自适应光学电流互感器的信号处理方法

信号处理方法是自适应光学电流互感器(AOCT)的实用化关键技术之一。运用自适应光学电流传感技术,结合平方根Kalman自适应算法,提出了AOCT的信号处理方法,给出了信号处理系统结构和程序框图,并讨论了信号处理的相关问题。AOCT与信号处理系统构成的整套装置已应用于35kV线路的新型光纤纵差保护中。运行数据表明,该装置具有优良的暂态和稳态测量能力,可以确保线路纵差等保护可靠动作。     

一种抗电流互感器饱和的工频变化量保护新方案

电流互感器(CT)饱和将导致传统工频变化量保护在线路故障时拒动,为解决该问题,该文首先分析工频变化量保护的工作电压与系统阻抗、故障电流变化量之间的关系以及电流互感器饱和对工频变化量保护动作特性的影响,进而提出一种基于系统最大、最小整定阻抗的抗电流互感器饱和的工频变化量保护方案。理论分析及基于PSCAD的仿真表明该算法不仅能够保持工频变化量保护原有的动作性能,还能在电流互感器饱和时准确动作。     

浅谈电流互感器饱和对电流速断保护的影响

在小电流接地系统中常见10kV线路故障情况下无时限速断保护不能正确动作，主要是电流互感器饱和问题引起，通过理论分析提出了相应的解决办法。     

用于线路差动保护的电流互感器饱和判据

高压、超高压输电线路由于短路容量大,在短线路等特殊情况下区外故障会引起电流互感器饱和,使电流差动保护误动作,采用提高差动门槛及比例制动系数的方法会降低差动保护的灵敏度,增加保护的动作时间。介绍了一种短数据窗与分段积分法相结合的电流互感器饱和识别方法,该方法使电流差动保护能在区外故障,电流互感器饱和时不误动作;在区内故障时可靠动作,快速切除故障。目前,该方法已成功应用于基于32位DSP的数字式光纤电流差动保护装置。     

基于光学电流互感器的全波形母线保护研究

母线是输配电网络的重要组成部分,起着汇聚和分配电能的作用。由于电磁式电流互感器存在不能准确测量非周期分量和磁饱和等问题,母线保护动作时间较长,有时甚至存在误动。为了提升保护动作性能,提出了一种利用全波形信息的母线保护新判据。新判据利用光学电流互感器采集而来的故障全波形数据,取1/4周期内的采样点进行判断,极大地减少了动作时间且不受磁饱和影响。进行了保护定值整定分析,在Simulink平台上搭建母线系统模型,仿真验证了新型母线保护动作时间较传统保护明显减少,且动作可靠性也有提升。最后,分析了谐波对新判据的影响,确保了判据的可行性。     

应用电子式电流互感器的变压器差动保护研究

电磁式电流互感器在电力系统故障情况下可能发生饱和，常导致继电保护装置误动或拒动。利用电子式电流互感器无饱和的特点，在动模试验环境下，研究了应用电子式电流互感器的变压器差动保护性能，指出电子式电流互感器采用空心线圈，没有饱和现象，可正确反映故障情况下各次谐波含量，提高变压器保护区外故障时动作的安全性、区内故障时动作的可靠性以及基于谐波制动原理的差动保护动作速度。结合实际应用中的问题，指出GPS硬件时钟同步法是解决数据同步采样问题的优选方案，并对应用电子式互感器的差动保护新原理的研究进行了简要探讨。     

应用电子式电流互感器的变压器差动保护研究

电磁式电流互感器在电力系统故障情况下可能发生饱和，常导致继电保护装置误动或拒动。利用电子式电流互感器无饱和的特点，在动模试验环境下，研究了应用电子式电流互感器的变压器差动保护性能，指出电子式电流互感器采用空心线圈，没有饱和现象，可正确反映故障情况下各次谐波含量，提高变压器保护区外故障时动作的安全性、区内故障时动作的可靠性以及基于谐波制动原理的差动保护动作速度。结合实际应用中的问题，指出GPS硬件时钟同步法是解决数据同步采样问题的优选方案，并对应用电子式互感器的差动保护新原理的研究进行了简要探讨。     

