基于三序差动电流相近原理的零序电流差动选相

提出了一种基于三序差动电流相近原理的零序电流差动选相元件,利用相量图分析了输电线路接地故障时各相三序差动电流的电气特征。分析表明,单相接地故障时故障相三序差动电流大小相等、方向相同。根据该特征,通过比较三序差动电流识别单相接地故障相,选相判据中选取零序差动电流作为极化量,自适应调整选相判据的动作区,保证两相接地故障时选相判据不动作。利用RTDS进行了仿真验证,仿真结果与理论分析一致,该选相元件灵敏度高,不受负荷电流的影响,能够准确识别单相接地故障相。     

两相电流差的特性

提出了两相电流差电流的新概念，对该电流的特性进行了分析，并通过两个例子，说明其 在继电保护领域中的应用。其一：提出一种相间电流保护新判据，使得相间电流保护在各 种相间短路条件下都有相同的保护区，从而提高了相间电流保护的灵敏度，简化了动作值的 整定计算和灵敏度校验；其二：用两相电流差电流的一般表达式，对两相电流差工频变化量 的选相元件进行分析，加深了人们对该选相元件动作特性的认识。     

一种基于电流电压序分量的模糊选相元件

在对2种传统的序分量比相选相元件的动作特性进行深入分析的基础上,针对在特殊故障情况下(弱电源侧故障和转换性故障),电流序分量可能存在的误判问题,提出一种基于电流电压序分量的模糊选相元件。该元件应用模糊逻辑的思想,将ΔI.1/I.2和I.0/I.2电流序分量比相选相元件与ΔU.1/U.2和U.0/U.2电压序分量比相选相元件有机地融合在一起,充分发挥了电流序分量比相选相和电压序分量比相选相元件各自的优势。该元件在原理上创新性地通过故障相区的比较来实现故障选相,不需要配合其它的判别方法,也不需要用户进行整定计算。仿真结果表明,通过合理地设置选相判据的权重及动作阈值,该元件不但可对一般故障类型的故障相别做出准确判断,而且在特殊故障情况下,也能实现正确选相,选相结果不受过渡电阻和系统运行方式的影响,具有较强的鲁棒性。     

相间接地故障时常规选相元件动作行为分析及改进措施

针对高压线路相间接地故障时两故障相对地电阻可能不均衡的现象,通过对典型相间接地故障模型进行分析,总结出故障电流特点,并分析了此类故障情况下两种典型选相元件的动作行为。在此基础上,提出了相电流突变量的附加选相判据结合序分量的选相判据的综合选相方法。PSCAD和RTDS仿真表明两故障相对地电阻不对称的相间接地故障时,可能导致距离保护常规单独基于相间电流突变量原理和序分量原理的选相元件不正确动作,并验证了提出的综合选相方法的有效性。     

逆变型电源接入对选相元件的影响分析

大规模逆变型电源并网故障情况下采取正序分量控制策略,仅输出正序电流,导致逆变型电源侧正、负序电流分配系数严重不相等。从故障序阻抗特性出发,对含大规模逆变型电源送出线路基于传统相电流差突变量幅值关系和序电流故障分量间相位关系的选相元件动作特性进行分析。逆变型电源侧选相元件不能正确选相;系统侧选相元件动作性能受逆变型电源接入影响较少,基于PSCAD的仿真结果验证了理论分析的正确性。最后,对可能应用于含大规模逆变型电源接入的联络线选相元件判据进行了展望。     

零序电流差动保护选相元件

针对零序电流差动保护选相元件受负荷电流影响,在高阻接地故障中灵敏度较低的情况,文中提出了一种基于序分量的零序电流差动保护选相元件。选相元件包括三部分:利用负序与零序差动电流大小相近区分单相接地两相高阻接地故障;利用正序差动电流与负序差动电流的相位关系区分单相接地与两相金属性接地故障;利用低制动系数差动判据防止区外三相短路不平衡零序电流。RTDS仿真结果表明:提出的选相元件不受过负荷影响,无需补偿,可以准确选出单相接地故障相,灵敏度高于零序电流差动保护,保证零序电流差动保护准确分相跳闸。     

