基于双向环网的变压器保护就地化实现方案

为了实现变压器保护的就地化,提出了一种分布式解决方案,按开关配置就地采集及跳闸的保护子机,子机之间通过高可靠无缝冗余(HSR)双向环形高速网络交互数据,其中高压侧保护子机集成主后备一体化保护功能。在总体实现方案分析的基础上,着重论述了环网通信机制和采样同步机制。理论分析与实测数据表明,相比于现有的集中式变压器保护装置,所提出的分布式变压器保护在可靠性和快速性方面具有一定的优势。     

多级级联分布式母线保护方案

提出一种分布式母线保护方案.该方案采用主机与多个子机进行级联的结构,主机包含核心CPU模件、采样前置模件和GOOSE前置模件,子机根据采样和跳闸方式配置功能模块;分别采用软件插值、计数器同步机制实现点对点直采直跳和采样组网的数据同步;全部间隔均为传统采样时,采用采样组网方式的同步机制;部分间隔传统采样、部分间隔数字采样时,将传统间隔数字化完成插值同步.对采样数据进行插值同步、数据抽取、打包上送和报文解码,对GOOSE方式的开关量进行报文过滤,从而解决数据流量大的问题;采用双A/D逻辑,保证区外故障时保护不动,区内故障时保护可靠动作.     

提高风电场集电线路保护选择性的方案探讨

针对目前风电场集电线路保护普遍没有选择性的问题,提出一种基于GOOSE网络的区域选择性联锁跳闸方案:在箱变高压侧装设断路器,箱变及集电线路采用具有嵌入式IEC61850通信功能、支持高速GOOSE对等通信的数字化保护装置,箱变与集电线路主保护之间利用GOOSE网络传输联锁跳闸信号.经分析,该方案可提高集电线路保护的选择性,缩短集电线路主保护的跳闸时间,避免因1台箱变故障而使整个集电线路跳闸事故的发生,能够提高风电场运行的安全性和稳定性.     

智能站变压器保护配置方案研究

提出一种110 kV智能站的变压器保护配置方案,并与常见的几种配置进行比较。该变压器保护配置集主保护、后备保护、测控、主变自投、合并单元及智能终端功能于一体,采用主后一体化保护装置就地安装的应用方式。基于IEC 61850-9-2采样传输协议和面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation event,GOOSE)机制,用4台装置实现2台变压器相关所有功能。取消了独立的合并单元、智能终端、主变自投等装置,最大化地简化了变电站网络,降低了变电站建设和维护成本。     

变电站二次设备就地化系统网络架构探讨

针对变电站二次设备就地化背景下设备配置与通信网络面临的问题与挑战,首先提出了变电站二次保护控制设备就地化配置原则,并给出了单间隔保护、跨间隔保护、测控装置、公用采集控制终端等全站二次就地化设备配置方案。在此基础上,提出了基于并行冗余协议(PRP)的制造报文规范(MMS)/采样值(SV)/通用面向对象变电站事件(GOOSE)三网合一网络架构和不依赖交换机的全高可靠无缝冗余(HSR)环网两种变电站通信网络方案,并对其网络性能指标进行了量化评估和比对。     

110KV三圈变压器保护定型屏的缺陷分析

<正> 这三种保护方案虽然应用于不同接线方式的变电站,但保护回路基本一致,只是跳闸对象不同。当35kV母线故障时,主变110kV复闭过流动作,起动2SJ,经ZSJ滑动触点跳开主变110kV侧开关,然后经ZSJ终止触点起动保护总出口,跳开与变压器相连的各侧开关,因此,不论变电站电源组合如何,总有主变失压。     

就地化分布式元件保护子机动作行为差异分析

分析了造成就地化分布式子机保护动作行为不一致的原因,以及子机中断机制对保护计算的影响。各子机间中断异步将导致保护离散采样、数据插值、积分计算的一系列差异,进而导致保护动作行为不一致。针对子机中断异步问题,着重介绍了就地化分布式保护子机中断同步方法,方法不依赖于外部对时源,能够在较短时间内完成各子机同步。分析计算结果表明,子机中断同步后各子机能够有效降低保护计算值差异,进而增强保护动作行为的一致性。文中同时介绍了子机中断同步在异常情形下的处理方法。     

