级联线路的链式过电流保护方案研究

提出了一种新型线路保护方案即链式过电流保护方案,分析了它的基本原理、保护构成及其实现方法.该型保护方案可实现级联线路全线故障的有选择性的快速切除,具有快速、可靠、灵活、简单、经济、实用等优点,可用于中低压短距离的单端电源供电的级联线路.     

基于超导故障限流器的多级馈线电流保护新方案

随着配网规模的快速发展,配电网线路呈现线路短、节点多的情形,进而导致短路电流差异较小,传统电流保护方案配合困难以及故障切除时间延长。为解决上述问题,首先梳理多级馈线保护存在的问题,对多级馈线长短混联线路保护配置与整定方案进行分析,进而提出了一种基于超导故障限流器的电流保护新方案。该保护方案利用故障限流器的快速投入与限流特性实现上下游线路短路电流差异化。基于此,构建新的保护定值整定原则,缩短故障切除时间。利用PSCAD搭建多级馈线配电网模型进行仿真验证。结果表明：所提保护方案能够解决传统电流保护定值配合失效与保护动作时间过长等问题。     

电厂6 kV系统级联保护方案

电厂6 kV母线故障一般只能靠相邻元件的后备保护跳闸,时延较长。如果装设简易的快速母线保护（快母）,则电动机的反馈电流、电动机启动或自启动等可能会误闭锁快母。提出了一种称为“级联保护”的母线保护方案,在原保护装置配置的基础上增加级联保护功能,采用立即闭锁、自动展宽、保护冗余的方法,结合方向元件、定值整定、监视闭锁通道等方法,较好地解决了这些问题,可在100 ms内出口跳闸,大大缩短了母线故障的动作时间,可适用于电厂供电系统和厂矿企业供电系统。     

直流配电网中的线路保护方案研究

故障区段的可靠识别是直流配电网线路保护的难点之一,由此产生相邻线路保护的配合问题,并需防止交流故障后直流保护误动。基于平波电抗器和滤波电抗构成的物理边界的故障区域识别方法,不适用于采用模块化多电平换流器(Modular multilevel converter, MMC)的直流电网。为此,在分析直流线路短路的电气特征后,综合考虑保护配合问题,划分了直流线路保护区域,设计了包含主保护、后备保护在内的直流线路保护方案。为满足选择性要求,直流线路保护采用两端电流方向判断故障位置。最后,搭建光伏直流汇集接入系统及多端直流配电网的仿真模型,验证了该直流线路保护方案的可靠性、选择性和速动性。     

国产公里级高温超导线路保护优化方案

介绍上海公里级高温超导电缆示范工程系统结构,分析传统线路保护方案应用于超导线路的局限性,提出公里级高温超导线路保护优化方案。该方案以纵联差动保护、失超保护为主保护,以过流保护为后备保护;对于差动保护,增加了基于时域的电容电流补偿功能,并通过仿真验证了补偿效果;对于过流保护,分析了定时限和反时限过流保护的适用性。针对上海公里级高温超导电缆示范工程接线方式,提出一种基于保护信息交互的超导线路与备用常规线路的切换方案,提高了供电可靠性。     

电厂6 kV系统级联保护方案

电厂6 kV母线故障一般只能靠相邻元件的后备保护跳闸,时延较长.如果装设简易的快速母线保护(快母),则电动机的反馈电流、电动机启动或自启动等可能会误闭锁快母.提出了一种称为"级联保护"的母线保护方案,在原保护装置配置的基础上增加级联保护功能,采用立即闭锁、自动展宽、保护冗余的方法,结合方向元件、定值整定、监视闭锁通道等方法,较好地解决了这些问题,可在100 ms内出口跳闸,大大缩短了母线故障的动作时间,可适用于电厂供电系统和厂矿企业供电系统.     

