不受同步对时误差影响的线路差动保护方案研究

为解决高压输电线路两端电流采样非同步而导致电流相量差动保护误动作问题,结合相量差动保护和幅值差动保护的性能特点,提出了不受采样非同步影响的线路差动保护方案。在线路两端电流采样出现同步误差时,此方案将相量差动保护退出运行,仅依靠电流幅值差动保护切除大多数线路区内故障,从而消除采样失同步的影响;在线路两端电流采样同步时,以相量差动保护为主要的保护方式,提高保护的可靠。理论分析与仿真研究表明,所提方案可有效应对线路两端电流采样失同步的问题,区内故障保护可靠动作,区外故障可靠制动。     

输电线路复合差动保护方案

结合相量差动保护和采样值差动保护的性能特点,提出了输电线路复合差动保护方案。该方案依靠采样值差动原理在1个工频周期内可靠切除大多数较严重的故障,通过相量差动保护原理对轻微内部故障作出反应,同时引入制动电流判据,在严重外部故障时自适应增加200ms延时来克服电流互感器(TA)饱和对相量差动的影响。该方案无需配置复杂的TA饱和检测元件,保护判据成熟可靠。仿真结果表明,该方案的可靠性、灵敏性以及抗TA饱和性能均优于单一原理的差动保护。     

基于电流突变量的采样值差动保护研究

电流纵联差动保护作为线路、变压器、母线等设备的主保护,保护动作的快速准确至关重要,与传统向量差动保护相比,采样值差动保护快速性有了很大提升。本文引入突变量电流算法,结合采样值差动保护的优点,构造了电流突变量采样值差动保护判据,并分析了R/S取值。最后应用MATLAB,以线路末端发生两相短路为例,对三种差动保护作区内故障仿真,并对仿真结果作了分析。     

一种基于采样值差动的母线故障分析

采样值差动在母线保护运用中对非典型故障存在灵敏度差的问题.为此,通过仿真与动态模拟试验,论述了电流差动原理,进行了复杂故障的模型、数据及原理分析,针对母线非典型故障,提出了将采样值差动保护与稳态相量差动保护相结合的解决方案.     

母线差动保护区外转区内故障再动作判据

文中根据故障时母线差动保护制动电流突变大的特点提出了保护启动判别方案,在启动之后保护连续判断3个差流采样点的幅值是否变化的特征,确定故障是区内故障或区外故障。判为区内故障时,开放差动保护,判为区外故障时,闭锁差动保护。考虑到由区外故障转换为区内故障时差动保护能够可靠动作,保护判为区外故障后需要投入差动保护的再动作判别;提出了2种基于差动电流采样值的差动保护区外转区内故障再动作方案。一种是基于差动电流采样值的再动作方案;另一种是将差动电流采样值差分处理后的差分再动作方案。     

广域保护中基于能量守恒原理的母线及输电线差动保护

提出一种基于能量守恒原理的纵联差动保护，对线路两端或母线各端的有功功率进行比较，若各端功率的和超出整定值，则判定为区内故障。在典型400 kV输电系统模型上，运用MATLAB仿真软件对所提出的原理进行了仿真验证。仿真结果表明，该方法比传统电流比率差动保护更加可靠且计算量小，因而可缩短动作时间。该方法能检测所有故障类型，适应于超高压远距离输电线路。     

一种抗通信延时及丢包的差动保护算法

提出一种基于三阶动态时间弯曲(DTW)算法的变压器差动保护算法。该方法利用差动保护两侧数据窗内的电流采样值构成最短距离矩阵,通过最短距离搜寻算法,在该矩阵内寻找到一条最短路径,将该路径所经过的局部最短距离元素的总距离的平均值作为两侧采样电流的差流。在数字化变电站由于通信原因造成数据延时及数据丢包的情况下,利用该差动保护算法,可使得区外故障时保护不误动作;区内故障时,保护可靠动作。仿真验证了不同延时状况及不同丢包率情况下,区内、区外故障时常规相量差动保护及DTW差动保护的动作性能。结果表明,DTW差动保护在抗延时性能、抗丢包性能及灵敏性上明显优于常规相量差动保护。     

