用检查负荷电流的自动重合闸装置防止单相重合于永久性故障后系统失稳

在输电线路发生单相接地故障跳闸后,检查线路健全相有无负荷电流可以判别故障是瞬时性的还是永久性的。如为瞬时性故障,则发电厂侧开关重合,否则不重合。这样,发电厂机组就可以避免连续遭受故障冲击,从而防止单相重合闸失败后的系统失稳。本文介绍了检查负荷电流的自动重合闸装置的设计思想、原理接线、整定原则,并对装置的可靠性进行了分析。     

750kV电压等级发电机出口开关单相重合闸可行性研究

2台600 MW发电机组所发电能通过单回750 kV线路送出,当发生线路单相故障时,系统内产生的负序电流对发电机影响极大。通过负序电流对发电机转子影响的分析计算,论证了发电机出口开关单相重合闸的可行性。     

一种提高超高压输电线自动重合闸成功率的方法

在超高压（EHV）输电线运行中采用单相重合闸以提高系统的可靠性和稳定性。为利于故障点灭弧，提高单相重合闸的成功率，一般采用并联电抗器加中性点电抗器的接线方式。计算和分析表明：中性点电抗器使断开相处于低电压状态，有利于灭弧，但不利于判断线路的绝缘水平，造成重合于故障线路。在中性点电抗器与地之间装设接地开关，在重合闸之前合上此开关，根据断开相电压值可有效判别线路故障的性质和绝缘水平，可防止重合于故障线路，提高重合闸的成功率。     

关于超高压输电线路的潜供电流研究

阐述了输电线路一旦发生单相接地故障后,断路器会立即单相跳闸,潜供电弧能否快速熄灭是断路器顺利完成单相重合闸的关键因素。通过理论分析和仿真计算分别研究了不同故障发生位置、高压电抗器和线路长度下输电线路潜供电流的特性,最后以500 k V龙城输变电系统为例,计算潜供电流,并给出了单相重合闸时间的推荐值。     

中性点直接接地系统的相控重合闸研究

重合闸是区分永久故障和瞬时故障的有效方法,但重合于永久故障又会对电力系统造成很大的冲击。为减小重合电流的峰值和持续时间,针对中性点直接接地系统的特点,分析了重合闸时电流的特点,提出了一种相控重合闸策略,即在特定的电压相位先依次进行单相重合,利用电流参数快速辨识算法计算出重合电流的周期分量幅值,并与整定值进行比较以判断是否存在接地故障,然后再依次进行两相同步重合,判断是否存在相间短路故障;并提出利用真空触发开关实现相控重合闸的快速重合器方案。仿真结果表明,提出的重合闸策略能明显降低重合电流峰值和持续时间,判断出故障性质。     

220kV线路断路器重合失败故障原因分析及处理

某风电场220kV线路发生瞬时单相故障后,线路保护单相跳闸,重合闸出口,断路器重合失败,通过分析保护装置及变电站后台监控系统的记录信息,结合线路保护装置的传动试验,确定故障原因为断路器本体合闸油压闭锁微动开关误动造成重合失败。指出高寒地区易产生油压问题导致断路器误动,对此提出了油压整定原则。     

特高压长线路单相自适应重合闸的新原理

实现自适应重合闸的方法已经很多,但是将输电线贝瑞隆模型应用其中的,国内外还没有见到,因此提出了基于贝瑞隆模型的特高压长线路单相自适应重合闸的新原理。具体方法是在单相重合前,保护使用贝瑞隆模型计算线路故障点两侧的电流,进而求出故障点处的潜供电流,然后根据其有无,来区分线路是永久性故障还是瞬时性故障,从而达到避免重合于永久性故障的目的。通过仿真表明,该原理区分度大,耐受过渡电阻能力强,并且对测距精度不敏感。因为线路越长,电压越高,输电线故障后潜供电流越大,所以该原理在特高压长线路上具有较强的实用价值。     

某水电厂500kV系统线路-主变中间开关重合闸见解分析

某水电厂500kV高压输电线路采用3/2和4/3联合接线方式向外输电,主要针对特殊运行方式下,该电厂500kV线路-变压器中间开关重合闸的保护方式进行分析,虽然其具有较高的保护可靠性和供电稳定性,但该方式使用的设备多,二次接线复杂,给设备运行操作中投退自动化装置、维护继保装置带来不便。特别是对于线路-变压器中间开关保护重合闸的来说,主变故障时,不许中间开关重合于故障主变。若该中间开关单相重合闸保护退出,则在线路发生单相故障时,可能导致该中间开关三相不一致运行,对发变组和电力系统运行均会造成严重危害。对此进行分析,提出改进方法,保证发变组、电网稳定运行。     

