新型同杆并架双回线故障选相方案研究

从同杆并架并架双回线跨线故障和单回线故障的不同电气特征出发,分析了现有的主要选相元件在同杆并架线路发生跨线故障时所存在的问题,提出了基于跨线故障识别的同杆并架双回线故障选相的新方案。系统发生故障后,保护首先根据故障后的零序电流和零序电压,正负序电流之间的关系等特征判别故障性质(跨线或者单线故障),单回线故障和跨线故障采用不同的选相方案。可以有效地解决发生跨线故障时突变量选相元件和稳态选相元件存在的误动或者拒动的问题。     

基于同杆双回线跨线故障识别的选相方案

从同杆并架双回线跨线故障的特征出发,分析了现有主要选相元件在同杆并架线路发生跨线故障时存在的问题,提出了基于跨线故障识别的同杆双回线故障选相的新方案。系统发生故障后,选相元件首先根据故障后的零序电流、零序电压、正负序电流之间的关系等特征识别故障性质,针对双回线的跨线故障采用特殊的选相方案。可以有效地解决发生跨线故障时突变量选相元件和稳态选相元件存在的误动或者拒动的问题,提高了电力系统安全稳定运行和输电可靠性。     

基于故障类型的零序方向元件

输电线路发生接地故障时，可能因零序电压不满足灵敏度要求，而导致零序方向元件误动或者拒动。针对上述问题，本文通过分析零序电压和故障相电压之间的相位关系，提出了一种新的基于故障类型的方向元件。当零序电压低于门槛值时，依据选相结果，该元件采用保护安装处故障前的故障相电压代替零序电压，进行零序功率方向判别。经现场故障数据验证，该元件正确、可靠，已应用于750kV线路微机保护装置。     

消除STATCOM对线路距离保护影响方法的研究

从理论上分析了STATCOM对距离保护测量阻抗的影响,STATCOM的装设使测量阻抗中产生了一个附加阻抗,会使阻抗继电器出现欠范围拒动和超越动作的行为。建立了包含STATCOM的双机保护系统模型,并对不同故障类型和不同补偿度时距离保护的误动进行了仿真,结果表明STATCOM的补偿度越高,距离保护发生误动的情况越严重。根据故障时保护安装处电压幅值的大小与故障点的位置远近有关,提出了故障位置识别的判据及消除距离保护误动的方案,通过判断故障回路是否包含STATCOM而自适应的调整测量阻抗,若故障回路中包含STATCOM,则在原测量阻抗的基础上减去附加阻抗,再与定值进行比较,否则将测量阻抗直接与定值进行比较。对各种故障情况进行仿真验证,结果表明所提方法可以有效地消除距离保护的误动,提高保护的可靠性。     

消除STATCOM对线路距离保护影响方法的研究

从理论上分析了STATCOM对距离保护测量阻抗的影响,STATCOM的装设使测量阻抗中产生了一个附加阻抗,会使阻抗继电器出现欠范围拒动和超越动作的行为.建立了包含STATCOM的双机保护系统模型,并对不同故障类型和不同补偿度时距离保护的误动进行了仿真,结果表明STATCOM的补偿度越高,距离保护发生误动的情况越严重.根据故障时保护安装处电压幅值的大小与故障点的位置远近有关,提出了故障位置识别的判据及消除距离保护误动的方案,通过判断故障回路是否包含STATCOM而自适应的调整测量阻抗,若故障回路中包含STATCOM,则在原测量阻抗的基础上减去附加阻抗,再与定值进行比较,否则将测量阻抗直接与定值进行比较.对各种故障情况进行仿真验证,结果表明所提方法可以有效地消除距离保护的误动,提高保护的可靠性.     

一种新型振荡中故障选相元件

振荡中故障准确选相是有选择切除故障和确保距离保护正确动作的前提。在分析现有振荡中选相元件需开放条件配合,导致出口延迟,且易出现误选,进而导致距离保护误动的基础上,提出了一种新型选相元件,此元件首先利用零、负序故障分量进行故障分区,在分区的基础上改变目前采用阻抗确定故障相的做法,而采用Clark变换,分别通过α,β模量信息进行故障选相。此选相方法充分发挥了零、负序故障分量以及模量变化在振荡期间不涉及相量偏移带来计算误差等优势,有效避免了阻抗选相在振荡中的弊端。文中给出了基于RTDS动模仿真数据的测试结果,理论和测试表明:此方法在振荡期间能够可靠、快速、准确地区分故障类型。     

