具有低电压穿越能力的风电接入电力系统继电保护的配合

具备低电压穿越能力的风电机组要求在一定的故障条件下不脱网,需要相关继电保护与之配合。详细分析了风电场送出线以外输电系统元件故障、风电场送出线故障、风电场内部电网故障以及风电机组本体故障情况下,输电系统保护以及风电场内部保护应有的配合关系。进一步分析了当前集中式接入风电场的继电保护配置,指出风电机组保护及变流器保护选择性不强,在风电场内部保护或系统保护动作切除故障之前,风电机组已经脱网,而且将风电网等同于单侧电源的配电网,没有考虑风电机组对短路的贡献。最后分析了单风电机组本体保护、风电场主变保护、风电场送出线保护需要进行的改进,以保证低电压穿越能力的发挥,并指出各保护需要注意的问题。     

电网故障信息系统中的故障分析与判断

提出一种基于保护动作行为模型及电网故障特征的数据融合方法,用于实现故障信息系统中一次故障的关联识别;从保护装置故障信息汇总与分析、电网故障判断、线路两端故障信息融合等方面,重点阐述了保护动作信号一次故障关联、电网连续故障判断、故障报告汇总及双端测距实现等的应用。     

A novel neural network and backtracking based protection coordination scheme for distribution system with distributed generation

With the increased installation of renewable energy based distributed generations (DGs) in distribution systems, it brings about a change in the fault current level of the system and causes many problems in the current protection system. Hence, effective protection schemes are required to ensure safe and selective protection relay coordination in the power distribution system with DG units. In this paper, a novel adaptive protection scheme is proposed by integrating fault location with protection relay coordination strategies. An automated fault location method is developed using a two stage radial basis function neural network (RBFNN) in which the first RBFNN determines the fault distance from each source while the second RBFNN identifies the exact faulty line. After identifying the exact faulty line, then protection relay coordination is implemented. A new protection coordination strategy using the backtracking algorithm is proposed in which it considers the main protection algorithm to coordinate the operating states of relays so as to isolate the faulty line. Then a backup protection algorithm is considered to complete the protection coordination scheme for isolating the malfunction relays of the main protection system. Several case studies have been used to validate the accuracy of the proposed adaptive protection schemes. The results illustrate that the adaptive protection scheme is able to accurately identify faulty line and coordinate the relays in a power distribution system with DG units. The developed adaptive protection scheme is useful for assisting power engineers in performing service restoration quickly so as to decrease the total down time during faults.     

基于电压和电流突变量的高压直流输电线路保护原理

在对高压直流输电线路区内、外故障和雷击等暂态过程研究的基础上,提出了一种基于电压、电流突变量变化特征的高压直流输电线路主保护原理。该原理对两极线路同侧保护安装处测得的电压突变量幅值的比值设定阈值,选出故障极;利用故障线路两端电流突变量的极性在线路保护区内故障时相异、在区外故障时相同,区分线路上保护区内和区外故障。PSCAD/EMTDC软件对实际高压直流输电系统的仿真结果表明,该保护原理在双极两端中性点接地方式下能够快速判别故障极和区分线路上保护区内、外故障,可靠排除雷击干扰,在故障性雷击和高阻抗接地时准确动作,并适用于一极降压和一极全压运行、功率反送、一极停电检修及单极金属回线运行方式等。采样频率在10～100kHz范围内时可满足保护判据计算要求。     

继电保护系统故障的智能定位方法研究

为了解决传统继电保护系统故障定位依赖人工且耗时耗力的问题,开展了继电保护智能定位方法研究工作.首先分析了智能变电站继电保护系统故障的主要类型,为模拟故障实验提供理论支撑.随即使用PCS-978装置模拟继电保护故障,采集故障实验数据组成数据库,为继电保护智能定位方法提供数据支撑.然后根据故障实验设计了继电保护故障定位矩阵...     

