超高压线路后备保护整定原则探讨

通过一起线路保护拒动造成330kV变电站全站失压事件的分析,指出在微机保护主、后一体化配置情况下,当线路发生故障而由于装置自身或相关设备原因造成主保护拒动时,装置内的后备保护也难以可靠出口,只能依靠相邻线路的后备保护切除故障。在采用近后备方式条件下,相邻线路保护会由于灵敏度不足而无法可靠动作,从而导致事故范围进一步扩大。为此,提出超高压线路保护可采用近后备与远后备相结合的方式,距离Ⅲ段主要作为相邻线路故障的后备保护,应对相邻线路故障有灵敏度。详细介绍了距离Ⅲ段的整定计算原则,并分析了应用中需注意的问题。所提方法提升了线路保护保障电网安全稳定运行的能力。     

超高压线路简化整定计算的原则和方法

随着超高压电网的逐步强大和继电保护技术的不断进步,简化线路后备保护的整定计算是切实可行的.提出了超高压线路后备保护的简化整定计算原则和距离保护及定时限零序保护简化整定计算的方法,重点讨论了距离I段可靠系数、零序补偿系数、距离Ⅱ段灵敏系数和距离保护躲最小负荷阻抗的计算方法.同时简单介绍了线路后备保护整定计算中选择运行方式的优化方法.采用这些原则和方法,既保证了整定值的正确、科学和合理,又能够提高整定计算工作的效率.     

超高压线路简化整定计算的原则和方法

随着超高压电网的逐步强大和继电保护技术的不断进步,简化线路后备保护的整定计算是切实可行的。提出了超高压线路后备保护的简化整定计算原则和距离保护及定时限零序保护简化整定计算的方法,重点讨论了距离Ⅰ段可靠系数、零序补偿系数、距离Ⅱ段灵敏系数和距离保护躲最小负荷阻抗的计算方法。同时简单介绍了线路后备保护整定计算中选择运行方式的优化方法。采用这些原则和方法,既保证了整定值的正确、科学和合理,又能够提高整定计算工作的效率。     

基于不同阻抗特性的距离保护Ⅲ段整定方法

为解决距离保护Ⅲ段在发生线路过负荷情况下误动的问题,且保证在相邻变压器低压侧故障时距离保护Ⅲ段可靠作为后备保护,对基于不同阻抗特性的距离保护Ⅲ段整定方法进行分析,并提出对应的负荷限制电阻的计算方法。为验证所提出的距离保护Ⅲ段整定方法和负荷限制电阻计算方法的准确性和有效性,基于实际电网数据进行仿真,并对一起电网线路跳闸事故进行分析。仿真分析结果表明:基于正确整定的负荷限制电阻,在负荷电流和负荷角最大的情况下,距离保护Ⅲ段可靠不动作;在相邻变压器低压侧发生各种类型故障时,距离保护Ⅲ段可靠动作,准确地发挥后备保护的作用。     

超高压电网线路距离保护延时段整定计算

按照逐级逐段配合原则整定超高压电网线路距离保护Ⅱ段会因多级同段配合而导致动作时延过长,这在线路故障主保护拒动时将严重威胁系统安全.提出了一种距离保护延时段整定计算方案,方案中距离保护Ⅱ段只与相邻线路纵联保护配合,若不能满足灵敏度要求,则采用灵敏度调整函数适当提高灵敏度使其能够反应本线路绝大部分故障,同时增加距离保护Ⅱ段延时以确保选择性;并从灵敏度补充的角度将距离保护Ⅲ段当成传统的距离保护Ⅱ段使用,由其确保灵敏度满足规程要求.算例分析表明了该整定方案能够保证距离保护的选择性和灵敏性,并能兼顾速动性,配合逻辑简洁,方便程序实现.     

基于广域保护系统的距离后备保护整定方案

电网中发生潮流转移现象后,受影响的输电线路会承受大量的转移负荷,进入过负荷运行状态。距离保护后备段的整定要求躲开线路正常运行时的最小负荷阻抗,因此潮流转移带来的线路过负荷将会对距离保护后备段带来显著影响。针对这一情况,提出了一种能够应对潮流转移情况的距离后备保护整定方案。该方案基于广域保护系统,利用WAMS可测幅值与相角的特点快速计算线路的视在阻抗值。然后根据线路视在阻抗的变化幅度确定线路所承受的转移负荷比例,针对线路不同的过负荷状态进行与之对应的后备保护整定值调整,既防止过负荷线路上的后备保护发生误动,又使后备保护保有正确识别短路故障的能力。最后将整定信息与负荷波动情况上传至调度中心,为调度中心进行负荷控制提供辅助决策,并依据调度中心的决策进一步调整后备保护的整定值,直至线路恢复正常的负荷输送状态。以新英格兰10机39节点系统为样例,采用BPA仿真验证了该方案的有效性。     