相差高频保护中操作元件比相动作判据的研究

传统相差高频保护通过比较被保护线路两端正序电流和K倍负序电流之和的相位来区分区内、区外故障,但对于超高压长距离输电线路而言,由于重负荷及分布电容的影响, 采用这种动作判据的保护动作性能不够理想。文章采用ATP 软件对传统比相动作判据的性能进行了仿真分析,在此基础上提出了采用正序电流的故障分量和负序电流之和作为操作电流进行两侧电流相位比较的动作判据,并将其与传统动作判据进行了仿真比较,表明所提出的判据能大大提高相差高频保护的性能。     

基于相关分析和模糊推理的故障选相元件

提出了一种基于相关分析和模糊推理的故障选相元件。利用电流的故障分量提取出正、负、零序电流,然后对正、负序电流进行相关分析,利用模糊集合对相关系数建立多特征判据进行选相。该方案选相快速,不受过渡电阻、故障初始角的影响,与电流突变量差选相元件相比提高了在高阻接地时选相的灵敏度和两相接地短路时选相的可靠性。仿真结果验证了该选相方案的有效性。     

一种故障分量选相元件接地短路判据的修正

在详细分析故障分量选相原理的基础上,对传统故障分量选相元件的接地短路故障判据进行了修正。修正后的判据仅利用负序故障分量电流相位和正序故障分量电流相位之间的相位差,加入对零序电压分量的阈值判断来区分接地故障。克服了原判据由于零序电流分布因子与正、负序电流分布因子不相等而产生误判的缺点,较好地解决了接地故障误判断问题,同时简化了选相流程。仿真实验验证了该判据的正确性和稳定性。     

一种基于模糊逻辑的新型故障序分量选相元件

在对两种传统的序分量比相选相元件的动作特性进行深入分析的基础上 ,提出了一种基于模糊逻辑的新型故障序分量选相元件。该元件应用模糊逻辑思想 ,将Δ I·1/I·2 和 I·0 /I·2 两种序分量比相选相元件有机地融合在一起 ,充分发挥了序分量比相选相元件的优势。该元件能够仅通过故障相区的比较就实现故障选相 ,不需配合其他判别方法 ,也不需要用户进行整定计算。仿真结果表明 ,通过合理地设置选相判据的权重以及动作阈值 ,可以使选相结果基本不受过渡电阻和系统运行方式的影响 ,具有较强的鲁棒性     

适用于含串补设备的输电线路电流差动保护新判据

串联电容补偿(即串补)设备应用到高压输电系统时增加了电流差动保护误动/拒动的可能性。针对于此,梳理了传统电流差动保护原理、构成及传统制动特性的不足之处。分析了串补设备对传统电流差动保护的影响,并提出了一种基于幅相特性的保护判据。该判据利用串补输电线路两端电流(或故障分量电流)的相角差及最小幅值比构成电流幅相平面,通过对四个故障区域电流幅值及相位的分析,制定电流差动保护的电流构成。进一步形成电流差动保护判据。仿真考虑了串补设备、过渡电阻、电容电流等对保护动作的影响,仿真结果验证了保护的有效性。     

补偿电压突变量方向判别元件的健全相动作特性研究

在分析了基于补偿电压突变量方向判据动作特性的基础上,深入讨论了按相构成的方向判据健全相的动作特性。指出在某些系统工况和故障情况下,该保护原理可能存在的不足,并根据健全相与故障相电压突变量幅值变化大小关系提出相应的解决方案,即裕度门槛的自适应整定方法。解决了该元件需要与选相元件配合才能实现超高压线路选相跳闸的不足,不仅实现了各种故障情况下的方向判别,而且能够正确选相,使补偿电压突变量方向元件的优势得以充分发挥。并对该方法进行了仿真验证。     

补偿电压突变量方向判别元件的健全相动作特性研究

在分析了基于补偿电压突变量方向判据动作特性的基础上,深入讨论了按相构成的方向判据健全相的动作特性.指出在某些系统工况和故障情况下,该保护原理可能存在的不足,并根据健全相与故障相电压突变量幅值变化大小关系提出相应的解决方案,即裕度门槛的自适应整定方法.解决了该元件需要与选相元件配合才能实现超高压线路选相跳闸的不足,不仅实现了各种故障情况下的方向判别,而且能够正确选相,使补偿电压突变量方向元件的优势得以充分发挥.并对该方法进行了仿真验证.     

