变电站集中式后备保护

在广域信息具备情况下,从简化现有电力元件继电保护的配置方式和定值配合出发,提出了一种由现有主保护加集中式后备保护的配置方式.集中式后备保护系统测量本侧电力元件的电压和电流、主保护动作及开关状态信息,并收集相邻变电站的状态量信息,方便地实现以下功能:主保护拒动时,起到快速近后备保护作用;断路器失灵时,跳开失灵断路器的相邻断路器.最小范围内切除故障;在相邻变电站直流电源消失时,提供远后备作用.以方向比较原理给出的该后备保护系统的实现例子,在故障发生后,根据保护范围内元件的拓扑连接关系、不同位置方向元件的指示形成故障位置判别矩阵,经运算确定具体的故障元件,给出合理的跳闸策略.算例表明,该算法对缺少某个方向元件信息情况下仍有很好的适应性.     

具有容错性能的广域后备保护算法

广域信息采集易受干扰而出现信息丢失或信息畸变,现有广域保护理论对此考虑不足,文中提出了一种高容错性的广域后备保护算法,用于变电站集中式后备保护.集中式后备保护系统根据本站元件电压、电流信息计算得到的故障方向信息和故障距离信息,以及从相邻变电站收集到的故障方向信息和故障距离信息,通过容错判别来确定故障位置.算例表明,当保护范围内任何一个保护元件误动、拒动或其故障信息丢失时不会造成后备保护系统的错误判别.该算法简单可靠,具有极高的容错性.     

断路器失灵时站内保护解决方案综述

论述了500 kV变电站的500 kV 侧、220 kV侧和35 kV侧系统中的母线、线路、变压器等各个位置发生故障时主保护的动作方案及动作后的跳闸对象。对于主保护动作后跳开故障点附近的断路器而断路器失灵未正确跳开的情况,给出了变电站范围内失灵保护作为近后备保护的动作方案,并在此基础上分析了近后备也失灵时远后备保护的动作情况及保护间的逐级配合关系。详细阐述了断路器失灵时启动近后备或者远后备保护的具体实现方式,对于断路器失灵时线路保护的远传、启动母差的断路器失灵保护、母差故障时跳主变单元的失灵直跳和联跳的原     

基于方向权重的广域后备保护跳闸策略

在故障元件已被有限广域集中式后备保护识别的基础上,提出一种基于方向权重的广域保护跳闸策略。根据网络拓扑及本区域内正序电流相量信息,构造基于方向权重的节点-支路关联矩阵,然后根据故障判别结果和断路器失灵判别结果构造元件-断路器关联度向量,并通过关联度向量识别并跳开关联断路器。仿真结果表明,所提方法简化了后备保护的配合关系,且能够在最小范围内切除故障,对信息同步没有严格要求,在断路器信息部分缺失时也有很好的适用性及可靠性。     

断路器失灵时站内保护解决方案综述

论述了500kV变电站的500 kV侧、220 kV侧和35 kV侧系统中的母线、线路、变压器等各个位置发生故障时主保护的动作方案及动作后的跳闸对象.对于主保护动作后跳开故障点附近的断路器而断路器失灵未正确跳开的情况,给出了变电站范围内失灵保护作为近后备保护的动作方案,并在此基础上分析了近后备也失灵时远后备保护的动作情况及保护间的逐级配合关系.详细阐述了断路器失灵时启动近后备或者远后备保护的具体实现方式,对于断路器失灵时线路保护的远传、启动母差的断路器失灵保护、母差故障时跳主变单元的失灵直跳和联跳的原理及实际做法给予了充分论述.对于母联断路器的死区保护、充电保护也分别从原理和实现两方面进行了论述.     

一起保护越级事故的原因分析

1事故经过某110kV变电站35kV303线路故障,保护动作但断路器并未跳开,3号主变中后备保护动作,将35kV母联320断路器跳开。与此同时,上级220kV变电站110kV线路103、104线路距离保护Ⅲ段动作,将103、104线路断路器跳开,造成该110kV变电站全站失压。     

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。     

低压母线快速保护的应用

分析了基于电流闭锁的变电站低压母线快速保护方案,该方案能够实现低压母线故障的选择性快速切除,还可为变压器低压侧断路器、出线断路器失灵提供后备保护;将该保护方案应用于某变电站低压母线,根据该变电站实际事故的保护动作及故障录波的分析,验证了该低压母线保护方案的有效性,并进一步讨论了主变加装快速母线保护的必要性。     

适用于花瓣形配电网的联络线后备保护方案

花瓣形配电网具有高可靠供电的特点,其拓扑结构比传统的配电网更加复杂.针对联络线后备保护在变电站附近故障时隔离时间较长的问题,提出了一种新的后备保护方案.首先利用多端差动保护的思想判别出故障联络线所在的花瓣环,再根据各段联络线有功功率的变化趋势判断故障联络线,从而触发断路器跳闸隔离故障,并研究了主保护与后备保护的配合问题...     

