基于相角差的发电机定子接地保护方向元件

分析了发电机发生内外部单相接地故障后,机端和中性点侧3次谐波电压、基波零序电压和零序电流之间相角的变化关系。在此基础上,提出基于相角判别的新型发电机定子接地保护方向元件。该方向元件由2部分组成:对距中性点50%以内的定子绕组故障,利用机端和中性点两侧故障分量3次谐波电压的相角值相等且为负值的特点构成;对50%以上范围的定子绕组故障,由于零序故障电压和电流均相对较大,采用零序电压和零序电流相位的关系来识别故障方向。该方向元件构成原理简单,可以与目前现场应用的各种单相接地保护方案配合使用,具有较强的工程应用前景。     

同杆双回线上零序功率方向继电器的误判问题

零序功率方向继电器是线路保护中的一个重要元件。文中用六序分量法分析了同杆双回线上零序功率方向继电器的性能。结果表明，在同杆双回线上发生三相三导线及三相四导线故障、三相五导线跨线故障时，有一回线的零序功率方向会拒动。动模试验证实了理论分析的结果。     

基于正序故障分量的方向元件性能分析

基于正序故障分量的方向继电器是一种新型故障方向判别元件。为全面了解该元件的工作性能,在500kV输电系统模型上,对振荡伴随不同类型短路和非全相运行情况下方向元件的动作行为进行仿真计算和分析。仿真结果表明,基于正序故障分量的方向元件适应于所有故障类型,不受负荷电流影响,无电压死区,灵敏度高。     

基于正序故障分量的方向元件性能分析

基于正序故障分量的方向继电器是一种新型故障方向判别元件.为全面了解该元件的工作性能,在500kV输电系统模型上,对振荡伴随不同类型短路和非全相运行情况下方向元件的动作行为进行仿真计算和分析.仿真结果表明,基于正序故障分量的方向元件适应于所有故障类型,不受负荷电流影响,无电压死区,灵敏度高.     

基于综合序分量的输电线路接地距离继电器研究

提出一种用零序分量做动作量,负序分量做制动量的综合序分量接地距离继电器。这种继电器以工频变化量原理为基础,能够明确区分区内、区外故障。并且动作量和制动量都能够自适应于运行状况,不受系统运行方式的影响,因此有很高的保护灵敏度。新方法原理简单,无需调整动作门槛,容易实现。大量ATP仿真试验证明新方法具有较好的保护性能。     

基于负序分量补偿的纵联零序方向保护判据与仿真研究

针对纵联零序方向零压不够时保护拒动的实际问题,考虑到系统中各站点间的负序转移阻抗远小于零序转移阻抗,单相接地故障时负序电压大于零序电压这一特点,论文提出了基于负序分量补偿的方向保护补充判据.判据进行了周密的实用化考虑,利用故障后零负序电压与电流的相位关系来判别故障方向,在深入分析判据动作特性及灵敏度的基础上,按照故障特征的差异逐步提高灵敏度,综合构成了较完善的纵联接地方向保护方案.实例验证与仿真结果均表明,由该负序分量补偿的纵联零序方向保护在零序方向元件因电压不足而拒动时,能可靠判别故障方向,并具有良好的可靠性与选择性,从而有效改善了纵联接地保护的性能.     

基于负序分量补偿的纵联零序方向保护判据与仿真研究

针对纵联零序方向零压不够时保护拒动的实际问题,考虑到系统中各站点间的负序转移阻抗远小于零序转移阻抗,单相接地故障时负序电压大于零序电压这一特点,论文提出了基于负序分量补偿的方向保护补充判据。判据进行了周密的实用化考虑,利用故障后零负序电压与电流的相位关系来判别故障方向,在深入分析判据动作特性及灵敏度的基础上,按照故障特征的差异逐步提高灵敏度,综合构成了较完善的纵联接地方向保护方案。实例验证与仿真结果均表明,由该负序分量补偿的纵联零序方向保护在零序方向元件因电压不足而拒动时,能可靠判别故障方向,并具有良好的可靠性与选择性,从而有效改善了纵联接地保护的性能。     