220~750 kV电网线路后备保护整定配合探讨

随着220~750 kV电网线路主保护的加强,业界关于后备保护整定配合的争议越来越多。为了解决后备保护整定配合问题,介绍了高压电网线路后备保护配合整定在现场的几种常用整定方法,分析了不同整定配合方案考虑的原因。针对接地距离测量阻抗受零序补偿系数的影响,分析了接地距离保护整定中需要特殊考虑的问题。通过对高压电网线路后备保护作用分析以及实际案例验证,推荐了一种高压系统后备保护的整定计算方法。     

双回路接地距离保护的分析和整定

平行线路零序互感的存在,导致接地距离保护不能正确测量线路阻抗.在实际整定工作中,如何整定接地距离的补偿系数和可靠系数,整定规程没有给出具体的方法.分析了线路的实测阻抗,和高压电网在接地故障时电流分布的特点.基于不同系统运行方式,定性和定量地研究了零序互感对接地测量阻抗的影响,进而提出了接地距离保护一个简单实用的整定方法,具有普遍适用性.     

110kV线路圆特性阻抗元件的相间距离Ⅲ段保护整定分析

通过对《3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》（DL／T584—95）相关条款的分析,明确110kV线路相间距离Ⅲ段保护为线路末端变压器作远后备的必要性。针对圆特性阻抗元件的特点,对圆特性相间距离Ⅲ段保护的整定进行讨论,并介绍了一种圆特性相间距离Ⅲ段保护作线路末端变压器远后备的简化整定计算方法。     

双回路接地距离保护的分析和整定

平行线路零序互感的存在,导致接地距离保护不能正确测量线路阻抗。在实际整定工作中,如何整定接地距离的补偿系数和可靠系数,整定规程没有给出具体的方法。分析了线路的实测阻抗,和高压电网在接地故障时电流分布的特点。基于不同系统运行方式,定性和定量地研究了零序互感对接地测量阻抗的影响,进而提出了接地距离保护一个简单实用的整定方法,具有普遍适用性。     

Microgrid Fault Detection Method Coordinated with a Sequence Component Current-Based Fault Control Strategy

The fault characteristics of microgrids are affected by the penetration of inverter-interfaced distributed generators (IIDGs). It makes conventional protection schemes no longer applicable. With different grid codes in different countries, IIDGs need to adopt different positive-sequence low-voltage ride-through (LVRT) control strategies during LVRT. Therefore, conventional protection schemes have to be modified according to the specific microgrid structure and the IIDGs'' LVRT strategy. In order to adapt to different grid codes, a sequence component current-based fault control strategy and a coordinated microgrid fault detection method are proposed in this paper. The fault control strategy of IIDGs comprehensively considers the coordination between voltage support and fault characteristics generation, where the sequence currents are controlled separately. The positive-sequence current control strategy aims at supporting the microgrid voltage, whereas the negative-sequence current control strategy aims at generating or enhancing specific fault characteristics. Based on the proposed fault control strategy, the grid-feeding IIDGs can be equivalent to current sources and generate or enhance the negative-sequence fault characteristics in the equivalent additional networks of negative-sequence components. The fault feeder can then be accurately located by analyzing the phase relationship between the negative-sequence fault components of voltage and current phasors. A coordinated microgrid fault detection method based on the fault control strategy of IIDGs is proposed. The proposed fault control method makes the fault component protection principle applicable to all types of faults under any operational modes of microgrids. Finally, the correctness and effectiveness of the proposed coordinated fault control and protection strategy are verified in PSCAD/EMTDC.     

微电网线路保护方案优化研究

针对微电网在并网和孤岛运行状态下,故障电流差距较大,使得保护识别故障和上下级线路保护之间的选择性配合较为困难。文中考虑传统保护整定配合困难及无法同时满足两种运行模式下的上下级线路选择性或速动性要求,提出了保护采用正序电流识别故障方向和过电流辅助保护的启动条件。其次提出基于通信系统实现线路上下级保护的自适应整定延时和阶梯形的后备延时作为选择性方案。文中通过MATLAB/Simulink环境中构建了典型的辐射型微电网算例,通过典型工况验证了该方案的有效性。     

基于等传变思路的超高速输电线路保护研究与开发

提出了基于等传变思路的系列超高速线路保护新技术,包括基于单端暂态信息的输电线路解微分方程算法距离保护以及基于双端暂态信息的采样值差动保护。通过利用等传变思路有效克服了电容式电压互感器暂态传变误差以及线路分布电容干扰噪声对保护算法精度和速度的不利影响,同时针对性地提出了出口三相短路故障的加速动作方案。基于现有的保护软硬件平台实现了新型线路保护,实验室检测表明单端量保护算法针对出口三相短路故障的动作时间小于2.7 ms,双端量差动保护算法全线动作时间小于5.8 ms。所提保护新技术可以有效应对电力电子化电网中故障暂态特性复杂多变、对故障清除速度要求极高等线路保护面临的新挑战。     

