高压并联电抗器匝间保护防饱和误动方法研究

高压并联电抗器(high voltage shunt reactor,HVSR)易于在端电压突增的情况下饱和,电气特征上高抗饱和与匝间短路之间较为模糊,传统的基于零序电气量的匝间保护存在误动风险。提出一种新型高抗饱和防误动方法,针对高抗饱和误动问题,构建了基于谐波分量及直流分量的闭锁判据,防止匝间保护在高抗饱和时误动作;同时,为避免所提出的闭锁判据导致匝间保护灵敏度下降,利用高抗在故障及饱和条件下的阻抗特性差异,构建了基于绕组计算电感波动的开放判据,实现了对高抗饱和匝间短路的准确识别,且在高抗匝间短路故障与饱和同时发生时也能可靠开放保护动作。RTDS仿真结果验证了该方法的有效性。     

一种并联高压电抗器匝间保护的整定计算与校验

匝间保护是并联电抗器非常重要的一种主保护,在500 kV超高压电网中应用广泛,主要用来保护电抗匝间短路。介绍了应用于500 kV输电线路的并联高压电抗器SG R751 保护装置匝间保护的原理和零序阻抗圆的计算方法;同时介绍了匝间保护的整定计算方法和计算原理;并给出了计算实例,测算出了匝间保护动作电压的特性曲线。该方法同样适用于WDK-600 等应用了零序阻抗继电器的高抗保护装置。     

基于零序幅值比较的电抗器匝间保护

针对高压电抗器小匝数匝间保护目前存在的问题,提出了一种新的基于零序补偿电压幅值比较原理的电抗器匝间保护方案。即根据零序网络中零序电压在系统零序阻抗和电抗器零序阻抗上的分布情况,通过直接比较电抗器首端零序电压与补偿到电抗器末端中性点的零序补偿电压的幅值大小,来判别电抗器匝间故障。动模实验表明,该方案原理简单直观,灵敏度高,受系统运行方式变化的影响较小。     

PT断线后电抗器匝间保护新判据EI北大核心CSCD

电抗器在电压互感器(potential transformer,PT)断线后均采取闭锁匝间保护的策略,容易造成故障范围的扩大。该文分析电抗器PT断线时零序阻抗计算的方法,研究电抗器区外故障和匝间故障时首末端故障电流的特点;在此基础上提出基于零序阻抗和故障电流特征的PT断线后电抗器匝间保护新判据,并在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台上验证理论分析的正确性。该判据完善了现有电抗器保护方法。最后在动模实验室建立线路电抗器系统模型,动模仿真结果验证了理论分析计算的正确性。     

WDK-600微机电抗器保护装置匝间保护原理分析

匝间保护是并联电抗器保护的主保护之一,可有效反应并联电抗器内部的匝间短路故障.WDK-600微机电抗器保护装置采用由电抗器高压零序电流、零序电压组成的零序阻抗继电器,弥补了以前阻抗补偿原理存在过补偿和欠补偿,补偿度难整定的不足.通过零序功率方向保护与零序阻抗保护的对比,介绍了WDK-600装置匝间保护的特点、基本原理、动作判据,不仅定性地分析了故障类型,而且从定量的角度分析了故障特征,为日后现场调试匝间保护提供借鉴作用.     

WDK-600微机电抗器保护装置匝间保护原理分析

匝间保护是并联电抗器保护的主保护之一,可有效反应并联电抗器内部的匝间短路故障。WDK-600微机电抗器保护装置采用由电抗器高压零序电流、零序电压组成的零序阻抗继电器,弥补了以前阻抗补偿原理存在过补偿和欠补偿,补偿度难整定的不足。通过零序功率方向保护与零序阻抗保护的对比,介绍了WDK-600装置匝间保护的特点、基本原理、动作判据,不仅定性地分析了故障类型,而且从定量的角度分析了故障特征,为日后现场调试匝间保护提供借鉴作用。     

