小电阻接地系统零序电流Ⅱ段保护整定策略研究

小电阻接地系统发生接地故障时,各级零序电流保护动作切除接地故障,该故障电流包括短路电流和电容电流,在整定零序电流Ⅱ段保护定值时必须考虑电容电流对10 kV线路零序保护和主变低后备零序定值的影响.利用图示说明10 kV线路发生单相接地时电容电流和故障电流的流向,定性地计算10 kV线路发生单相接地时,线路零序保护和主变低后备零序电流保护获得的故障电流的大小,为主变低压侧零序电流Ⅱ段保护和10 kV线路零序电流Ⅱ段保护的定值配合提供参考数据.     

考虑多DG接入的配电网自适应电流主保护方案

为解决多个分布式电源（DG）接入配电网后保护装置拒动、误动、灵敏度低的问题,提出了一种考虑多DG接入配电网的自适应电流主保护方案。首先建立PQ控制的IIDG模型,分析多DG接入影响。然后根据故障复合序分量的关系,求解在线路不同位置发生两相短路、三相短路故障时各保护安装处的正序电流,提出改进的自适应Ⅰ段电流保护方案;并基于不超过下级线路Ⅰ段电流保护最大保护范围提出改进的自适应Ⅱ段电流保护方案。最后在PSCAD上搭建含多DG的10kV配电网模型,仿真验证了所提方案不仅能够保护线路全长,且具有较高的灵敏度与可靠性。     

10kV多分支线路短路故障快速判断应用方案研究

10kV线路量多、面广、运行环境相对恶劣,出现故障概率大,但由于其多分支特征,快速判断其短路故障位置较为困难。根据宜昌地区配电网10kV线路典型结构,通过分析对比基于故障指示器技术、基于重合器与电流脉冲计数型分段器技术以及基于用电信息采集系统的短路故障快速判断方案,指出了三种方案应用于典型电网时设备配置原则和适用范围。     

特高压换流站站用电系统保护配置及定值配合研究

淮安换流站示范工程中,500 kV/10 kV站用变压器直挂500 kV母线,特殊的站用电系统接线及两级降压方式给站用变压器保护的配置及电流互感器选型带来一些问题。通过研究淮安换流站站用变压器保护定值整定应用算例,对短路电流计算、定值整定方法、各级时限配合关系进行探讨,针对500 kV/10 kV站用变压器低压侧电缆段出现短路故障且短路电流较小时提高灵敏度的问题,提出高压侧断路器配置失灵和小失灵保护的双套保护技术方案。该方案在分析高低压侧短路故障电流差异较大基础上,接入小变比电流互感器次级绕组,当低压侧故障电流较小时,小变比的失灵保护装置灵敏度较高,可实现故障的最小化隔离。     

从一次故障保护不正确动作,分析电流互感器变比选择及其10%误差的影响

电流互感器的伏安特性偏低,短路电流倍数偏小是保护装置不能正确反应一次电流大小,进而影响保护正确动作的主要原因之一.针对220 kV白家庄站35 kV黄丹沟Ⅱ回线线路发生故障而越级到主开关掉闸的问题提出了保护CT如何选择变比以及如何计算10%误差和短路电流倍数.     

从一次故障保护不正确动作,分析电流互感器变比选择及其10%误差的影响

电流互感器的伏安特性偏低,短路电流倍数偏小是保护装置不能正确反应一次电流大小,进而影响保护正确动作的主要原因之一。针对220kV白家庄站35kV黄丹沟Ⅱ回线线路发生故障而越级到主开关掉闸的问题提出了保护CT如何选择变比以及如何计算10%误差和短路电流倍数。     

电流差动保护在逆变型新能源场站送出线路中的适应性分析

新能源电源通过电力电子装置并网,其故障特性受控制策略影响而发生根本性变化,传统继电保护原理存在适应性问题。送出线路作为新能源场站电力外送的关键通道,其主保护电流差动保护能否正确动作对于新能源高效利用和系统安全运行十分重要。针对逆变型新能源场站,推导了逆变型新能源电源短路电流表达式,分析了各相短路电流之间的相位关系及其影响因素。在此基础上,分析了送出线路发生不对称短路时电流差动保护在并网系统为强、弱两种情形下的动作性能。研究结果表明,送出线路发生两相短路时,差动保护在并网系统为弱系统时存在拒动的风险、为强系统时灵敏性下降但不会拒动;送出线路发生接地故障时,零序电流的存在使得差动保护在并网系统为强、弱系统时均能可靠灵敏动作。实时数字仿真器(RTDS)试验验证了理论分析。研究结论为逆变型新能源场站送出线路主保护配置提供了参考。     