高压直流输电线路电流差动保护新原理

通过分析直流系统控制特性作用下的输电线路故障特征,提出了一种新的高压直流输电线路电流差动保护原理.在分布参数模型基础上,利用两端换流站电压、电流量分别计算区内某点处两侧电流之和.区内故障时,得到的电流与故障支路电流相关,其值较大;区外故障及正常运行时,计算得到的是误差电流,其值很小.与行波保护相比,该保护能够可靠识别区内、外故障,可以在故障全过程投入,且具有可靠性高、对采样频率要求低、计算简单等优点.与现有的直流线路电流差动保护相比,该保护不受分布电容电流影响,故在暂态过程即可动作而无须等待暂态过程结束,动作速度快.仿真结果表明,在各种工况下,该保护都能灵敏、可靠地区分区内、外故障.     

一种灵敏可靠的输电线路电流差动保护判据

在对现有输电线路电流差动保护判据研究的基础上, 提出了一种归一化电流差动保护判据。在对模拟量进行归一化处理的基础上,利用归一化的模拟量相量之和作为差动量,相量之差作为制动量,进行差动比较,从而给出故障判别结果。与现有电流差动保护判据相比,在保证区外故障不误动的同时能显著提高区内故障的灵敏度。当采用故障分量进行差动比较时,该判据具有更优良的动作性能。文章从理论分析与仿真实验的角度给出了该判据的适用范围,验证了其正确性。     

超高压长线电容电流对差动保护的影响及补偿对策仿真分析

采用ATP软件建立了超高压长线模型 ,分析了超高压长线各种故障情况下 ,分布电容对分相电流差动的影响 ,并对比了采用电容电流补偿和不采用电容电流补偿的相量差动与故障分量差动原理的动作情况。仿真结果表明 ,分相电流差动在原理上完全适用于超高压长输电线路的保护 ,在各种运行工况下 ,采用电容电流补偿可以有效提高差动保护的可靠性和灵敏度 ,在同一工况下 ,故障分量差动比相量差动有更好的选择性     

超高压长线电容电流对差动保护的影响及补偿对策仿真分析

采用ATP软件建立了超高压长线模型,分析了超高压长线各种故障情况下,分布电容对分相电流差动的影响,并对比了采用电容电流补偿和不采用电容电流补偿的相量差动与故障分量差动原理的动作情况.仿真结果表明,分相电流差动在原理上完全适用于超高压长输电线路的保护,在各种运行工况下,采用电容电流补偿可以有效提高差动保护的可靠性和灵敏度,在同一工况下,故障分量差动比相量差动有更好的选择性.     

新型数字线路电流差动保护原理及其应用

提出了研究线路电流差动保护的新概念：不局限于基尔霍夫定律，直接研究区内、外短路时线路两侧电流的关系。对于采样值突变量差动继电器，在以线路两侧电流为横、纵坐标的笛卡尔坐标系中研究；对于相电流突变量差动继电器，定义线路两侧电流的相量比，在电流复平面上研究；对于差动阻抗继电器，定义差动电压与差动电流的比，在阻抗复平面上研究。上述研究手段直观，得出的继电器动作区域性能优良，不需要补偿线路电容电流。     

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。     

基于频谱比较的直流线路差动保护闭锁判据

为解决目前直流线路差动保护动作时间过长的问题,提出了一种基于频谱比较的直流线路差动保护闭锁判据。分析了差动电流的频谱特征,由分析可知区内故障时差动电流含有较多直流分量,区外故障时差动电流含有较多50 Hz和100 Hz分量,根据这一区别设计了闭锁判据。该判据能够有效识别区内、区外故障,且具有可靠性高、对采样频率要求较低等优点。基于某实际直流系统建立了EMTDC仿真模型。仿真结果表明,该判据能够在区外故障时闭锁差动保护,提高了保护的可靠性。     

