故障电流限制器在500kV变电站的应用

介绍了故障电流限制器(FCL)的结构图和各个电气元件的作用、串联谐振型FCL的基本原理及其显著特点,详细说明了FCL控制保护系统中的动作依据、动作过程、电容器组的重投机制等,分析了如何利用故障电流瞬时值和故障电流斜率等判据来实现FCL的可靠动作,阐述了FCL对电流差动保护、距离保护、方向零流、线路联动保护等继电保护的影...     

柔性直流供电网络的电流保护适用性分析

在模块化多电平换流器(MMC)逆变站交流线路发生故障时,MMC短路电流幅值受到控制策略的影响大,进而可能影响三段式电流保护的动作性能.鉴于此在RTDS平台上搭建了向无源网络供电的柔性交直流配电网系统,然后在MMC控制器内设计了交流故障穿越策略.基于控制与保护协同的思路对故障穿越策略投入与不投入两种情况下三段式电流保护动作性能做了仿真对比,仿真结果表明,当MMC逆变站交流线路发生不对称故障时,在交流故障穿越策略作用下,电流主保护Ⅰ段、Ⅱ段均拒动,只能由本线路的近后备保护电流Ⅲ段延时切除故障.基于纯交流系统故障电流特性进行整定的三段式电流保护动作性能较差,已经不再适用于MMC逆变站交流线路.     

基于直流断路器转移支路动态电阻特性的柔性直流输电系统保护动作分析与改进

当直流断路器通过其各支路间的换流清除故障电流时,会导致系统的故障暂态电气量发生变化。现有直流保护在进行原理设计时大多未考虑直流断路器动作特性的影响,因而有可能不正确动作。因此对于柔性直流输电系统,分析了直流短路故障过程中直流断路器的动作特性,给出了考虑直流断路器各换流支路故障电流熄灭特性的短路电流解析表达式,验证了现有的电流微分保护、低压过流保护以及差动保护的动作适应性,进而提出一种基于电流积分值的保护算法,解决了电流微分保护会出现误动的问题并且具有较强的抗过渡电阻和噪声的能力。最后利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件搭建 ±320 kV双端柔性直流输电系统模型,仿真结果验证了理论分析的正确性和保护算法的适用性。     

直流牵引系统馈线微机保护装置

直流牵引系统馈线远端非金属性小短路电流故障是直流牵引系统馈线保护的难点。文中阐述了电流变化量保护原理,分析了牵引馈线远端经电阻短路和电弧短路故障电流的变化特征;提出采用电流变化率为启动元件电流增量检测的主保护判据,并针对电弧故障电流变化特征提出电流增量辅助保护判据,两者相结合实现直流牵引系统馈线保护方案;详细分析了不同情况下保护判据的动作特性及整定原则;以该保护方案为基础研制开发了馈线微机保护装置,并通过了保护测试与现场试验。     

500 kV SF6绝缘电流互感器应用中应注意的问题

对某台500kVSF6绝缘电流互感器一次非常典型的故障进行了分析，阐述其故障原因，分析了在该特殊故障情况下保护动作行为和存在的问题。提出了保护设计和SF6电流互感器在制造、应用中应采取的改进措施。     

新型高灵敏断路器失灵保护装置

本文提出一种用集成电路构成的新型电气设备断相保护,当电力系统中的各种主设备、断路器以及电动机等发生断相故障时,能正确动作,特别是当断相故障发生在两个不同步的系统时,故障电流是由两个系统的电压差形成的一波动电流,光此波动电流的周期小于断相保护的逻辑延时时,断相保护将拒动。本装置针对此现象设计了专门的电路解决此问题。     

电流互感器故障所致电网事故及其处置的分析

分析了近年来南方电网直调系统中由电流互感器故障所致的电网事故的特点和处理要点,指出电流互感器故障很多时候表现为单个元件保护动作跳闸,根据断路器和电流互感器布置位置,可以判断电流互感器非绝缘段的位置。对于母线跳闸事故,首先应对母差保护范围内一次设备外观进行检查;若多个设备同时跳闸,处于保护交叉范围内的电流互感器故障极有可能是引起事故的原因。     

剩余电流动作保护器在有色金属选矿厂低压配电系统中的应用

本文通过对剩余电流动作保护器的介绍与应用,并结合众多工程设计实例,提出了剩余电流动作保护器在几种常见情况下使用的必要性。剩余电流动作保护器在TN接地系统中对于工厂单相接地故障起到保护作用。在某些情况下,应使用带剩余电流保护功能的塑壳断路器进行电动机或线路保护。     

基于半波傅氏算法的小电流接地选线装置设计

为了解决小电流接地系统中单相接地故障选线困难的问题,经过现场调研分析了现有选线方法无法有效地检出和切除故障相的原因。然后对小电流接地系统单相接地故障的特征和选线原理进行了深入的理论分析,并对小电流接地选线方法进行了阐述。在此基础上提出了基于半波傅氏算法的接地保护原理,建立了基于半波傅氏算法的动作判据算法模型。根据动作判据,设计了小电流接地系统单相接地故障选线系统,并对系统的硬件部分进行了选型。     