基于综合序分量的输电线路接地距离继电器研究

提出一种用零序分量做动作量,负序分量做制动量的综合序分量接地距离继电器.这种继电器以工频变化量原理为基础,能够明确区分区内、区外故障.并且动作量和制动量都能够自适应于运行状况,不受系统运行方式的影响,因此有很高的保护灵敏度.新方法原理简单,无需调整动作门槛,容易实现.大量ATP仿真试验证明新方法具有较好的保护性能.     

零序电压移相极化的自适应阻抗继电器研究

提出了一种基于自适应原理的新型接地阻抗继电器。在对零序电压极化的自适应阻抗继电器动作特性分析的基础上,通过对接地距离保护对过渡电阻自适应构成机理的分析,阐述了零序电压移相极化的自适应控制方法及移相原理。讨论了该继电器的动作判据,分析了其动作特性。初步理论分析表明所提继电器具有动作迅速、构成简单等良好性能。分析还表明,零序电压移相后的自适应阻抗继电器既进一步提高抗过渡电阻的能力,又不存在动作的电压死区,具有明确的方向性。同时,它还具有故障分量继电器所特有的不受负荷、系统振荡等因素影响的特点。Matlab仿真分析结果表明,该继电器具有良好的动作特性。     

两种方向距离继电器的动作特性

研究了以“距离测量电压”为基础构成的两种距离继电器：方向距离继电器和多相补偿距离继电器。通过分析当保护安装处背后发生单相和两相接地故障时其非故障相元件的动作行为，指出了以距离测量电压为基础构成的距离元件存在的问题。解决的办法有两种：在满足一定条件时用零序功率反方向元件闭锁可能误动的元件；对于微机保护可采取先选相后测量的方法。     

适用于平行双回线路的零序距离继电器研究

提出了适用于平行双回线路的零序距离继电器新判据.研究表明,当本回线路发生单相接地短路时,在通过公式计算得出的一特定值为正时,离保护安装处越远,本回线路零序电流与非故障线路零序电流相位差值越小;当另一回线发生单相接地短路时,离保护安装处越远,本回线路零序电流与故障线路零序电流相位差值越大,该值为负时则反之.因此可以利用双回线路中的零序电流相位差值的变化趋势来识别故障线路.由于采用零序电量作为判断依据,新方法具有受两侧电源角度的影响小,且受负荷、系统运行方式的因素影响小的特点.大量ATP仿真试验证明新方法对于双回线出现的单相接地故障, 具有足够的灵敏度.     

高压电网自适应接地距离保护研究

为提高接地距离保护对高压电网高阻接地故障反应的灵敏性,提出了一种对过渡电阻Rg具有高度自适应动作边界的新型动作判据。根据接地阻抗继电器自适应动作判据的构成原则,在分析了负序电压极化的自适应阻抗继电器动作特性的基础上,分析了负序电压移相极化阻抗继电器的移相控制方法、移相极化的工作性能。分析表明,将负序电压根据近保护安装点侧系统的负序阻抗角的大小适当移相后作为极化电压,接地阻抗继电器对Rg不但有更好的自适应性,也保持了其方向动作的明确性。MATLAB仿真结果表明,新的动作判据确实提高了继电器对保护范围末端高阻接地故障动作的灵敏性和自适应性。     

Residual Compensation for Ground Impedance Relay With Applications in UHV Transmission Lines

The impedance algorithm in distance protection for high voltage (HV) and extra high voltage (EHV) lines, although neglecting the influence of shunt capacitance, is able to produce satisfactory performance. However, the accuracy of the algorithm is significantly reduced when applying to ultra high voltage (UHV) lines due to the larger P.U. line shunt capacitance and longer transmission radius. Therefore, the distributed parameter model should be adopted, and the relay should be set based on the hyperbola function between measuring impedance and the fault distance. However, how to define and set the indexes in relay ever defined with lumped parameters, such as the residual compensation coefficient, is still unresolved. In response to this question, the paper models the UHV system with distributed parameters and introduces the concept of virtual equivalent line length controlled by zero sequence system impedance, and then proposes a novel residual compensation coefficient. Case studies and RTDS tests show that the relay with proposed coefficient offers good performance for the simulated cases. The results also can be extended into other applications, such as the design of zero sequence reactance relay, fault location, fault phase selection, power swing blocking, and load blocking components.      