光纤差动保护补偿电容电流的一种策略

针对输电线路分布电容对差动保护的影响,提出了一种克服电容电流对其影响的保护方案。线路正常运行时,将相电流差动保护的定值整定为线路电容电流的2倍以上,零负序差动保护的定值整定为线路电容电流的1.5倍以上,可靠躲过线路正常运行时的电容电流。在线路空充时,将各差动保护的定值提高两倍同时增加一定的时延,可靠躲过暂态电容电流对各差动保护的影响。     

基于电压电流突变量的MMC-MTDC纵联保护方案

作为柔性直流输电线路后备保护的纵联电流差动保护,通过较长延时来防止线路分布电容等问题引起的误动,无法满足保护对于速动性的要求,针对这一问题提出了一套基于电压电流突变量夹角余弦值的纵联保护方案。该方案利用故障发生时,故障与非故障状态下直流线路两端的电压、电流突变量之间的夹角余弦值构造故障识别判据,并利用故障发生时线路正、负极电压的数值差异作为故障极判据,形成了一套完整的纵联保护方案。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建了基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电（modular multilevel converter-multi-terminal direct current,MMC-MTDC）系统仿真模型对保护方案进行验证,结果表明,所提纵联保护方案能够实现在各种故障情况下的故障判别,并且满足直流线路对保护速动性的要求,可以作为直流线路的后备保护。     

光纤差动保护补偿电容电流的一种策略

针对输电线路分布电容对差动保护的影响,提出了一种克服电容电流对其影响的保护方案.线路正常运行时,将相电流差动保护的定值整定为线路电容电流的2倍以上,零负序差动保护的定值整定为线路电容电流的1.5倍以上,可靠躲过线路正常运行时的电容电流.在线路空充时,将各差动保护的定值提高两倍同时增加一定的时延,可靠躲过暂态电容电流对各差动保护的影响.     

配电网全线相继速动保护新方案

针对传统三段式保护的保护范围小、动作时限长的缺点，本文提出了一种基于小波变换理论的全线相继速动新方案。该方案用db小波提取故障后线路对侧断路器跳闸时本侧零序电流与负序电流之和上产生的突变；并判断对侧断路器跳闸稳态后本侧零序和负序电流幅值是否小于定值以区分本线路末端与下条线路出口的故障，作为本侧保护加速动作的依据。大量的ATP仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于光纤通信的多端线路电流差动保护装置

针对常规保护配置不能满足中低压系统中多端线路快速全线切除故障的难题,提出了一种基于光纤通信的多端线路电流差动保护新方案.具体介绍了保护装置的工作原理、同步方式、通信方式、硬件构成及测试结果等.动模试验结果表明,所提出的多端线路光纤电流差动保护装置性能优越,完全能够满足T接线路全线速动切除故障的要求,在中低压系统中具有良好的推广使用价值.     

多馈入高压直流输电系统中功率倒向问题

高压直流输电系统逆变侧电力系统发生故障时,可能导致换流站出现线路的功率倒向。介绍了传统功率倒向的发生原因及解决方法,针对多馈入直流系统,建立了交直流互联系统EMTDC仿真模型。对于逆变站交流侧各种故障以及直流输电线路故障进行了分析。研究表明,在电气距离较近的多馈入直流系统交流侧发生严重故障时,可能导致两换流站同时发生换相失败,并导致换流站邻近多条交流线路发生功率倒向,纵联方向保护可能误动;直流线路故障一般不易引起功率倒向。对换相失败导致的功率倒向发生机理进行了阐述,故障恢复时无功需求急剧增加是倒向的主要原因。针对纵联方向保护易误动提出了实用的解决方案。     

T接线路行波差动保护

由于传统的行波差动保护无法应用于T接输电线路，文中研究了一种新的行波差流表达式，理论推导了其在区内故障时的差流特征。为有效躲过线路空充等各种运行工况和区外故障引起的暂态不平衡行波差流，引入电流行波制动量，提出一种具有轻微比例制动特性的行波差动保护实用方案，在区内高阻故障时能够保持很高的灵敏度。理论分析及EMTP仿真计算表明，该方案灵敏度高，动作速度快，对装置采样和通信速率没有过高的要求，能够在现有技术条件下实现，具有较高的实用价值。     