两种方向距离继电器的动作特性

研究了以“距离测量电压”为基础构成的两种距离继电器：方向距离继电器和多相补偿距离继电器。通过分析当保护安装处背后发生单相和两相接地故障时其非故障相元件的动作行为，指出了以距离测量电压为基础构成的距离元件存在的问题。解决的办法有两种：在满足一定条件时用零序功率反方向元件闭锁可能误动的元件；对于微机保护可采取先选相后测量的方法。     

新型阻抗选相方法

针对现有阻抗选相方法存在的误选相问题,提出了一种适用于微机保护的新型阻抗选相方法。该方法利用了单相测量阻抗、相间测量阻抗以及故障前负荷阻抗负荷状态下阻抗继电器的测量阻抗的幅值大小关系以及3个单相测量阻抗的相位关系进行比较。仿真计算表明,新的阻抗选相方法在高阻接地、弱馈等故障情况都有很好的选相能力,适于作为线路保护稳态故障选相元件。     

针对新能源场站送出线两相短路的负序阻抗重构距离保护

受逆变器控制策略影响,逆变型新能源场站短路电流呈现幅值受限和相位受控特性。新能源场站送出线路及其下级线路发生两相短路故障时,送出线路逆变侧距离保护存在拒动和误动风险。文中提出适用于逆变电源的负序阻抗重构策略,使新能源场站在两相短路故障期间能够表现出恒定的负序阻抗角。在负序阻抗重构策略的配合下,附加阻抗角能够通过本地测量值准确求取,根据所求附加阻抗角自适应调整距离保护动作区域,提出负序阻抗重构距离保护方案。所提保护方案能够有效避免逆变侧距离保护在区内外非金属性两相短路故障下的拒动和误动,适应不同的新能源场站无功支撑策略。测试结果表明所提保护方案可以准确识别区内外非金属性两相短路故障。     

基于超高压自耦变压器中性点零序电流的方向比较 纵联保护的研究

随着电力系统向超高压方向发展,自耦变压器容量越来越大,而其零序阻抗越来越小,导致保护上虽然零序电流达到定值。但零序电压很小,不满足灵敏度要求,零序方向元件误动和拒动,从而零序方向纵联保护无法投入。但超高压自耦变压器中性点所产生的数值很大的零序电流的作用一直被忽略,没有被有效利用。据此提出利用自耦变压器中性点零序电流来代替保护上两侧零序电压的基于自耦变压器中性点零序电流的方向比较纵联保护方案。该方案以自耦变压器中性点零序电流为参考量,与两侧保护处的零序电流进行比相,以两者相位差作为方向判据,判断自耦变压器两侧故障方向,进而根据纵联方向比较原理比较两侧故障方向来易区分内部故障和外部故障。该方案能够消除保护处零序电压对零序方向元件方向判据的不利影响,有效地解决了目前保护处零序电压太小而引起的传统零序方向纵联保护拒动和误动的难题。经动模实验数据和数字仿真验证了该方案对接地故障具有灵敏度高,选择性好,能够正确地反应变压器各种轻微匝间故障,判据不受故障侧电流互感器(CT)饱和影响等优点。     

基于噪声估计的自适应快速距离保护

继电保护滤波算法的速度和滤波能力间的固有矛盾阻碍了传统继电保护动作速度的进一步提高.提出了一种基于噪声估计的自适应快速距离保护,通过实时检测故障信号的噪声水平来估计滤波算法的误差,并根据误差大小自动调整距离保护的动作门槛,以此获得最佳的动作速度.该保护已在某数字式高压线路保护装置中获得应用.该装置的动模试验结果表明,所提出的自适应快速距离保护可以有效地防止区外故障时的超越,同时在区内故障时具有很快的动作速度.     

基于采样值相关法的双回线无通道保护

为了在平行双回线上实现利用单端电气量的全线速动保护,提出了一种基于故障电流相关度的无通道保护新原理,它通过比较双回线同端2条线路上的故障电流相关度的方法来判断是否为区内故障,同时和电流幅值相配合,构成无通道全线速动保护.该无通道保护可以快速、可靠地加速区内故障保护动作.通过ATP仿真,论证了所提出判据的可行性.     