光学电流互感器及其应用评述

光学电流互感器(OCT)以其优良性能而非常适于电力系统尤其是高电压等级的系统以提高设备安全性降低成本。为进一步促进OCT在系统中应用,利于建设数字电力系统,评述了在电力系统继电保护、数字化变电站、动态观测、故障录波、故障定位、谐波测量等方面的应用情况。国内自主研制的基于Faraday磁光效应原理的OCT具有良好的动态响应能力和绝缘性能,能精确地测量非周期分量及各种交流谐波分量,且无饱和现象,并利用自适应光学传感原理和螺线管聚磁光路结构,解决了阻碍OCT实用化的测量温漂和不能长期稳定运行的问题,稳态测量准确度可高于0.2级。安装于河北省保定市某变电站110 kV线路上的OCT已连续运行了25个月,运行结果表明,自适应光学电流互感器(AOCT)具有长期运行稳定性,能满足现代电力系统发展的要求。     

一种基于Hausdorff距离算法的电流互感器饱和识别策略

为解决电流互感器(TA)饱和导致的线路电流差动保护误动问题,提出一种基于Hausdorff距离算法的电流互感器饱和识别策略。首先,分析了电流互感器的饱和特性,指出现有饱和识别方法的问题。然后,基于电流互感器正常电流波形和饱和电流波形的特征,引入了在几何建模、图像识别等领域广泛应用的Hausdorff距离算法,提出了TA饱和识别判据,该判据能在线路区外故障发生互感器饱和时可靠闭锁电流差动保护,在区内故障时可靠不动作。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明,所提TA饱和识别策略能有效识别不同程度的电流互感器饱和,识别快速且准确性较高,具有一定的工程借鉴意义。     

基于保护特性的P类电流互感器选型

为深入了解P类电流互感器饱和特性,防范互感器饱和导致保护不正确动作,通过理论推导和计算详细分析了铁芯剩磁、故障电流非周期分量、时间常数等因素对电流互感器暂态饱和特性的影响。分析结果表明关于保护用电流互感器给定暂态系数不宜低于2的选型规定不能满足线路保护和变压器保护的要求。根据分析结果,针对不同保护装置技术要求给出了保护用P类电流互感器的选型建议,并综合考虑电网实际情况,从电流互感器、保护装置、电网运行等方面提出了防范措施。     

中性点直接接地电网的自适应零序电流速断保护

为了尽可能减小线路零序电流速断保护的保护范围受系统运行方式变化等因素的影响,提出了一种自适应零序电流速断保护的实现方法。该方法假设输电线路两侧的保护之间具有通信通道,系统发生短路时线路两侧的保护能够实时计算出系统等值阻抗并经通信通道实时传送给对侧的保护,两侧的保护装置可根据短路类型实时调整零序电流速断保护的动作整定值。通过计算不同接地短路类型时零序电流速断保护灵敏度的公式,表明零序电流速断保护的保护范围不仅受系统运行方式变化的影响,还受接地短路类型的影响。仿真计算结果表明,文章提出的自适应式零序电流速断保护的实现方法可有效减小系统运行方式变化及短路类型不同对保护范围的影响,使保护的性能大大提高。     

MMC-HVDC站内交流母线故障特性和保护策略

为了保证模块化多电平换流器型直流输电的高效和稳定运行,需要对于MMC-HVDC系统的故障形式和故障机理进行详尽的分析,对其继电保护原理及保护判据进入深入的研究。简要介绍了MMC-HVDC保护系统的保护分区、不同保护的动作方式及所需数据的测量方式。深入分析了MMC-HVDC系统站内交流母线故障(接地短路和相间短路)的故障暂态响应,研究了站内交流母线故障后采用的保护策略,提出采用比率制动特性的电流差动保护,能够可靠躲开外部故障时由于电流互感器饱和等因素引起的不平衡电流,同时又能可靠保证站内交流母线内部故障时的灵敏度。在RT-LAB实时仿真平台中验证所做分析和所提保护策略的有效性。     