一种基于DA系统适应线路结构动态调整的双向闭锁式保护方法

利用闭锁式保护可以确保配电线路多级保护间的选择性,提高供电可靠性。但已提出的闭锁式保护方案均需要出口断路器参与,未考虑含分支线路以及网络拓扑动态变化等问题。在配网自动化系统基础上提出一种双向闭锁的保护新方法,主站通过查询线路拓扑结构区分线路中各馈线终端单元FTU(Feeder Terminal Unit)角色,重点判断与出口断路器相邻的FTU位于线路首端还是末端。感受到故障电流的各FTU分别向邻居FTU发送闭锁信号,不同角色FTU对应不同判据判断故障区段并切除。该方法不需要出口保护配合,能适应带有单联络与多联络的线路,也能适应多端保护(主干线路与分支线路均配置保护)等复杂情况。通过静模试验分析验证了该算法的选择性与快速性。     

利用单端电流的高压直流输电线路全线速动保护

针对传统直流输电线路单端量保护可靠性差、灵敏度不足的问题,提出一种仅利用单端电流实现直流输电线路全线速动的保护原理。通过对换流站的平波电抗器和直流滤波器所构成电网络的阻抗特性分析发现,对于特定频带而言,区内、外故障时它们所表现出的阻抗特性差异巨大,进而得出区内、外故障时特定频带电流差异显著。该方法对采样频率的要求低,而且具有绝对的选择性,易于硬件实现,可靠性高,具有较大的工程实用价值,可取代现有的行波保护作为直流输电线路的主保护。仿真结果表明,在各种工况下,该原理都可以实现故障极选择,并能快速、灵敏、可靠地区分区内、外故障。     

基于状态量信息的含分布式电源配电网保护新方案

为消除分布式电源(DG)接入对保护的影响,同时尽量减少改造成本,提出了一种基于多点状态量信息的含DG配电网保护新方案。对于DG下游辐射状线路和无DG接入的馈线,所提方案根据过电流保护动作信息实现故障定位。另外,基于馈线首端和DG并网点处的电压和电流信息,提出了补偿阻抗极性信息的新判据及其故障定位方法。当DG上游区域发生故障时,所提方案无需加装电压互感器,即可快速准确地切除DG上游区域的故障线路。最后,通过PSCAD/EMTDC软件对一个含DG的10 kV配电网进行故障仿真与分析,结果验证了所提方案的有效性和正确性。     

基于暂态功率的高压直流线路单端量保护

针对传统高压直流单端量保护存在可靠性较低的问题,通过计及直流边界、线路频变等因素影响,研究了高压直流线路暂态功率故障特性,提出了基于暂态功率的单端量保护方案。根据暂态功率在正方向区内外故障的频率段差异性,利用高低频段暂态能量比值,构成边界保护元件;针对利用暂态功率频率衰减特征无法区分正反方向故障的局限性,利用暂态功率极性构造方向辅助判据。结合保护启动元件和故障选极元件构成基于暂态功率的单端量保护方案。仿真结果表明,该保护方案能够快速有效地区分直流线路区内外故障,具有一定的抗过渡电阻性能及抗干扰能力,可靠性较高。     

利用线路暂态行波功率方向的分布式母线保护

为避免电流互感器(TA)暂态饱和问题，提出了一种新型的分布式母线保护：基于小波变换识别各线路的暂态行波功率方向，然后比较所有线路的暂态行波功率方向来判别母线区内外故障。该母线保护可以利用已有的输电线行波方向保护而不需专用的母线保护设备，可以利用小波算法解决分布式结构中的同步问题，因而比常规分布式母线保护更易于实现和节省投资。理论分析和EMTP仿真试验表明：该母线保护动作快速可靠，基本不受故障类型、故障过渡电阻、故障距离和故障初始角的影响。     

基于小波变换的超高速行波保护和故障定位算法

提出了利用故障后产生的电流行波实现输电线路超高速保护和高精度故障定位的算法。借助于小波分析工具,将电流行波信号进行小波变换,通过分析线路两端电流行波初始波头模极大值的极性来判别区、内外故障;同时利用模极大值对应的时间差来实现故障距离的测定。论文详细分析了影响行波保护和故障定位的各种因素,提出了相应的应对措施。大量的PSCAD/EMTDC仿真结果表明,算法能够实现线路超高速保护和高精度故障定位双重功能。     

线路非全相运行时保护问题探讨

由于国民经济的快速发展 ,电力系统的负荷越来越大 ,线路非全相时的零序电流有了很大增加 ,本文通过对线路非全相时零序电流的计算分析 ,提出了线路非全相时保护整定及运行中应注意的问题及解决的方法。