功率方向元件动作判据的改进

提出一种改进的功率方向元件的动作判据,即通过将测量的电流、电压相量进行适当移相、组合后形成相应的电压波形,并根据所形成的电压波形之间是否有相交角θ作为动作判据.分析表明其电压动作死区很小,比传统的功率方向元件具有更高的动作灵敏性.     

运用相关分析法进行故障选相技术

提出一种基于相关分析法的模糊选相元件,将电流和电压序分量选相判据合理地结合,充分发挥了两者各自的优势.并通过ATP仿真验证了选相原理的正确性与有效性.     

光伏电站对送出输电线路选相元件的影响研究

通过某地区电网分析了光伏电站对送出输电线路相电流差突变量选相元件和序分量选相元件的影响。光伏电站的容量相对于系统容量很小,在送出主变中性点接地的系统中,当送出输电线路发生接地故障时,光伏电站侧零序等值阻抗远小于其正、负序等值阻抗,故障电流主要成分为零序电流,因而三相故障电流幅值、相位相近,致使选相元件误选相。以某地区光伏电站并网为例,在PSCAD/EMTDC中分别搭建了基于相电流差突变量和基于序分量的选相元件的仿真模型,并对两种选相元件进行测试。仿真结果表明两种选相元件的动作性能均受到严重影响。     

基于同向量电流选相的电流平衡保护研究

针对传统平行双回线路电流平衡保护不能反应跨线故障的问题,提出了基于同向量电流选相的电流平衡保护方案。首先利用同向量电流突变量实现故障选相,并给出了两相短路与三相短路的判别方法。然后利用反向量与同向量的幅值比判别故障相是否为跨线故障。对于跨线故障相,利用单回线距离保护判别故障区域;对于单回线故障相,利用同名相电流的幅值大小进行选线跳闸。利用六序故障分量法分析了各种故障情况下的选相判据以及保护判据,并给出了保护流程。最后理论分析和ATP-EMTP仿真结果均验证了方案的正确性和有效性。该方案能够反应跨线故障,保护性能得到了改善。     

一种反应环流电流的平行双回线保护选相元件

针对目前反应电流全量的电流平衡保护受负荷电流影响导致相继动作区大或保护拒动,以及反应故障分量的电流平衡保护故障分量提取方面的问题,基于双回线的相序变换原理,得出了环流电流故障分量与系统参数无关的结论,由此得到了平行双回线各种单线故障时环流电流的特征,进而提出了一种平行双回线单线故障的选相原理及其元件。文中提出的反应各相稳态环流电流故障分量的选相元件,不受系统参数和过渡电阻的影响,并且稳态环流电流本身就是故障分量,在整个故障期间都存在,易于提取、误差小。与电流平衡保护相比,该基于环流电流的保护在理论上能够提高平行双回线保护的性能。EMTP仿真结果表明,该选相元件能准确有效地选出故障相。     

全线相继速动保护新原理及其分析

在故障分析的基础上,提出了一种新的利用单端故障信息的输电线路全线故障速动保护判据.该判据利用非故障相上的故障电流分量的变化来判断对侧的保护动作情况,同时和故障相的距离保护相配合,构成全线相继速动保护.该判据在配置单相重合闸的线路和空载的情况发生故障有明显的优点.通过理论分析证明比利用故障电流的第二次突变的判据灵敏度高.通过ATP仿真试验结果证明所提出的保护方案是可行的.     

全线相继速动保护新原理及其分析

在故障分析的基础上,提出了一种新的利用单端故障信息的输电线路全线故障速动保护判据.该判据利用非故障相上的故障电流分量的变化来判断对侧的保护动作情况,同时和故障相的距离保护相配合,构成全线相继速动保护.该判据在配置单相重合闸的线路和空载的情况发生故障有明显的优点,通过理论分析证明比利用故障电流的第二次突变的判据灵敏度高.通过ATP仿真试验结果证明:所提出的保护方案是可行的.