基于极波模量时差的高压直流输电线路自适应单端保护

针对目前高压直流输电线路单端保护在远端高阻接地故障时灵敏性下降可能造成保护拒动的问题,提出了一种基于极波模量时差的自适应单端保护方案。通过分析高压直流系统的边界作用和极波中耦合的线模和地模的传播特性,得到在区内故障和区外故障时不同的极波波形特征。文中分析了传统单端保护在远端高阻接地故障时灵敏性下降的原因,利用故障极波线模和地模时差内的极波波形斜率和幅值变化量,构造了自适应分段保护判据。基于PSCAD/EMTDC软件的仿真结果表明,所提保护方案能够有效地检测区内外故障,特别是在远端高阻接地故障时仍然保持足够的灵敏性。     

组合型接地方式对注入式定子接地保护的影响

借鉴谐振接地的优点,采用在大型发电机的配电变压器低压侧负载电阻两端并联电感的组合型接地方式,减少接地故障电流。使用Matlab Simulink 工具搭建仿真模型,采用准分布电容参数模型模拟定子接地故障,使用与保护装置相同的算法计算注入式定子接地保护。设计一种常规高阻接地和3种组合型接地的方案,对白鹤滩水电站发电机的实例进行仿真计算,通过对比分析,研究组合型接地方式对注入式定子接地保护的影响。结果表明,增加并联电感会恶化接地过渡电阻的计算结果;将并联电感放到接地变压器高压侧,对注入式定子接地保护最有利,但是该方案增加了设备成本;在并联电感有限的补偿电流范围内,失谐度越大,越有利于接地过渡电阻的测量。     

基于电压相量平面的单相高阻接地保护方案

针对经过渡电阻发生单相接地故障时电流差动保护灵敏性降低的问题,提出了一种基于电压相量平面的单相高阻接地保护方案。首先,利用保护安装处的序电流与故障点电流相位近似相等的特点,计算线路两端电流的夹角。然后,通过对线路两端电流的夹角实测值与计算值求取差值,得到单相接地保护相角差。最后,根据单相接地保护相角差在区内故障与区外故障的差异,构造了单相高阻接地故障的动作判据。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该方案不受故障相别、过渡电阻、故障位置、运行工况等因素影响,能够准确地反映保护区内与区外故障,且具有很高的灵敏性和可靠性,可作为电流差动保护的有效补充。     

大型发电机中性点组合型接地方式的分析与探讨

为限制接地故障电流,同时方便应用定子接地保护,大型发电机上采用了一种折中的组合型接地方式：在接地变压器低压侧负载电阻两端并联一个电感。给出了组合型接地方式的等值电路;对组合型接地方式进行选型计算,原则是电阻电流等于补偿后的电容电流,并将故障电流限制在10~25 A范围内。将组合型接地方式和常规的高阻接地方式进行了对比,对比结果表明组合型接地方式的并联电感值越小,越能有效地限制接地故障电流,但是采用组合型接地方式后失谐度、阻尼率会减小,进而导致传递过电压、位移电压有所增大。希望分析及探讨有助于组合型接地方式的选型设计及推广应用。     

利用暂态电流Hausdorff距离的谐振配电网故障选线方案

针对谐振接地配电网系统高阻单相接地故障时无法可靠准确进行故障选线的问题,提出一种利用暂态高频电流波形差异的故障选线方案。通过分析谐振接地系统单相接地故障时的零序电流特征,发现健全线路与故障线路的暂态电流5、7次分量的波形依旧存在明显差异。利用Hausdorff距离算法比较线路间的暂态电流主要高频分量的波形差异进行故障选线。对各线路的暂态电流分量进行归一化处理,构造了暂态电流分量Hausdorff距离参数的故障选线判据,并设计了故障选线的实现方案。利用Matlab仿真以及试验录波进行计算分析,验证了所提出选线方案的正确性和有效性,尤其是对于配电网高阻单相接地故障具有良好的适用性。     