应对信息缺失的变电站广域后备保护研究

变电站测量点信息缺失会导致站内继电保护无法正确响应故障,进而对整个电力系统安全、稳定运行造成严重影响。基于变电站与相邻站的拓扑结构、测量以及状态等多源信息,提出了一种应对变电站信息缺失的新型广域后备保护方案。首先,根据信息缺失相邻测量点的故障分量方向元件的判别结果,初步确定短路故障是否位于保护区内;如果判别为区内,广域后备保护则依次断开信息缺失测量点位置的断路器,并根据方向元件的判别结果进一步确定故障位置。在PSCAD/EMTDC仿真环境下对该保护方案的性能进行验证,仿真结果表明该方案能够有效应对各种信息缺失的故障情况,并且该保护方案具有适应性强、不存在故障死区、不受断路器拒动影响等优势。     

利用有限相量测量单元的故障识别与广域后备保护策略

针对传统后备保护整定困难、动作延时长、配合关系复杂等问题,提出了一种利用有限相量测量单元的故障识别与广域后备保护策略。首先,根据相量测量单元的安装位置划分后备保护区域;在发生故障时,利用电气量信息确定故障设备所在的后备保护区域,以期快速缩小可疑故障设备范围。其次,提出一种基于解析模型的故障识别方法和广域后备保护策略。当主保护未能成功切除故障时,这种解析模型可综合利用主保护动作警报、断路器动作警报、后备保护启动信息和功率方向继电器指向信息,利用禁忌算法（tabu search,TS）求解最优故障假说,并通过解析保护和断路器的动作逻辑判断拒动装置。之后,根据不同的拒动情况提出相应的后备保护策略以防止故障扩大。最后,以IEEE 39节点系统为例,对所提出的方法做了验证。仿真结果表明,所提出的方法是可行的,具有较强的容错能力。     

基于贝叶斯网络的电网复杂故障推演新方法

为了分析电网复杂故障过程,基于保护装置与断路器的动作信息构建贝叶斯网络,提出了电网复杂故障推演新方法。应用电网实际拓扑结构信息、继电保护装置和断路器的动作信息构建贝叶斯网络。基于贝叶斯网络进行故障元件诊断,针对远后备保护、近后备保护误判的两种特殊情况,制定了专家系统规则实现保护拒动、误动的识别。将保信系统上送信息与拒动误动分析结果按主保护层-近后备保护-远后备保护-断路器层顺序进行信息整合,推演出发生故障时各层保护装置以及断路器动作先后顺序,实现了电网复杂故障推演。     

基于MMC的直流电网故障分析和保护方案研究

对MMC型直流输电系统直流侧故障检测方法及保护方案进行了研究。分析直流侧故障特性,提出了一种R-L并联限流结合电流变化率的故障检测方法,提高了故障检测速度。对采用直流断路器的故障处理方式,提出一种可有效解决出口断路器不正确动作时故障隔离问题的后备保护方案。运用PSCAD/EMTDC构建四端直流电网仿真模型,验证了故障检测方法和保护方案的有效性。     

基于邻域信息的3/2接线按串配置断路器保护方案及实现方法

根据超高压系统3/2接线变电站结构特点,提出基于邻域信息的按串配置断路器保护方案及其实现方法,提升近后备保护的选择性、速动性和可靠性。按串配置断路器保护方案包括3种优化策略:消除死区的断路器分合优化策略、中断路器重合闸的自适应策略、基于运行方式的在线辨识控制策略。进而从站域保护和就地化保护2个角度提出实现方法,并通过仿真分析验证了可行性和有效性。所提方案利用信息共享技术克服传统断路器保护的缺陷,为提升交直流混联电网安全稳定运行提供新的思路。     