超高压输电线路的发展性故障判别元件

为提高发展性故障时保护装置的动作性能，该文提出了一种适用于电力系统超高压输电线路的发展性故障判别元件。当系统发生单相接地故障时，零、负序电流之间的相位关系和幅值关系是基本不变的，而发生发展性故障后，他们会有较大的变化，文中以此来构成发展性故障判别元件。与目前所用的判别元件相比，该元件不需要采用浮动门槛，动作灵敏度较高，不受电力系统振荡的影响,能更准确有效地判断出系统是否发生了发展性故障。非全相运行期间发生故障时，不论系统振荡与否，该判别元件都能准确地判断出来。离线数字仿真和动模试验验证了该判别元件的准确性。     

快速工频量高频方向保护的新方案

本文针对相电压补偿方向元件的不足,提出了两种新型的方向元件－－负序电压补偿式方向元件和相电压故障分量补偿方向元件,通过大量的ＥＭＴＰ仿真验证了其优良性能,并在此基础上,提出了实现快速工频量高频方向保护的新方案,即：对于各种不对称故障采用负序电压补偿式方向元件,对于三相故障采用相电压故障分量补偿式方向元件,对于非全相状态下的故障采用和电压补偿式方向元件。     

方向高频保护的动作行为分析：第一部分：复杂系统的复故障计算

方向高频保护高压和超高压输出电线路的主要保护方式,其动作性能对电力系统的安全运行影响甚大。     

对输电线反时限零序电流保护选择性的分析

通过对接地故障零序电流分布的分析,讨论了特殊电网方式下输电线零序反时限电流保护不能保证选择性的问题。即在某些情况下,相邻线路中的零序电流不一定小于故障线中的零序电流。从而可能造成相邻线路反时限零序保护的误动,即使考虑相继动作也不能保证其选择性。作为零序保护简化的一种选择,宜在反时限特性中增加一段附加延时,将反时限零序保护作为接地距离保护的补充,用以反应高阻接地故障。     

A novel digital distance relaying technique for transmission lineprotection

Parallel transmission lines often pose more difficult protection problems than single lines. In the case of parallel lines, a number of problems arise when using the distance protection. The paper discusses problems associated with parallel line distance relaying schemes and presents a novel technique to overcome these problems. Two relays instead of four are proposed for the double lines, One relay is located at the beginning and another one at the end. Each relay is fed by three voltage and six current signals from the two lines. The suggested technique is based on the comparison of the measured impedance of corresponding phases. So, the complexity of the possible types of faults, high path fault resistance, mutual effects, current in-feed, inter-system faults are solved. Moreover, 100% of line is protected and the problem of balance-point locations is avoided. Alternative Transient Program models the power system and simulates different fault conditions     

转换性故障下无通道保护动作性能分析

无通道保护利用故障线路对端断路器跳闸引起本端非故障相电流为0作为保护动作判据,但是转换性故障发生后,这个条件可能遭到破坏,从而影响无通道保护的正确动作.文中结合RTDS试验结果对不同的转换性故障和不同的故障转换时间进行了分析研究,结果表明:无通道保护在绝大多数转换性故障情况下都能正确动作,但在转换性故障发生后,如果在保护区内ABC三相上都有故障,不管是对称故障还是不对称故障,无通道保护将拒动;而转换性故障的转换时间不影响无通道保护的正确动作.     

继电保护隐藏故障造成输电线路连锁跳闸的概率模型

继电保护隐藏故障是造成输电线路连锁跳闸的主要原因。通过分析继电保护装置隐藏故障的动作机理,定义了隐藏故障的风险区域,并利用保护装置隐藏故障概率和风险区域故障概率的计算,建立了输电线路连锁跳闸的概率模型。该模型计入了多条输电线路具有不同故障概率对触发继电保护装置隐藏故障的影响,可以评估继电保护系统因隐藏故障造成连锁误切线路的概率。最后,利用实际数据进行的算例分析验证了模型的合理性,计算结果对电力系统可靠性分析及连锁故障风险评估具有参考价值。     

一种序分量高压线路保护选相元件

本文通过对各种不对称故障的序分量相对相位关系的分析，得出了一种新型的序分量电流相对相位与不对称故障类型的对应关系，提出了新型的故障相区划分方法，用于高压线路保护的选相元件，能够准确确认各种故障类型及故障相别。通过大量动模试验表明，是高压线路保护实现单相重合闸较为理想的选相元件     

基于故障信息的高阻接地故障辨识与定位方法

高压输电线路发生高阻接地故障时,由于受过渡电阻的影响,线路保护动作行为较为复杂,故障测距结果往往误差过大。针对以上问题,提出了一种高阻接地故障辨识和故障定位的方法。该方法的核心思想是基于故障录波数据,计算故障区域各条线路两侧电流矢量和及跳闸线路两侧零序电流比值,然后根据序网络故障分析和差动保护原理,利用电网分布式继电保护计算系统进行故障辨识和定位。计算和现场巡线结果表明该方法受过渡电阻和负荷电流的影响很小,故障定位精度较高,可满足现场的应用要求。     