适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略

同杆双回线发生接地故障采用传统跳闸策略时可能会产生负序分量,传统自动重合闸方案在合闸前不判定故障性质,重合失败时将影响系统稳定性。针对该问题,提出了一种适用于带并抗的同杆双回线接地故障改进跳闸与分相自适应重合闸策略。首先,通过建立带并抗的同杆双回线各相之间的耦合模型并对其进行分析,提出了一种能够避免负序分量注入系统的改进跳闸策略。其次,分别对瞬时性故障和永久性故障情况下的故障相并联电抗器电流特征分析,提出了基于故障相并联电抗器微分栅电流的故障性质判据。最后,结合改进跳闸策略和故障性质判据,形成了适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略。PSCAD/EMTDC仿真验证了所提改进跳闸与分相自适应重合闸策略能够避免负序分量注入系统,以及在不同接地故障类型、故障位置和过渡电阻情况下都能保证输电线路重合成功率。     

High-Resistance Grounding

High-resistance grounding of electrical power systems offers many of the advantages of both solidly grounded systems and ungrounded systems, including practical suppression of transient overvoltages, practical reduction of equipment damage due to ground fault, and the ability to continue to operate a system with a ground fault present on one phase. The design, application, packaging, and field testing of high-resistance grounding systems, including a practical method of fault location, are described.     

Ground Fault Tests on High-Resistance Grounded 13.8-kV Electrical Distribution System of Modern Large Chemical Plant?II

Actual ground fault tests were conducted to determine the behavior of low-magnitude arcing ground faults in a closed air-filled 13.8-kV terminal chamber. Ground current magnitudes between 10 and 50 A were allowed to flow under various ground fault conditions. The tests that were performed support the value of high-resistance grounding to promote safety and reduce damage to equipment. At higher ground fault current levels the ionization of the air-filled chamber progresses at a rapid rate, and the arc is sustained or phase-to-phase faulting quickly occurs. The lower the ground fault current can be limited the less damage that occurs and the less possibility there is of creating a phase-to-phase fault. The practical consideration appears to be that if ground fault current can be limited to 10 A or less then initial ground faults will either clear themselves or create solid ground paths. This can allow the system to operate until an orderly shutdown procedure can be initiated.     

High-Resistance Grounded Power Systems?Why Not?

Many systems could be high-resistance grounded?with the traceable signal to locate the first ground fault?to result in a safe, economical, reliable, and uncomplicated method of grounding of 480-. 2400-, and 4160-V delta or wye 3-wire systems?with these benefits     

基于故障相电压极化量的 谐振接地系统高阻故障方向检测方法

针对谐振接地系统高阻接地故障的发生概率大、零序电压检测难度高的问题,提出了基于故障相电压极化量的谐振接地系统高阻故障方向检测方法。利用谐振接地系统高阻故障等值电路,分析了故障暂态时间内故障相电压分别与故障上、下游线路零序电流的极性关系,发现故障相电压与故障上游线路零序电流波形相似程度较高,与下游线路零序电流波形相似程度较低。据此,可以将故障相电压作为极化量,通过分析故障暂态时间内线路检测点所测零序电流与故障相电压的相似程度来进行故障方向检测。相较于以往的故障检测方法,所述方法提高了谐振接地系统高阻接地故障检测的可靠性。数字仿真与现场人工试验验证了该方法的可行性。     

Identification of the Faulted Distribution Line Using Thyristor-Controlled Grounding

For ungrounded systems, identifying the line experiencing a single-phase-to-ground fault is very difficult because an ungrounded system produces very low fault current. This paper presents a novel method that can help to overcome this difficulty. The idea is to temporarily convert an ungrounded grounded system into a grounded system through a controlled grounding of the system neutral. The result is a controllable ground fault current that is large enough for identifying the faulted line and yet small enough not to cause system problems. Theoretical analysis, computer simulation and lab experiments verified the effectiveness of the proposed method. The proposed method also applies to high-resistance grounded and resonant grounded systems.      

参数增量法在优化谐振接地方式中的应用

在补偿电网中发生单相接地故障时,继电保护选择性是国内外长期存在的一大技术难题。利用参数增量法研制成功的微机接地保护或自动选线装置,原理简明、灵敏度高、可靠性好,能够检出高阻接地故障,现已在我国的中压电网中投入运行。     