采样值差动及其应用

以采样值差动为研究对象,从综述的角度运用数学方法详细地分析了采样值差动的动作判据,判别数据窗的确定以及模糊区等具体问题,以期对采样值差动的理论基础做出总结。同时,在此基础上列举了运用采样值差动抗电流互感器（TA）饱和、鉴别励磁涌流以及与故障分量相结合等特殊应用实例,以说明采样值差动与常规相量差动相比较的优势所在。文中同时给出了一些仿真与动模实验的结果。     

母线采样值差动保护数据窗选取方法研究

采样值差动保护动作行为的正确性取决于数据窗选取的准确性。文中基于电流互感器(current transformer,CT)的磁滞特性,分别对母差区内外故障情况下制动电流与差动电流瞬时值和变化率的特征进行分析,在此基础上,提出一种应用于母线采样值差动保护的数据窗选取方法:首先选取数据窗特征点,再由数据窗特征点倒推数据窗起始点,并进行了实时数字仿真(real time digital simulation,RTDS)验证。本采样值差动保护原理不受系统频率、电流非周期分量及CT传变特性等影响,在区外转区内复杂故障情况下,依然可以保证差动保护动作的快速性和可靠性,数据窗选取方法精准可靠,提高了采样值差动保护动作的灵敏性。     

基于同步相量的多端电流差动保护

随着新能源的蓬勃发展,多端输电线路的应用场景逐渐增多,多端电流差动保护应用成为最佳选择.本文提出一种基于同步相量的多端电流差动保护方法,使多端输电线路的差动保护应用具备可行性.基于IEC 61850-90-5协议,通过网络报文方式传输可路由的电气量信息,实现纵联通信数据定义的标准化.在分析同步相量特性的基础上,提出一种不依赖通道收发时延一致性的差动保护同步方法,并进一步提出基于光纤和5G无线通信的通道拓展方式,在保证差动保护可靠性的前提下,有效提高多端电流差动保护对通道的适应性,提升多端输电线路系统的供电可靠性.     

电流差动保护在柔直接入的交流电网中适应性 分析及改进措施研究

为适应新能源规模化接入电网,柔性直流输电技术应用日益广泛,我国电网已初步成为交直流混联电网。交流系统发生故障时,柔直系统提供短路电流的特征与传统同步发电机相比发生显著变化。首先分析故障特征的变化,柔直侧由于故障电流幅值受限,且负序阻抗无穷大,导致故障电流的幅值和相角与交流侧不同。分析了输电线路电流差动保护由于区内故障时两侧电流夹角增大,导致电流差动保护的动作量减少、制动量增加,导致灵敏度下降甚至拒动。在此基础上,提出了差动保护判据的改进方案：分别利用零序电流、负序电流和正序电流突变量构成辅助判据,提高区内接地故障和相间短路时电流差动保护的灵敏度,从而提高了差动保护在含柔直接入交流电网中动作的可靠性。最后,通过仿真验证了所提方案的可行性。     

超/特高压线路差动保护电容电流补偿方法

目前常用的电容电流补偿方法是基于Ⅱ模型的相量补偿法.相对于电流差动保护,故障分量电流差动保护有更高的灵敏度,目前对故障分量电流差动保护的电容电流补偿方法也使用基于Ⅱ模型的相量补偿法.分析指出,Ⅱ模型仅能比较精确地模拟发生区外故障时的线路,而对于存在区内故障的线路,用Ⅱ模型模拟线路会带来较大的误差.对于故障分量电流差动保...     

特高压长线路电流差动保护自适应电容电流补偿方法

分析了线路电流差动保护中两端各补偿一半电容电流的传统补偿方法,指出该方法在区内故障时存在受故障点影响补偿不精确、降低灵敏度的缺点.提出了一种自适应电容电流补偿方法,在保证相同的区外故障可靠性基础上,大大提高了区内故障的灵敏度.对一条1000 kV线路故障和电流差动保护进行了仿真试验,证明该自适应补偿方法的有效性和正确性,适合作为特高压输电线路电流差动保护电容电流补偿方法.