智能变电站全站快速后备保护系统方案及应用

电力系统继电保护中后备保护按阶梯配合整定,必然使主干电网和发电厂后备保护动作时间太长、影响电网安全的问题。本文提出了一种适用于智能站的全站快速后备保护系统,描述了该快速后备保护系统的原理,建立了动作逻辑方程式。开发了快速后备逻辑单元NSR306装置、各保护装置的快速后备功能模块、所有硬件、软件和系统结构等,对其作仿真验证了其可行性。采用此方法,变电站内所有后备保护动作时间只需整为一个时差0.3s即可,从而缩短整个电网的后备保护动作时间,彻底解决了后备保护延时配合的问题。     

对高阻抗变压器后备保护问题的思考

为了提高高阻抗变压器的保护可靠性,文章对高阻抗变压器现阶段的后备保护进行了研究,发现相间短路时后备保护灵敏度往往不能满足要求;另外,变压器微机保护的差动保护和后备保护设备所使用的回路相同,当差动保护回路出故障时,后备保护回路也出故障,即后备保护的作用形同虚设.因而,建议加强主保护,并使主保护兼主、备保护双重功能,互为备用,逐渐淡化后备保护.     

关于广域后备保护研究的综述

分析基于广域信息的后备保护的主要保护原理,包括:广域电流差动保护、基于广域信息的自适应保护、基于专家系统的广域后备保护、基于潮流转移识别的广域后备保护以及基于复杂网络原理的广域后备保护。简单说明了各种广域后备保护优缺点。基于广域信息的后备保护已成为目前研究的热点,随着智能电网的不断发展,广域后备保护技术将会得到不断的改善。     

快速后备保护研究

电力系统继电保护中后备保护按阶梯形配置整定，必然带来主干电网和发电厂后备保护动作时间太长、影响电网安全的问题。提出建立一种新的快速后备保护系统的思想，描述了变电站快速后备保护系统的结构和运行原理，建立了动作逻辑方程式。采用文中所述方法，变电站后备保护动作时间将小于1s，从而可大大缩短整个电网的后备保护动作时间。     

电力系统新型广域后备保护系统的设计

提出了一种新型广域后备保护系统的设计,该系统从整个电网的角度基于多点测量信息对电力系统的故障进行分析,有效解决了常规后备保护出现的级联跳闸等技术难题,增强了电力系统安全运行的可靠性.文中讲述了该广域后备保护系统的组成、功能,并比较了该广域后备保护系统与传统后备保护相比的优点.     

高速铁路牵引变压器后备距离保护

研究了距离保护用作高速铁路牵引变压器后备保护时的相关问题。在介绍牵引变压器低电压启动过电流保护原理的基础上,分析了高速铁路末端故障或异相短路时低电压启动过电流保护可能无法起到后备保护作用。考虑到距离保护灵敏度高、线路运行方式对其动作影响小等优点,将距离保护用作高速铁路V/x牵引变压器的后备保护,借鉴了牵引供电系统馈线距离保护的经验,讨论了牵引变压器后备距离保护的动作特性、保护配置、阻抗计算等相关问题。数字仿真表明了距离保护作为牵引变压器高、低压侧后备保护的正确性。     

智能变电站新型站域后备保护研究

为解决传统变电站后备保护在配置和原理方面存在的问题,提出了适用于智能变电站的基于电流差动原理的站域后备保护新方案。该方案以变电站及所有出线为保护对象,定义了四类不同特性的差动区,根据其处于制动状态或者差动状态来实现故障定位,并根据主保护和断路器的动作信号确定后备保护的跳闸策略。详细阐述了站域差动后备保护的工作原理、故障元件定位流程以及主、后备保护之间的协调控制方法。采用该方案的智能变电站,保留传统的面向间隔的主保护,集中配置站域后备保护,简化了后备保护的配置和整定。利用PSCAD软件构建了典型变电站仿真模型,对正常运行、保护区内外故障等不同运行状态进行了全面仿真,验证了所提方案的正确性。     

变压器自适应相间后备保护

降压变压器高压侧过流保护对低压侧区内故障不能保证灵敏度,无法满足作为变压器内部相间短路近后备保护的要求;同样低压侧过流保护在相邻线路末端相间短路时也存在灵敏度不足问题,不能满足作为相邻元件远后备保护的要求。在分析自适应保护特点和变压器后备保护配置的基础上,提出了变压器自适应过流保护方案,它在故障时在线识别系统运行方式和故障类型,实时自动地计算变压器后备保护的整定值,在保证正常工作时不会误动的前提下,又确保了变压器区内、区外故障时作为近后备、远后备保护的灵敏度。文中通过算例证明了该自适应后备保护方案的优越性和可行性。     

变压器高、低压侧后备保护的配合问题分析

就一例典型的变压器低压侧两相短路故障引起变压器高压侧后备保护先于低压侧后备保护动作的事故案例,分析了变压器低压侧两相短路故障时变压器高、低压侧电流的特性,并结合变压器低压侧其他故障情况,得出变压器高压侧后备保护和低压侧后备保护灵敏度的差异性。发现电力行业标准DL/T584-2007《3~110 kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定不合适。特此对变压器后备保护整定提出一点建议:高压侧后备保护与低压侧后备保护的定值灵敏度要配合,且配合系数应不小于1.15。该建议有效提高了变压器高、低压侧后备保护的可靠性。     

省地调度边界后备保护整定配合研究

因不同单位调管等因素,原本需要完全配合的边界后备保护在实际中常采用时间限额等方法简化配合关系,造成边界后备保护容易成为全网保护越级误动的风险区。考虑地调调管范围内设备主保护相对薄弱,省调、地调之间的边界后备保护更应引起重视。鉴于此,首次提出了边界后备保护的定义及基本内涵。在其基础上详细研究了两种典型的省地调边界后备保护(220 kV变压器高压侧零序电流保护、220 kV线路距离保护伸出相邻变中压侧母线),包括风险辨识、可行的整定方法、解决思路等内容。最后以一个具体工程实例进行全过程示范,有效降低了边界后备保护越级误动的风险,对跨单位的边界后备保护整定及风险管控具有参考意义。