利用站域信息的智能变电站变压器后备保护方案

采用复压过流原理的变压器后备保护方案存在灵敏度不足、整定配合复杂、故障切除延时过长等问题。提出在智能变电站中采用主后备分离模式的变压器保护配置方案。单独配置的后备保护,利用站域共享信息,以方向比较原理为基础确定故障位置,实现对变压器内部故障、中低压母线故障、死区故障和断路器失灵的后备保护功能。对于不对称故障采用负序、零序方向元件,对于三相故障采用基于正序电流幅值相位比较的方向元件。通过在PSCAD中建立典型的110 k V变电站模型,对于各种故障类型进行仿真,验证了所研究的后备保护方案的有效性。     

快速切除220 kV变压器死区故障的继电保护方案

由变压器电源侧后备保护动作或联跳变压器其他侧断路器的方法,来切除220kV变压器某侧断路器与变压器差动保护电流互感器(TA)之间发生的死区故障,切除故障时间较长;由于是变压器出口故障,容易造成变压器损坏。分析了220kV变压器各侧死区故障的故障特征和有关的继电保护动作特征,借鉴现运行的母线差动保护中母联断路器死区故障保护和线路断路器死区故障保护的原理,提出了4种快速切除220kV变压器各侧死区故障的保护方案,并研究了变压器死区故障保护短延时的合理取值。     

基于多信息融合的广域继电保护新算法

广域继电保护需融合电网多点信息实现故障元件识别,因此,保护算法的高容错性是保证其正确动作的关健.文中提出一种基于多信息融合的广域继电保护新算法,该算法根据电网结构形成故障识别编码,并利用基于常规主/后备保护原理的保护动作信息和断路器位置信息,构建适应度函数和状态期望函数.最后,利用故障前后的适应度分析故障概率,以实现高...     

An enhanced method of providing sensitive bus fault protection

The application of bus fault protection in industrial facilities has been primarily limited to overcurrent relays located at the upstream breaker. This does not always provide the best protection for bus faults. The protection sensitivity is limited because of the need to coordinate with other downstream overcurrent devices. This paper describes an enhanced method of applying sensitive bus fault protection using digital overcurrent relays. In addition, this method provides both downstream feeder breaker backup protection and relay backup protection.     

基于图形界面的110 kV电网继电保护开关状态仿真系统

应用面向对象的编程技术,研制成功电网拓扑图形与后台数据库相结合的继电保护开关状态仿真系统。系统由图形界面,参数和定值管理,短路电流计算,开关状态仿真等几部分组成,全部功能都可以通过对图形界面的操作完成,系统可以直接模拟设置故障点,故障类型并根据相应的保护配置,数据库中的定值及短路电流值的调用,启动元件 作情况来判断相应继电保护是否动作及开关的状态,据此提出了用开关集合的概念来校核二次设备配置及定值的正确性,并采用了智能搜索方法,完成后备保护的仿真,系统安全可靠,使用方便灵活,具有很大的实用价值。     

基于告警时序的输电设备故障定位方法的研究

电网故障设备定位如果只依靠静态告警信息,不能计入告警后续信息,则会导致电网故障设备定位精度低和出现多解的问题,因此考虑了告警的动态时序性。基于告警时序信息,定义了故障设备状态时序矩阵、告警时序矩阵、断路器时序矩阵、主保护时序矩阵、近后备保护时序矩阵和远后备保护时序矩阵以及矩阵中元素的建立方法。同时为了求解期望值,定义了断路器期望时序矩阵、主保护期望时序矩阵、近后备保护期望时序矩阵和远后备保护期望时序矩阵。为了形成期望值矩阵,又定义了设备-主保护关联矩阵、设备-近后备保护关联矩阵和设备-远后备保护关联矩阵。基于SCADA和WAMS的开关和保护信息,构建了故障设备定位的时序目标函数。以设备状态的时序矩阵元素为待求解的状态量,利用改进的免疫遗传算法作为求解时序目标函数的方法。这样求解的设备状态不仅包含设备故障与否的状态,还包括设备故障时间。特别是对于电网中有多个设备不同时间动作的情况,可以清晰识别。同时对免疫遗传算法进行改进,形成了基于记忆的免疫遗传算法,解决了动态告警信息被忽略的问题,提高了故障设备定位的速度和精度。