一起35 kV主变有载调压开关故障的分析

介绍了某35 kV变电站一台35 kV主变有载调压开关在切换过程中发生桥接电阻断裂,引起内部弧光放电,造成油质劣化的事故.分析原因为变压器高压侧无保护运行,有载调压开关长时间故障引起主变本体相间短路,导致主变高压侧对侧线路后备保护动作跳闸,主变停运.最后针对此次事故,提出了相应的防范措施.     

变压器保护子机的信息环网异常解决方案

就地化分布式变压器保护采用子机模式,通过环网传输交流采样、开入量及参数等信息,环网的信息异常将直接影响保护装置的可靠运行。为了解决各种环网异常情况下变压器保护装置不正确动作的问题,以220 kV变压器保护子机配置模式为例,分析了环网可能存在的各类异常情况。并有针对性地提出处理原则及解决方案,基于该方案搭建测试环境,验证了方案的合理性和可行性。该环网异常方案可有效提高就地化分布式变压器保护装置运行的稳定性和可靠性。     

数字式CST系列主变压器保护双重化的工程设计

河北南部电网220 kV变电站的主变压器(以下简称主变)保护以往多采用双套不同原理的微机主保护加一套后备保护的配置,这种配置比过去的晶体管保护以及1套微机主保护有了很大进步,但还存在着明显的缺点:后备保护不能随主保护单独投退,屏面布置紧张,不能独立投入双跳闸线圈,多占电流互感器,主变低压侧故障灵敏度低等等,因此河北南部电网自2000年下半年开始在部分220 kV变电站采用双套主保护和后备保护合一机型,双重化数字式变压器保护配置(CST系列配置).本文对变压器保护的配置设计原则、装置特点、组屏方案等进行论述.     

就地化分布式保护环网测试装置研制

就地化元件保护采用分布式架构,各分布式子机间采用环网通信方式。文中针对子机环网报文的测试难点,设计和开发了具备环网测试功能的新型继电保护测试装置。该装置采用双中央处理器(CPU)架构,主CPU负责测试流程管理,环网CPU负责环网数据交换测试。通过配置文本灵活组帧环网报文,开发延时测试、数据一致性测试、转发特性测试、异常报文模拟等功能,校验环网报文实际传输过程中的可靠性和实时性,补充了环网性能测试手段。文中通过单台测试装置即可完成分布式子机的保护功能及环网性能测试。所研制的装置已应用于就地化保护现场调试,为元件保护就地化实施提供了良好的测试手段。     

就地化母线保护在电力系统中的应用

介绍了国网就地化母线保护实现方案,从子机配置方案、环网通信方案及保护专网通信方案三个方面对就地化母线进行了介绍。分析了就地化母线保护在现场实施过程中遇到的问题,如子机动作行为不一致,过程层配置工作量大,刀闸位置可靠性降低等,并提出了相应的解决措施。最后介绍了就地化母线保护可优化改进的保护功能。与传统母线保护相比,就地化母线保护提高了间隔接入能力,提高了数据通信可靠性,提高了保护动作速度,具备更大的技术优势以及更加广阔的应用前景。     

就地化保护检验机制的研究

针对就地化保护特点,以高效而全面的检验为导向,提出了工厂化检验与现场更换检验相结合的就地化保护检验机制。首先对就地化保护的整体构架进行了简述,在此基础上,阐述了总体的检验方案。然后分别对工厂化检验和现场更换检验的流程和内容进行了详细叙述。相比于传统继电保护装置的检验机制,该方案在检验效率和现场作业安全方面都具有明显的优势。该方案在包含就地化保护所有功能检验的同时,融入了就地化保护在运维检修上的特殊性,使方案更具有实用性。     