基于零序差动阻抗的输电线路保护新原理研究

针对现有的输电线路光纤纵联差动保护原理易受分布电容电流影响较大,且要求线路两端信息的严格同步的问题,研究了一种基于双侧信息的零序差动阻抗保护原理。给出了零序差动阻抗的定义为线路两端零序电压与零序电流比值之和。由理论分析可知区内故障时零序差动阻抗为两侧系统零序阻抗和的负值,阻抗位于第三象限,区外故障时零序差动阻抗为线路的阻抗,阻抗位于第一象限。根据零序差动阻抗的阻抗角构成保护判据。在PSCAD中搭建模型进行仿真实验,实验结果表明,零序差动阻抗保护原理不受对地电容电流和过渡电阻的影响,适用于带并联电抗器补偿的线路和弱馈电系统,并不要求两侧信号严格同步。     

融合零序电流衰减直流分量的矿山电网接地选线

矿山高压电网单相接地故障中零序电流的衰减直流分量对选线的速度与准确度均有很大影响。为此,在深入研究单相接地低频暂态过程的基础上,结合最小二乘矩阵束算法提出了融合衰减直流分量与有功分量的零序电流低频暂态综合幅值判据。该判据不仅可在一定程度上降低衰减直流分量对选线保护动作速度的影响,而且能显著扩大故障与非故障线路判据特征量之间的差别,有效提升选线的准确度。大量基于PSCAD/EMTDC的典型故障实例仿真验证了该判据的正确性。     

基于故障分量正序、负序和零序综合阻抗的线路纵联保护新原理

提出了故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的概念。发生区外故障时,故障分量正序综合阻抗等于线路正序容抗,负序综合阻抗等于线路负序容抗,零序综合阻抗等于线路零序容抗,数值较大;被保护线路上发生区内故障时,故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗分别反映系统和线路的正序、负序和零序阻抗,数值较小。根据该特征,可以区分线路上是否发生故障,据此提出了基于故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的纵联线路保护原理,不需对电容电流进行补偿,灵敏度高,不受过渡电阻的影响,整定原则明确,定值裕度大。     

强磁弱电环境下序分量方向的综合判据及其仿真

在强磁弱电环境下的纵联零序方向保护有可能误动。考虑到双回线互感一般仅对零序分量产生明显影响,同时注意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通常大于零序电压这一特点,提出了基于负序分量补偿的方向保护综合判据。判据进行了周密的实用化考虑,利用故障后负序电压与电流的相位关系来判别故障反方向,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,由该负序分量把关的纵联零序方向保护在强磁弱电环境下,能够可靠判别故障方向,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。     

一种抽能型高抗的抽能绕组匝间短路保护方案研究

抽能型高压并联电抗器,简称抽能高抗,实质是一台由网侧绕组和抽能绕组构成的空心型变压器,属于一种既能吸收系统多余无功也能提供站用电源的新型电抗器。目前,工程上通常采用抽能绕组过电流或零序过电流保护反映抽能绕组的匝间短路故障,存在着选择性差、动作时间长等不足。因此,提出一种新型的抽能绕组匝间短路保护方案以解决这一问题,即综合采用抽能高抗网侧绕组的电压和电流以及抽能绕组环内电流等电气量,由区外异常判据、铁芯饱和判据和自产零序过流判据以逻辑相与的方式共同构成。RTDS仿真实验表明,该保护方案,既能保证在各种非区内故障工况下可靠不动作,又能灵敏反映抽能绕组4%匝以上的匝间短路故障,并将保护动作时间缩短至50 ms左右,解决了以往抽能绕组匝间短路保护方案选择性差、动作时间长等问题。     

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。     

适用于新能源并网变压器匝间故障识别的新判据

为增加功率输送能力,新能源并网变压器采用两电压等级三绕组、接线形式为星角角的变压器。变压器在低压侧发生匝间故障时,差动保护灵敏度不足,同时变压器空载合闸于匝间故障时,涌流闭锁判据会闭锁差动保护,延长故障切除时间。基于星角角接线型式的新能源并网变压器零序等值回路,文中通过建立零序节点电压方程,利用区外故障及匝间故障节点电压方程特征构建匝间故障识别判据,该判据与差动保护原理相比,不受励磁涌流的影响,具有较高的可靠性及速动性。文中利用实时数字仿真系统(RTDS)进行故障仿真,验证新判据的有效性及可靠性,发现采用新判据能够可靠灵敏地识别变压器匝间故障,弥补差动保护的不足。     