具有高阻接地故障辨识能力的和阻抗继电器

为构建应对单相高阻接地故障的后备保护,通过对线路两端测量阻抗信息的整合与分析,发现其测量值之和在区内故障时和区外故障时有较大差别,进而提出一种采集测量阻抗稳态值、判据具有自适应性且专门应对单相高阻接地故障的和阻抗继电器。仿真与分析表明该继电器能够反映高阻接地故障,受系统运行方式变化影响小,能够确保不误动,线路非全相运行时仍可靠工作,对数据同步性要求极低,反映高阻故障能力远优于纵联距离保护和纵联差动保护,能够有效补充现有主保护。     

柔性直流配电系统线路保护与定值整定

目前,随着电力电子技术的逐渐成熟,柔性直流系统受到广泛关注。作为柔性直流配电系统发展的关键技术,保护所面临的主要挑战是如何利用受限和持续过程极短的故障电流可靠识别和快速隔离故障。文中针对基于具有直流故障隔离能力换流器的柔性直流配电系统,分析了直流线路发生单极接地故障、双极短路故障以及断线故障时的故障特性,提出直流线路的保护方案。同时依据继电保护对四性的要求以及各保护之间的配合关系,确定保护动作的边界条件,反推出保护定值的合理范围,最终形成直流保护定值整定原则和整定计算方法,为实际工程中的保护设计和应用提供了参考。最后,在PSCAD仿真平台搭建仿真模型,仿真结果验证了保护方案的可行性以及保护定值整定的合理性。     

基于虚拟能量调节偏差的MMC-HVDC输电线路保护方案

柔性直流输电对继电保护的速动性及可靠性提出了更高的要求。为实现直流故障的快速可靠识别,文中分析了模块化多电平换流器(MMC)的控制参数在系统发生故障时的响应特性,并提出了一种MMC型高压直流输电线路保护新方案。根据MMC控制参数定义了虚拟能量调节偏差,利用虚拟能量调节偏差对系统故障时的响应特性识别直流线路故障,并结合虚拟能量调节偏差的比值进行故障类型的判别。该保护方案融合了交直流侧的故障信息,提高了保护的可靠性,保护判据利用了换流器控制参数信息,无须测量线路的电气量。仿真结果表明,所提保护方案可以快速准确动作且具有较强的耐过渡电阻能力。     

继电器特性分析软件及对一次特殊事故的分析

继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护装置是完成保护功能的核心。对于保护工作人员而言,在继电保护装置发生异常动作行为时,如何利用某些工具同时结合继电保护理论对不正确动作行为进行解析,进而提出反措方案是至关重要的。继电器特性分析软件就是基于以上设想,通过计算机模拟仿真继电器的特性,利用故障时故障录波器记录的数据对保护的动作行为进行分析的强有力的工具。最后通过利用此软件对华东电网一次特殊事故所进行的分析,证明了其正确性和实用性。     

高压电网死区保护研究综述

电力系统内部存在着各种形式的死区故障,准确、快速地切除死区故障直接关系到电力系统的安全稳定运行。详细介绍了主要几种常见的死区故障及其产生的原因,分析了典型死区保护逻辑的不足:即保护动作时间长且扩大了事故范围。综述了各类死区故障研究的现状,并对各种切除死区故障保护方案的优缺点作出评述。最后在现有研究的基础上,提出了死区保护研究的几点建议与设想,为后续开展研究提供借鉴与参考。     

Relay protection operation for faults on Nyseg's six-phasetransmission line

This paper describes the performance of the protection system used for the first commercially operated six-phase transmission line in the world-New York State Electric & Gas's 93 kV (phase to phase and phase to ground) line from Goudey Station to Oakdale substation (USA) during faults in the winter of 1993. The paper briefly describes the basics of the High-Phase Order Transmission Demonstration Project and the integration of available state of the art microprocessor based relays, with a programmable logic relay (designed for the protection of conventional three-phase systems) in a hierarchical six-phase protection system. The operation of the protection system during two faults on the line in January and February 1993 is reported. The modeling of the six-phase line in a conventional three-phase short circuit study program is also considered and a comparison between the measured and calculated fault currents is presented