基于就地控制器的变电站GIS智能化研究

针对国内GIS设备智能化水平较低的现状,提出了一种基于就地控制器的变电站GIS技术。首先分析了变电站GIS设备的现状,并梳理了前期的智能化探索。其次,从电机驱动断路器双闭环操作控制、电子式互感器采样与FIR滤波器噪声抑制、基于复向量频率相位算法的跳合闸相位精准控制、在线监测传感器接入、间隔测控计算和源数据快速扰动分析、智能化视频辅控等方面阐述了该技术的功能原理。最后,面向工程应用,研究了本技术的安装与运行方案,包括物理融合安装方案、设备配置方案等。该技术可提升GIS的智能化水平,降低设备配置和运维复杂度。     

基于方式变化影响域辨识及故障量排序的继电保护定值在线预警

提出了基于方式变化影响域和故障量排序的继电保护定值快速在线预警方法。该方法以保护所在位置的短路电流、分支系数等继电保护定值计算相关故障量的变化率为判据,确定线路和变压器等电网元件开断后,定值将受到显著影响的保护集合。通过对故障量计算结果的排序优化来进一步提高定值在线分析的速度,实现继电保护定值的快速在线预警。工程实际应用表明,该方法可以快速准确地预警存在保护定值隐患的电网特殊运行方式和保护装置。     

核电站辅助变压器缺相保护研究

辅助变压器缺相检测是核电厂中最为关心的问题。一些核电厂的事件表明,变压器轻载时高压侧的缺相可能很难被现有的电气保护方案检测到。如果未能及时发现缺相状态,变压器不能与系统隔离,则可能会导致关键的电机驱动负载跳闸以及电厂安全系统的损失。然而,重负载到中等负载变压器的缺相条件可以通过传统的保护方案可靠地检测和保护。相反,轻负载或空载变压器可靠的缺相检测是具有挑战性的。本文介绍了核电站辅助变压器缺相的问题,提出了适用于大多数电力变压器的线路变压器缺相保护方案。新的方案使用光学电流互感器能够可靠检测重负载到中等负载变压器的缺相也可以可靠检测轻负载或空载的变压器缺相。     

变电站即插即用就地化保护的应用方案和经济性比较

针对智能变电站继电保护存在的系统可靠性降低、运维难度增大等问题,阐述了基于即插即用就地化保护装置的新方案,用于提升保护可靠性和整站经济性。首先阐明了保护装置即插即用的理念和就地化安装的设计思路,并通过与当前智能站架构的比较,体现出新方案安全高效的优势。然后介绍了单间隔保护及跨间隔保护的应用方案、涉及的关键技术和面临的挑战;并就变电站全寿命周期内各类经济因子的变更进行比较,体现出新方案在变电站设计、建造、运维等方面的经济优势。目前,即插即用就地化保护装置已处于全面挂网试运行阶段。     

基于多HSR环网的分布式母差平台及关键技术

保护设备就地化的难点之一是实现母线保护等跨间隔保护设备的就地化,文中在分析现有分布式母线保护特点的基础上,提出了基于多个高可靠无缝冗余环网的分布式母线保护方案和具体的软硬件平台实现架构。文中基于FPGA技术实现了环网报文时延的准确测量及补偿,并提出了不依赖于外部时钟的基于采样事件的采样同步技术。通过采用环网拓扑监视和弱配置管理等关键技术,实现了环网通信状态的实时监视以及子机终端的少配置、弱管理应用,提高了运行维护的方便性。最后,通过对该方案主要性能参数的实际测试,验证了该方案的可行性。     

含光伏电源配电网的复合序网自适应保护

含光伏电源(PV)的配电网,因光伏电源容量、并入位置不同,导致传统的三段式电流保护不能准确动作。针对这一问题,提出根据保护点复合序网电压和电流进行自适应电流保护整定的方案。首先,提取故障电压和正序故障电流相位差来判定故障发生在光伏电源上游还是下游。然后,由序分量判定故障类型,选定故障区域。最后,利用复合序网电压求取保护安装处的电流整定值,进行自适应保护动作。通过仿真验证了该保护方案可根据光伏电源并入位置、容量、发生故障位置的不同,实现自适应在线保护整定,能够有效提高本地保护范围。