一种采用纵向阻抗的变压器保护算法

针对变压器差动保护需要通过二次谐波等算法来识别励磁涌流的问题,在纵向阻抗保护原理的基础上提出一种基于故障序分量的变压器保护算法。利用故障序分量纵向阻抗在内部故障小于变压器漏阻抗,在外部故障、空载合闸大于变压器漏阻抗的特点,算法能够可靠识别故障区域。在变压器空载合闸时依据输电系统中稳定的阻抗关系,可以有效抵御励磁涌流的影响,使得保护算法在空载合闸时可靠不动作。同时考虑区外故障电流互感器可能发生的各种饱和情况,算法能够正确识别故障区域,具有较强的抗干扰能力。通过在PSCAD中进行仿真试验,结果表明算法不受电流互感器饱和、励磁涌流的影响,具备较强的可靠性和抗干扰能力,拥有良好的工程应用前景。     

基于余弦相似度的新能源场站T接型送出线路纵联保护

新能源场站T接型线路保护受新能源电源短路电流幅值受限、畸变的故障特征以及T接型线路拓扑影响,传统电流相量差动保护不能同时满足区外故障可靠性与区内故障灵敏性,存在误、拒动风险。因此,在分析T接型线路对基于余弦相似度纵联保护主判据影响的基础上,提出了基于余弦相似度特征判据的T接型线路纵联保护。综合考虑了电流互感器饱和、发展性故障与电流互感器二次侧断线的影响,研究了相应辅助判据。仿真结果表明,所提保护原理能够在新能源场站T接型线路中可靠识别区内外故障,并应对电流互感器饱和与发展性故障场景,且在常规采样频率下动作性能良好,适应不同类型新能源场站的故障特征。现场数据验证了所提新原理保护的有效性。     

基于LMD母线差动保护CT饱和检测方法研究

为解决由于CT饱和而引起的保护不能进行可靠动作的问题,提出一种适用于母线差动保护的基于局部均值分解(LMD)原理的CT饱和检测和故障区判定方法。对流过母差保护的CT暂态电流进行局部均值分解,通过高频分量瞬时频率的突变检测CT的饱和。依据差动电流分解得到的瞬时频率发生突变的间隔时间的不同,对母线发生区内故障、区外故障以及一般转换性故障进行故障识别。用EMTP-ATP软件对所提方法进行了仿真,结果表明该方法能检测CT的饱和,并准确对CT饱和情况下的故障类型进行识别。     

一种实用型继电保护用光学电流传感器的设计

论述了光学电流传感器的工作原理并通过实验对其可行性进行了验证 ,证明并指出有源型光学电流传感器以其光路简单、绝缘强度高、线性度好、反应速度快、无磁饱和、体积小、重量轻、实用性强等特点 ,有可能成为新一代数字化继电保护用电流传感器的发展方向     

基于改进Hausdorff距离算法的发变组大差保护新原理

发变组大差动保护属于保护双重化中主保护的一种,传统发变组大差保护动作速度慢且易受电流互感器饱和影响。对此,提出了一种兼备速动性及抗饱和特性的基于改进Hausdorff距离算法的发变组大差保护新判据。首先分析了改进Hausdorff距离算法的基本原理:在发变组区内故障时,由各端电流构造的Hausdorff距离值较大;在区外故障及正常运行时,由各端电流构造的Hausdorff距离值较小,基本为0。基于此原理提出了发变组大差保护新判据,并给出了门槛值整定方案。另外,提出了电流互感器饱和识别及保护再开放策略。理论分析和仿真结果验证了所提保护方案的有效性,能快速可靠识别区内故障,在区外故障饱和情况下可靠闭锁,再次发生转换性故障时也能快速开放,且判据门槛值整定简单,不受系统参数的影响。     

直流输电系统100 Hz保护的相关问题研究

运行经验表明,在距离换流站较远的地方发生交流系统故障,仍有可能导致换流站内100Hz保护动作。从直流线路电流中100Hz分量的产生机理着手,提出100Hz保护主要作为交流系统故障时直流的后备保护,不需考虑交直流系统及阀故障时直流设备的过负荷能力,保护动作延时只需考虑交流系统后备保护清除故障时间的原则,并就直流100Hz电流长时间存在时对阀、换流变等直流设备以及系统功率波动的影响进行了深入分析,结果显示不会对现有直流设备造成危害。新的100Hz保护设置原则已用于天广、高肇、兴安直流工程。