反时限过流保护加速配合方案

分析了同杆双回线内部发生接地故障时故障线路及相邻线路上零序反时限过流保护的动作特性。分析结果表明当故障位置与两侧系统参数满足特定条件时,双回线相邻线路上的零序反时限保护可能误动,故障线路两端保护的灵敏度配合可能存在问题。提出一种改变相邻线路保护时间整定系数的方法来避免可能出现的保护误动,该方法通过增加相邻线路保护动作延时来保证双回线保护优先动作,但也给相邻线路保护的速动性带来不利影响。此外故障线路两端保护的动作时间可能相差较大,不利于故障的快速切除。为此设计了基于零序电流变化和零序功率方向的加速方案,无论双回线故障还是双回线相邻线路故障,均能确保故障线路保护优先动作,从而保证各处保护的选择性和速动性。算例仿真验证了分析结论的正确性和所提加速方案的可行性。     

含逆变型分布式电源花瓣式配电网单相接地故障特性分析

花瓣式配电网具有高供电可靠性,但闭环运行模式和逆变型分布式电源接入使其故障特性变得更加复杂.针对含逆变型分布式电源花瓣式配电网的单相接地故障,利用对称分量法推导了故障点接地电流、故障相电流及线路各序电流的公式,并揭示了各电流的变化规律,然后通过仿真对分析结果的正确性进行了验证.结果表明,随故障点按顺时针方向沿花瓣式环网...     

小电阻接地系统高灵敏度接地保护配置与整定

现有小电阻接地系统各级接地保护定值过高,在高阻接地时保护易拒动,利用反时限零序过电流保护可以提高保护灵敏度,但为实现选择性各级保护需要重新配置与整定。分析了不同位置经不同过渡电阻接地时,故障点、各出线、分支线及中性点上零序电流的分布规律。利用上下级保护之间的纵向配合及同级保护之间的横向配合,提出一种基于反时限零序过电流保护原理的小电阻接地系统高灵敏度接地保护配置方案,给出了各级保护的整定原则。仿真验证了所提接地保护整定原则的可行性与可靠性。