特高压交流输电线路单相重合闸无故障识别电压电流组合判据

为实现特高压输电线路单相重合前无故障判别,分析了不同情况下带并联电抗器的特高压线路单相故障时断开相的电压和并联电抗器电流的幅值及频率特征,提出了利用Prony算法提取断开相电压和并联电抗器电流的主要低频分量频率及幅值信息作为组合判据。结果表明:故障未消失时,断开相电压和电抗器电流无自振低频分量,仅有工频周期分量;而故障消失后,断开相电压和并联电抗器电流存在工频和自振低频2种周期分量。电抗器补偿度对断开相电压及电抗器电流的幅值影响较大,但自振低频分量频率由线路固有参数决定,因此利用电压量和电流量作为综合判据避免了以单一电气量幅值判别可靠性低的不足。通过大量的ATP仿真验证了该判据能够实现重合前无故障的可靠识别,且判据基本不受系统运行状态及故障条件的影响,有利于提高带并联电抗器线路单相重合闸的重合成功率。     

远距离输电线路不同位置单相短路故障对比研究

为了研究远距离输电线路不同位置单相短路故障对发电机及线路电气量的影响,利用PSD-BPA系统分析软件对输电线路在不同位置发生单相接地短路故障进行了仿真研究,得出了发电机功角、转速及线路电流的变化情况,重点对不同长度输电线路不同位置发生短路时的线路冲击电流特征进行了对比研究。结果表明,线路不同位置发生单相突然短路故障时,短路后线路的最大冲击电流与稳态电流的比值从首段至末端呈先减小后增大的变化规律,利用短路后线路电流最大冲击值与稳态值的比值,可快速有效地判断短路故障发生位置,为线路故障定位分析提供了必要参考。     

5V/90A全砖体积DC/DC模块电源研制

为提高低压大电流DC/DC模块电源同步整流电路的利用率,解决宽范围输入电压等问题.提出了新的Boost+Full-bridge犁两级拓扑结构:第1级足由单相或者多相Boost构成的调压电路.将输入的宽范围电压升至某个值;第2级是50%占空比的全桥电路,将中间总线电压变换至电源输出电压,输出电压信号经隔离反馈网络得到调节第1级电路占空比的控制信号,从而使系统实现闭环控制.为了验证该拓扑结构的性能,将其作为24V额定输入、5V/90A输出模块电源的主电路拓扑,制作了全砖体积(117mm×56mm×12mm)实验样机.结果证明该拓扑具有低损耗、低EMI等特性,非常适用于低压大电流输出场合.     

消弧线圈接地装置及其在变电站设计中的应用

随着供电网络的发展,特别是电缆线路日益增加,使得系统单相接地电容电流不断增加,导致电网在单相接地故障时,电容电流过大,无法自动灭弧。是否设置及如何使用消弧线圈,完全取决于系统的动态对地电容,适用性、可靠性和先进性成为选择消弧装置的主要依据。文中不仅简单介绍了国内目前流行的几种消弧线圈的工作原理及其特点,还着重介绍了中压配电网接地电容电流的计算和实测方式、消弧线圈的布局规划和容量计算方法。最后,对接地变和消弧线圈系统的设计提出了自己的一些建议。     

基于多尺度小波判据和时频特征关联的电缆早期故障 检测和识别方法

电力电缆早期故障主要为单相短路接地故障,为避免其发展成永久性故障,需要对电缆早期故障进行检测和识别。通过对比不同扰动源引起电缆过流的各相电流特性,利用多尺度小波变换提取电缆早期故障电流的特征量,以故障电流的高频细节系数、低频近似系数和模极大值组成复合判据,检测电缆过流的暂态过程。构建电缆早期故障的时频特征向量,利用灰色关联分析得到待测故障电流与标准电缆早期故障电流的关联度,以识别电缆早期故障。最后,利用PSCAD/EMTDC构建电缆线路模型,通过仿真分析验证了该方法的正确性。     

柔性低频输电系统的主变稳态负序差动保护

为了解决常规纵差保护难以适用于低频系统的问题,通过分析低频系统的序分量抑制策略,并根据低频系统故障进入稳态后单侧有负序注入的特征,提出一种基于稳态负序分量的主变差动保护方法。为防止该差动保护在区外故障时因电流互感器饱和出现误动,通过对比分析三类制动电流计算方式的制动性能,得到了差动保护的制动方程和制动系数。为解决励磁涌流、电流互感器断线可能导致误动的问题,提出了相电压突变量的差动保护开放条件。仿真分析表明,该方法能够灵敏反映区内金属性故障及轻微故障,在区外故障伴随电流互感器饱和时有可靠的制动裕度。     