含分布式电源的馈线电流序分量比较式保护

分布式电源的接入对传统配电网保护带来了严重的影响。此外,逆变型DG的故障特性以及系统的故障穿越电流均会影响到常规纵联保护的动作性能。对此,提出了一种含DG馈线的电流序分量比较式保护。针对非对称性故障,根据保护区域两侧负序电流的相位差异,构造了负序电流相位比较式保护判据。针对对称性故障,根据系统侧与DG侧提供短路电流的大小差异,构造了正序电流幅值比较式保护判据。基于上述保护原理,开发了保护样机,仿真分析与动模测试结果验证了所提含DG馈线保护的有效性。     

矿用隔爆型真空馈电开关中的过电流保护

从煤矿井下低压电网中装设过电流保护的重要性入手,描述了矿用隔爆型真空馈电开关中过电流保护的工作原理。重点分析了对称短路相敏保护特性曲线的确定方法,讨论了影响保护动作可靠性的各种因素。介绍了以单片机为中央控制单元所构成过电流保护系统的硬件结构和软件框图,下井前对保护系统进行了测试试验,动作指标符合设计要求。经现场运行表明该保护系统性能稳定,动作可靠,具有重要的应用价值。     

基于功率因数检测的矿井低压电网相敏保护的研究

章从媒矿井下低压电网中装调短路保护的重要性入手,描述了基于功率因数检测的相敏短路保护的工作原理。分析并讨论了其动作特性曲线的确定方法以及影响动作可靠性的各种因素,介绍了以单片机为中央控制单元所构成保护系统的硬件结构和软件框图,对保护系统进行测试试验并将其应用于矿用隔爆型真空馈电开关。实践证明,该保护系统性能稳定,动作可靠,具有广阔的应用前景。     

基于零序电流方向的选择性漏电保护系统的研究

在分析国内外漏电保护装置现存问题的基础上,文章提出了一种基于零序电流方向的矿井低压电网选择性漏电保护系统,重点讨论该系统的工作原理,硬件结构,软件设计及抗干扰技术,最后介绍试验结果和应用情况。     

井下低压电网智能化综合保护系统的研究

在分析目前综合保护系统存在的问题的基础上,设计了一种新型的智能化保护系统,重点分析了系统的基本保护原理,介绍了硬件和软件框图。现场运行表明该保护系统性能稳定,动作可靠,具有重要的应用价值。     

矿井低压电网选择性漏电保护性能的改进方法

针对国内矿井低压电网漏电保护所存在的问题,提出了一种新型的选择性漏电保护系统,重点讨论如何提高保护系统性能指标的方法,并给出了其测试结果。现场运行表明该保护系统的各项指标均满足规定的要求。     

提高脉冲比相可靠性的途径及其实现

在基于零序电流方向原理的矿井低压电网选择性漏电保护中,比相误差是导致保护误动的主要因素。文章在分析比相误差产生原因的基础上提出用有源移相与宽度可调的正弦波／ 矩形波变换电路相结合的方法来提高脉冲比相环节的容错能力。重点讨论了其电路组成及工作原理,还介绍了实验结果和应用情况     

可通信式智能选择性漏电保护系统的研究

分析了目前矿井低压电网漏电保护系统存在的不足 ,提出了基于附加直流电源检测和零序功率方向的漏电保护新判据 ,介绍了基于这些新判据的智能漏电保护装置 ,该装置构成的可通信式漏电保护系统可以实现无级差的选择性漏电保护 ,提高了井下低压电网的安全水平     

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。     

Optimal operation of distribution networks

The objective of the analysis presented is to outline and validate a methodology for the optimization of MV distribution network operation. Loss minimization, taking into account the protective scheme applied, reliability and voltage quality aspects, are attained. Loss minimization is achieved by the installation of shunt capacitors and reconfiguration of the network. Two different reconfiguration methods are applied and compared. Special attention is given to the impact of network reconfiguration on the protective scheme applied, as well as on network voltage quality and reliability. Loads are assumed to be time variable, following typical daily curves. A general optimization method, suitable for overhead and underground networks, is outlined and validated through applications     

Incipient fault location formulation: A time-domain system model and parameter estimation approach

Power systems faults are unavoidable events which affect distribution networks reliability. The fault process in underground cables is gradual and characterized by a series of sub-cycle incipient faults associated with an arc voltage. These events often are unnoticed and eventually result in permanent faults. This paper presents an incipient fault location formulation for distribution networks with underground cables. Presented formulation is composed by a time-domain system model and parameter estimation strategy. System model derivation considers distribution networks inherent features as unbalanced operation and underground distribution cables capacitive effect. Further, incipient fault characteristics as fault arc voltage are considered. The proposed system model is an overdetermined linear system of equations in which the fault location is estimated through a parameter estimation approach. Parameter estimation is made through a Non-Negative Weighted Least Square Estimator (NNWLSE). Smoothing and curve-fitting procedures are applied to input data aiming to decrease the noise effect. A load current compensation strategy is proposed to reduce its effect in the fault current estimation and a back substitution method is proposed for estimation refinement. Validation is performed using real-life distribution network with underground cable data simulated on ATP/EMTP. Test results are encouraging and demonstrate the method’s potential for real life applications. An average error of 1.95% is obtained when compared with 6.48% derived using the state-of-art.