基于工频变化量的序分量距离保护

为了适应孤岛运行低电流值的故障特性,一般分布式电源孤岛运行时的保护方法与并网运行时的不同。但是随着分布式电源投入和切除配电网频率的增加,保护的整定值也必须频繁地在不同保护方法之间转换。所以提出了基于工频变化量的序分量距离保护,以短路故障时负序电压为例,对其电压分布进行分析,得出了负序和零序继电器的动作判据,并在Matlab中搭建负序和零序继电器的仿真模块。通过仿真分析了在并网和孤岛两种情况下,该保护方法在不同故障距离和过渡电阻情况下的动作情况,从而验证了该保护方法在并网和孤岛两种方式下均能够可靠动作。     

一种基于电流自构参考量的电流方向纵联保护

基于零序方向或者负序方向构成的保护在电力系统继电保护中占重要地位,但当系统经高阻接地或PT断线时,一些测量点的序电压很小,进而影响方向元件的判别。为解决上述问题,提出一种仅利用测量电流本身(如零序电流或者负序电流)自构建零序或者负序的参考量值,基于测量电流与参考量的比较结果转换为状态量,进一步由线路两端方向状态比较构成保护判据。在系统发生不对称故障后,利用故障零/负序电流的微分、反向等数据综合处理,获取送受端方向一致的电流参考量,再基于测量零/负序电流与参考量的比较构建新的方向判据。该方法不需要电压信息,大大降低了保护的通信量,在高阻接地、不同故障初始角等情况下仍正确动作,可应用于广域系统。仿真结果验证了本保护判据的可靠性。     

一种改善距离保护动作特性的方法及其应用

以正序电压极化为原理的方向阻抗继电器,广泛运用于线路距离保护中;然而由于原理及处理过程复杂,动作性能有缺陷。文中分析了其工作原理及缺陷,提出了一种改进型方案,即采用复合电压极化的方向阻抗继电器,并对距离保护的各元件作了优化,改善了动作特性,特别是出口处正反方向对称故障的动作特性。通过理论分析试验对比,提高了动作正确率及出口时间。基于此开发了一套线路66 kV线路距离保护测控装置,通过了数动模试验,并在现场投入运行,显著改善了运行性能。     

采用傅里叶算法对部分主设备保护继电器性能的影响分析

在分析傅里叶算法的基础上,指出了基于傅里叶算法的数字式继电器在电力主设备保护中应用的局限性,论证了采用此算法的电流差动、过电压、过负荷、零序过电流等继电器在发电机、串联电抗器、并补电容器、接地变压器等主设备中应用时对保护性能的影响,介绍了该类继电器在实际运行中出现不正确动作行为的事例,提出了改善保护性能的改进算法。     

同杆线路跨线故障及其对距离保护的影响分析

提出了面向继电保护的同杆线路跨线故障解析分析方法,通过注入电流法求解故障端口等值阻抗,以零序电流控电压源的方式结合边界条件分析不同类型的跨线故障,进而提取相应的保护特征量研究跨线故障对接地测量阻抗、相间测量阻抗等距离保护元件的影响及其趋势.考虑了互感强弱、线路背端支撑电源强弱、线路阻抗、故障位置等相关因素的影响,以解析表达式定量地分析了保护范围的准确性,为继电保护的整定与配置提供了理论依据.最后结合广东电网进行实例验证.