直流牵引系统馈线微机保护装置

直流牵引系统馈线远端非金属性小短路电流故障是直流牵引系统馈线保护的难点。文中阐述了电流变化量保护原理,分析了牵引馈线远端经电阻短路和电弧短路故障电流的变化特征;提出采用电流变化率为启动元件电流增量检测的主保护判据,并针对电弧故障电流变化特征提出电流增量辅助保护判据,两者相结合实现直流牵引系统馈线保护方案;详细分析了不同情况下保护判据的动作特性及整定原则;以该保护方案为基础研制开发了馈线微机保护装置,并通过了保护测试与现场试验。     

稳态量分相电流差动保护判据制动特性的改进

定义了区内故障穿越电流。对穿越电流的研究显示,传统稳态量差动保护区内故障时的保护灵敏度受负荷电流影响大,带过渡电阻能力与故障点位置相关。通过在制动特性中引入穿越电流,提出了一种改进的稳态量电流差动判据。理论分析表明:改进判据与传统稳态量差动保护判据区外故障的安全性完全相同,但改进判据在区内故障的灵敏度以及带过渡电阻能力大大提高了。对一条750kV线路故障和保护的仿真试验,证明了改进判据的上述优越性,是一种比较理想的超特高压输电线路电流差动保护判据。     

采用电流突变量夹角余弦的直流电网线路纵联保护方法

直流线路的保护是多端柔性直流电网发展面临的关键问题之一。文中针对现有纵联电流差动保护存在的问题,提出了一种采用电流突变量夹角余弦值的纵联保护方法,它利用线路两端电流突变量计算夹角余弦值从而进行区内、外故障判断。区内故障时,线路两端电流突变量方向相反,夹角余弦值为负值;区外故障时,线路两端电流突变量方向相同,夹角余弦值为正值。保护方法采用改进电压梯度法快速启动,并利用正、负极电压比值来识别故障极。仿真表明,所提出的保护方法不仅可以可靠识别区内、外故障,同时具有较强的耐过渡电阻能力且不易受线路分布电容电流的影响。     

改进的配电网相间短路故障定位隔离算法

分析了目前配电网相间短路故障定位和隔离算法中存在的一些问题(如末端故障不能定位、线路上的多重短路不能全部准确定位等)后,利用电网网络拓扑关系和电流幅值大小、潮流方向性提出了一种配电网相间短路故障定位和隔离改进算法,可实现各种相间短路故障定位和隔离。各种相间短路故障的模拟证明了该算法的正确性。该算法原理简单,运算量小,计算速度快,能够满足在线应用的要求。     

Detection of and protection for internal low-current winding faultsin overhead distribution transformers

Changing protection practices for overhead power distribution transformers involves mounting the arrester on the transformer tank and using lightning-surge-tolerant fuses to provide protection. Concerns about protecting transformers against low-magnitude internal winding faults as a result of this practice are addressed in this paper. An analysis of a high-power test involving primary and secondary winding faults is presented. The magnitude, duration, and “signature” of the winding faults are determined and categorized. An analysis of the response of surge-tolerant fuses shows that they often will not detect low-current winding faults before they propagate to the available system fault current. Testing also demonstrated the performance of current-limiters to effectively reduce the available system fault current, thereby minimizing stress to the transformer. The use of current limiters is recommended with surge-tolerant fuses. The pressure rise in the tank for primary winding faults is mainly caused by low-fault current and, when protected with current limiters, the relief device easily vents the gases. The pressure rise for secondary winding faults is more rapid and can exceed the capability of the relief device to limit the overpressure     

基于采样值相关原理的变压器保护方案

为提高变压器微机保护性能,提出一种基于采样值相关度的变压器差动保护新方案,利用变压器两侧电流的采样值波形的相关度来有效识别变压器内部故障和外部故障,利用相关原理提取等效瞬时电感变化规律来区分励磁涌流和匝间短路故障。动模实验表明新判据能够快速、可靠地判别变压器内外部故障和励磁涌流。由于借鉴了常规比率差动的定值整定思想,使得新判据定值的整定简单易行,同时基于这种方法的判据对频率偏移和谐波的影响也有一定的抵御能力,在工程中具有良好的实际应用价值。