基于故障电压比较的广域后备保护新算法

提出了一种基于故障电压比较的广域后备保护新算法,有助于解决传统后备保护整定配合复杂,潮流转移时易误动等问题。该算法利用线路一侧电压、电流故障分量的测量值推算另一侧电压故障分量,以推算值与测量值的比值识别故障元件。并通过故障区域检测降低广域信息传输量,加快故障元件识别速度。该算法原理简洁,对保护范围内多点量测数据的同步性要求较低。基于川渝500kV电网测试系统的仿真结果表明,该算法在电网高阻接地、非全相运行、故障转换及重负荷转移等情况下均具有良好的动作性能。     

集中式光伏电站汇集系统故障分析与保护方案

为解决现有集中式光伏电站阶段式电流保护存在的拒动或误动问题,文中建立了集中式光伏电站升压入网仿真模型,结合逆变器的控制目标及光伏自身的输出特性,推导光伏侧提供的稳态短路电流解析表达式。在此基础上,逐一分析架空线路、汇集电缆、集电线路发生故障时,传统故障分析与保护方案的适应性。针对架空线路故障时原后备保护不足的问题,提出下游汇集站侧距离保护代替原阶段式电流保护的方案;对现有保护方案难以区分集电线路故障与汇集电缆故障的问题,提出基于熔断器配合的反时限保护方案。PSCAD仿真结果表明,所提保护方案对常见故障类型均能可靠动作。     

适用于双馈风电场联络线的距离保护方案

风电场联络线作为风电场向电网输送功率的重要通道,其稳定运行对于风电场和电网的安全稳定运行具有重要影响。双馈风电机组故障电流特性复杂,将导致基于全波傅里叶算法的传统距离保护应用在双馈风电场联络线上时性能严重劣化,难以满足实际电网安全运行要求。因此提出一种距离保护方案。该方案以瞬时值表征的微分方程算法为基础,通过数字低通滤波、故障点电压重构和故障距离迭代计算等技术保证距离测量的正确性。仿真结果表明,该距离保护方案的整体性能明显优于传统距离保护方案,可较好地满足工程应用要求。     

基于邻域信息的3/2接线按串配置断路器保护方案及实现方法

根据超高压系统3/2接线变电站结构特点,提出基于邻域信息的按串配置断路器保护方案及其实现方法,提升近后备保护的选择性、速动性和可靠性。按串配置断路器保护方案包括3种优化策略:消除死区的断路器分合优化策略、中断路器重合闸的自适应策略、基于运行方式的在线辨识控制策略。进而从站域保护和就地化保护2个角度提出实现方法,并通过仿真分析验证了可行性和有效性。所提方案利用信息共享技术克服传统断路器保护的缺陷,为提升交直流混联电网安全稳定运行提供新的思路。     

基于Dijkstra算法的广域自适应跳闸策略

为了减小故障切除范围和实现大规模互联电网的快速自适应跳闸,提出了一种基于图论搜索技术的广域自适应跳闸策略。从图论角度出发,构建被保护元件——断路器邻接矩阵和断路器邻接矩阵,并根据断路器的运行状态修正邻接矩阵。以故障元件或失灵断路器为源点,通过Dijkstra算法得到与源点连接的断路器路径,最后根据所获取的距离值和路径确定跳闸策略。算例分析表明,所提方法能够根据电网实时拓扑结构、故障元件位置和断路器状态实现跳闸断路器在线搜索,跳闸策略能够很好地满足广域保护配合要求。     

基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护

传统工频原理距离保护易受风电系统故障特征的影响,基于集中参数模型的时域距离保护原理较适应于风电系统送出线。但考虑到该原理忽略分布电容的影响,当故障发生在风电系统长距离送出线时,可能造成距离I段保护发生暂态超越现象。因此,提出一种基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护原理。基于分布参数模型,通过保护安装处的电压、电流时域信息求得距离I段整定处的电压、电流时域信息,代入时域故障测距方程中,求得整定点与故障发生处的故障距离。通过与距离I段整定距离求和获得故障测量距离,实现保护动作。仿真结果表明,该原理不受长距离送出线分布电容的影响,具有较强的抗过渡电阻性能,优越于基于集中参数模型时域距离保护。     

超导故障限流器接入电网后单相接地短路距离保护整定的改进措施

当电力系统发生单相接地短路时,超导故障限流器的接入会对其继电保护尤其是距离保护产生很大影响,以电阻型超导故障限流器接入电网为例,首先分析系统发生单相接地短路时限流器的接入对接地距离保护的影响,然后提出一种新的距离保护整定方法,最后采用PSCAD/EMTDC软件搭建模型仿真分析,结果表明在新的整定方式下,测量阻抗误差大大降低,超导故障限流器可以与线路距离保护正确地配合使用。