电子式电流互感器对距离保护的影响及应用

分析了电流及电压互感器误差对距离保护造成的影响,说明电流及电压互感器的误差将引起距离保护阻抗测量的精确度降低,导致保护区缩短等问题。在此基础上,总结了传统的解决电流互感器误差及饱和问题的基本方法,如增大互感器变比,减小电流互感器的二次负荷,采用比相原理,增大数据窗等。但由于传统电磁式电流互感器存在的固有缺陷,很难从原理上根除其对线路保护造成的隐患。随着微机、光纤等技术的发展,新出现的电子式电流互感器是集电子技术和光学技术为一体的新型光学电流互感器,其高精度、高可靠性、宽频带、无磁饱和问题、抗干扰能力强等特点,决定了它将逐渐成为传统电磁式电流互感器的替代品。因此该文提出了采用电子式电流互感器作为距离保护的测量元件的建议,论证了采用光学电流互感器对距离保护起动元件、选相元件、阻抗元件及其他功能元件等带来的优越性。分析表明,电子式电流互感器将大大提高距离保护各元件动作准确率和可靠性。     

基于R-L模型误差的自适应距离保护

为了描述R-L模型的准确性,提出了R-L模型误差的概念.仿真显示,R-L模型误差与测量电抗误差有明确的关系.目前基于R-L模型算法的距离保护一般采用反时限动作特性,针对其保护范围的开放很保守、不利于中远端故障快速切除的缺陷,提出了基于R-L模型误差的自适应距离保护.故障后,实时计算R-L模型误差,并根据R-L模型误差与测量电抗误差的关系自适应地调整电抗值.仿真结果表明,所提出的自适应方案能有效防止暂态超越,并能显著提高末端故障时的动作速度,整体性能较反时限动作特性距离保护有了很大提高.     

基于工频量补偿算法的长线距离保护

特高压长线路的分布参数特性使传统距离保护的测量阻抗不与故障距离成正比,容易造成保护的超越或拒动.文中分析距离保护正确动作的条件:测距误差不大于故障距离与整定距离之差,提出将保护安装处的电流、电压补偿到距离Ⅰ段末端测距.仿真表明,该算法提高了距离Ⅰ段末端的测距精度,符合保护正确动作的条件,使保护正确动作.     

LFP系列接地距离保护反向故障误动分析

通过对LFP系列接地距离保护在反向故障时动作情况的分析，提出其原理上存在的缺陷，并给出了解决对策。     

超导故障限流器接入电网后单相接地短路距离保护整定的改进措施

当电力系统发生单相接地短路时,超导故障限流器的接入会对其继电保护尤其是距离保护产生很大影响,以电阻型超导故障限流器接入电网为例,首先分析系统发生单相接地短路时限流器的接入对接地距离保护的影响,然后提出一种新的距离保护整定方法,最后采用PSCAD/EMTDC软件搭建模型仿真分析,结果表明在新的整定方式下,测量阻抗误差大大降低,超导故障限流器可以与线路距离保护正确地配合使用。     

一种改善距离保护动作特性的方法及其应用

以正序电压极化为原理的方向阻抗继电器,广泛运用于线路距离保护中;然而由于原理及处理过程复杂,动作性能有缺陷。文中分析了其工作原理及缺陷,提出了一种改进型方案,即采用复合电压极化的方向阻抗继电器,并对距离保护的各元件作了优化,改善了动作特性,特别是出口处正反方向对称故障的动作特性。通过理论分析试验对比,提高了动作正确率及出口时间。基于此开发了一套线路66 kV线路距离保护测控装置,通过了数动模试验,并在现场投入运行,显著改善了运行性能。     

含统一潮流控制器线路的自适应距离保护研究

介绍了统一潮流控制器（UPFC）的工作原理,分析了故障状态下UPFC对测量阻抗的影响,提出了接地短路的自适应保护和相间短路的自适应保护两种自适应解决方案,并进行了试验验证。结果表明两种方案在短路故障后均能使保护正确动作,克服了在含UPFC装置的后端线路发生故障时传统的距离保护可能拒动的影响,使得距离保护能正确反映各短路...     

双馈风电场短路电流特性对距离保护的影响及保护策略研究

目前双馈风机短路电流特性对风电场送出线距离保护的影响以及相关的研究,一般是在计及Crowbar保护动作后的基础上进行的,少有考虑到计及转子侧变流器(RSC)控制后的DFIG短路电流特性对距离保护的影响。基于此,分析了计及Crowbar保护动作后和计及RSC控制两种运行工况下双馈风机的短路电流特性之间的差异。在此基础上,解析推导了计及Crowbar保护动作时的转速频率分量、计及RSC控制时的暂态自然分量对全周傅里叶算法产生的计算偏差表达式。进而分析双馈风电场提供的短路电流对传统距离保护的影响,并提出了故障后适用于两种运行工况下的时域距离保护。最后在Matlab/Simulink平台上搭建并网双馈风机电磁暂态仿真模型。仿真分析了计及Crowbar保护动作和计及RSC控制两种情况下,传统距离保护和时域距离保护的动作特性。