基于波形相关性的直流配电网主动式接地故障选线

采用小电流接地方式的直流配电网发生单极接地故障时故障特征较弱,为准确可靠选出故障线路,文中提出基于注入信号波形相关性的接地故障选线方法。所提方法首先将预先设计的附加控制策略施加于直流配电网的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)上,实现探测信号注入。然后结合零模网络,得出故障特征为：各条健全馈线首端计算的特定频率零模电流流向相同、而其与故障馈线首端计算的零模电流流向相反。最后,基于该故障特征设计选线判据,引入皮尔森相关性系数比较各条馈线的归一化零模电流和总归一化零模电流的相关性,根据健全馈线相关性系数接近于1、故障馈线相关性系数接近于-1的特征完成故障选线。仿真结果表明,所提方法在高阻接地故障下能可靠识别发生在母线或各条馈线任意位置的单极接地故障。     

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。     

小电流接地系统保护的研究与应用

小电流接地系统由于具有供电可靠的优势在我国3.3～66 kV系统中广泛使用.分析了中性点不接地系统发生单相接地故障的特征,并讨论了小电流接地系统3种接地方式的优缺点.针对小电流接地系统无法实现故障选线,存在安全隐患的情况,提出了加装小接地电流系统消弧、过压、感电保护装置的方案.本文充分论证了该方案的实用性和经济性,反复...     

考虑地表高阻层的直流接地极跨步电压限值计算方法

为保证直流接地极附近人身安全,接地设计时必须满足跨步电压限值要求。针对水平双圆环形直流接地极,考虑在接地极上方地表铺设高阻层,研究在此条件下跨步电压限值的计算方法,并给出了新计算公式,最后基于边界元法对不同土壤条件下的直流接地参数进行研究分析。研究结果表明：直流接地极地表铺设高阻层能够有效提高人体耐受的跨步电压限值,建议铺设厚度为0.1~0.2 m;为明显提高跨步电压限值,选取的高阻层电阻率最好大于1 000 Ω·m。研究结果还表明,铺设高阻层对直流接地极的接地电阻、地电位升、地面跨步电压以及泄漏电流的分布影响很小,对金属设施的影响也基本可以忽略。     

基于配电网一二次融合成套设备的接地故障处理方案研究

针对单相接地故障检测和快速隔离的难题,提出了基于配电网一二次融合技术的接地故障处理方案.方案通过一二次融合成套设备及小波包暂态零序选线技术,利用来电合闸、无压分闸、合于故障加速跳闸、故障路径优先等策略,有效解决了多分支、多供电方式下单终端选线选段的难题.同时结合现场应用案例,证明了所提方案可以快速实现接地故障区段的定位...     

110kV系统失地过电压问题分析与处理

包头供电局鹿钢变电站2台主变压器采用1台主变压器220 kV侧及110 kV侧中性点直接接地运行、另1台中性点经间隙接地运行的方式,系统故障、接地变压器跳闸后系统失去接地,产生了高零序过电压.提出了将2台主变压器220 kV侧及110 kV侧中性点直接接地运行的解决办法.实施后,解决了系统发生故障、接地主变压器跳闸后,110 kV系统无接地点及系统过电压问题,降低了变压器承受的故障电流.     

基于小波和深度学习的配电网单相接地故障辨识

随着配电网规模的不断扩大,发生单相接地故障后产生的危害也愈加严重,为避免故障进一步升级,必须迅速采取措施切除故障。配电网故障辨识有利于快速查明故障原因,进而采取相应措施切除故障。同时,故障辨识也是故障选线的前提。针对上述情况,文中介绍了一种利用小波分析提取故障特征量并用深度神经网络进行故障辨识的方法。结果表明,该方法可对小电流接地系统各类单相接地故障进行辨识且辨识准确率高,而且辨识精度受噪声污染影响比传统人工神经网络小。     

不同接地方式下配电网绝缘监察的灵敏性分析

依据零序电压幅值的绝缘监察是配电网接地故障识别的基本保障,中性点接地方式以及消弧线圈调节方式将影响高阻接地时的灵敏性。分析了不同接地方式配电网的零序电压随故障点过渡电阻及系统对地电容电流的变化规律,确定了不同接地方式配电网能够监察的最大过渡电阻(即绝缘监察的灵敏度)。结果表明,不接地系统灵敏度一般在2000?以上。预调谐式消弧线圈系统的灵敏度在2500?以上。随调谐式消弧线圈系统的灵敏度较小,一般在230~2000?之间。小电阻接地系统与投切了并联小电阻之后的消弧线圈接地系统的灵敏度最小,仅有数十欧姆。仿真和现场数据验证了分析的正确性。