TCT式并联电抗器控制绕组匝间故障保护方案

基于对晶闸管控制变压器(TCT)式并联电抗器的本体结构和控制绕组匝间短路故障特性分析,提出一种针对其控制绕组匝间故障保护的新方案。该方案综合利用控制绕组匝间故障时网侧零序电压低、补偿绕组零序电流大的特点,采用主判据和辅助判据相结合的方式,主判据采用零序过电流保护元件,采取两段式的整定方式以兼顾匝间故障下保护的灵敏度和容量调节过程中的可靠性;辅助判据由网侧零序高电压闭锁元件构成,并增加闭锁判据,保证TCT式并联电抗器在系统非全相运行、区外不对称故障、电抗器空投、容量调节等暂态过程中保护可靠不误动。基于仿真测试结果确定了所提方案的具体整定方法,并对灵敏度进行了校验,分析计算的结果证明了所提方案的可行性和有效性。     

基于Spearman相关系数法与有功分量法的高阻接地故障选线方法研究

电力系统中的谐振接地系统发生高阻接地故障时,由于消弧线圈和高阻抗的存在使得故障信号微弱,造成故障选线较为困难,从而危及电力系统的安全运行和电能质量。因此,电力系统的故障选线尤为重要,故提出一种基于Spearman相关系数与有功分量相结合的故障选线方法。首先通过分析线路之间零序电流的幅值,利用零序电流最大值判据判断出母线故障或线路故障,若判断故障为线路故障,再利用零序功率最大值判据初步确定出故障的线路,最后通过Spearman相关系数法分析线路零序功率波形间的相关性来确定出具体发生故障的线路。经PSCAD/EMTDC仿真验证该方法原理清晰,选线逻辑简单可靠且不受故障距离与过渡电阻的影响。     

高压电抗器匝间保护误动原因分析

针对某500kV新建开关站母线高压电抗器空投试验时,电抗器的匝间保护快速动作出口跳闸的事件,根据保护装置报文和录波分析,发现空投试验时产生直流分量导致零序电流引起匝间保护误动,分析了直流分量导致零序电流增大、零序阻抗减小引起匝间保护误动的原因,并提出了采取抬高零序电流启动门槛值、延长保护动作时间的防误措施。     

基于故障分量的分相阻抗差动保护新原理

提出了一种基于故障分量的分相阻抗差动保护新原理.该原理分别提取线路两端保护安装处的故障分量进行阻抗计算,然后利用这2个阻抗之差构成阻抗差动判据.该原理无需进行采样数据同步处理,耐受电容电流和过渡电阻的影响.电流幅值差动保护判据以线路两侧的电流幅值差为动作量,幅值和为制动量,在发生电压互感器断线时,可作为阻抗差动保护判据的补充判据.仿真结果验证了该原理的正确性和有效性.     

六相输电线路的纵联方向保护方案

在典型的六相输电系统中，半正序、半零序和半负序故障分量不受系统阻抗变化的影响。文中提出了基于上述3种故障序分量的方向保护判据，并且将其综合在一起，构成了一种适用于六相输电线路的纵联方向保护方案。该方案能够根据故障的特性自动选择方向判据，并且能够反映除六相短路以外的所有故障。补充正序突变量判据以后，该方案能够判别六相短路故障。EMTDC仿真结果表明，该纵联方向保护方案不受系统阻抗和故障点过渡电阻的影响，原理简单、可靠，动作速度快。     

基于零序电流的超高压自耦变压器相位比较纵联保护的研究

零序电流差动保护对接地故障灵敏度高,动作电流与变压器调压分接头无关,受励磁涌流影响小,原理简单等优点,在超高压自耦变压器保护上得到广泛应用。但零序电流差动保护由于反应自耦变压器三侧零序电流的相量和而动作,受电流互感器饱和影响较大,不易整定,在区外故障切除时常常导致保护的误动。据此提出"基于零序电流的超高压自耦变压器相位比较纵联保护方案"。该方案比较自耦变压器两侧保护处零序电流相位,根据相位相同或相反作为故障判据来区分自耦变压器内部故障或外部故障。动模试验数据和数字仿真验证结果表明,该方案具有对超高压自耦变压器接地故障灵敏度高,选择性好,能够正确反应自耦变压器各种轻微匝间故障,保护判据均不受零序电流非周期分量和故障侧电流互感器(CT)饱和深度的影响等优点。