直驱永磁风力发电机并入10kV配电网的研究

建立直驱永磁风力发电机的变流器模型及其控制策略,并接入10 kV配电网运行。通过对比并网出口和并网点上、下游的接地故障,探讨了风力发电机组并网对配电网继电保护的影响。同时,在配电网发生电压跌落的情况下,讨论了含全功率变频器的直驱永磁风力发电机组运行特性。结果表明,短路时,直驱永磁风力发电机组能提供稳定短路电流,并且对并网点下游短路电流有助增作用,对上游短路电流的影响较小;电压跌落时,机组能够很好地隔离故障,并且对电网有一定的无功支撑。     

风电接入对继电保护的影响(七)——风电场送出电网继电保护配置研究

开展大规模风电场并网送出电网继电保护实时数字仿真(RTDS)试验,指出现有风电场送出电网继电保护存在的问题,给出风电场送出电网保护配置建议:110 kV送出线路的主保护采用分相电流差动保护,后备保护采用解微分方程算法的距离Ⅰ段,或将相量距离Ⅰ段保护延时0.15 s动作,同时配置常规距离Ⅱ、Ⅲ段及零序电流保护;送出变压器主保护采用差动保护,励磁涌流判据采用间断角鉴别、时差法等方法,后备保护配置复合过电流保护及零序电流方向保护;330 kV送出线路主保护配置2套独立工作的分相电流差动保护,采用电压突变量选相元件及基于零序分量的方向元件,后备保护配置与110 kV送出线路相同。     

集中式光伏并网输电线路的故障暂态分析与保护

集中式光伏并网输电线路发生故障时,光伏侧的故障暂态过程与系统侧完全不同,导致传统工频量保护动作性能下降。为提高保护动作的可靠性,分析了集中式光伏并网输电线路光伏侧短路电流的故障特征,推导了光伏侧短路电流三个不同阶段的近似解析表达式,并详细分析其功率控制暂态过程的变化特征。发现光伏侧的暂态电流为非旋转量,与系统侧衰减旋转量的波形特征截然不同。基于此特性,提出了一种基于暂态电流波形相关性的纵联保护方法。仿真结果表明所提保护方案在各种故障类型和不同的过渡电阻下均能可靠动作,有望提高光伏并网输电线路的安全运行能力。     

微型燃气轮机微网技术方案

详细介绍了微型燃气轮机微网系统设计方案。首先介绍了示范工程的冷/电系统结构;然后围绕燃机分组、网架结构、运行方式、保护配合与整定、系统自动化配置等技术问题进行研究,从技术先进性、可行性、经济性、可靠性对比分析了各种可能存在的技术方案;最后针对推荐方案详细说明了系统保护配置与整定的实施建议,以及系统在不同运行工况下的运行方式。研究表明,推荐方案能够满足微网的设计要求,有效提高了系统的供电可靠性,且具备可实施性。     

多层次的广域保护控制体系架构研究与实践

从功能配置、系统结构、内部数据的交互方式、与外部系统的协同模式、通信组网方案等多个角度进行研究,提出了包含站域层、区域电网层、广域电网层的多层次广域保护控制体系架构。针对不同层级电网关注的问题,提出了不同层级电网的保护控制功能配置方案。按照数据分类、分层处理的原则,给出了广域保护控制系统内各设备之间的数据交互方式,提出了广域保护控制系统与调度监控系统之间的交互模式。结合广域保护控制系统结构,给出了包括区域保护控制通信网络、广域保护控制通信网络的两层组网方案。所述广域保护控制体系架构中的区域保护控制系统已经在实际电网中实现了工程应用,相关技术的可行性与合理性得到了实践验证,为后续的广域保护控制技术研究与应用提供借鉴。     

光伏站内用直流微网的接地方式分析

接地方式的选择是直流微网设计的关键部分。以北京延庆八达岭31.5 MW光伏电站站内负荷用直流微网为例,对直流微网的接地方式进行了分析。首先,介绍了该直流微网的运行方式、拓扑结构及备选的几种接地方式。然后分别从稳态特性、故障特性以及人身安全三个方面,对不同接地方式进行了深入的理论分析。最后在PSCAD/EMTDC中建立了该直流微网的电磁暂态仿真模型,通过电磁暂态仿真对理论分析进行了验证。研究结果表明:相比于其他接地方式,电源侧通过大电阻接地的IT接地方式更适用于低压直流微网系统。     

面向多能互补微网的故障辨识与继电保护算法

由于含有多种具有互补特性的分布式电源,多能互补微电网在能源综合利用、供电可靠性和运行经济性方面具有明显的优势。然而与传统配电网相比,各类分布式电源的并入导致微电网拓扑结构和运行方式变得更为复杂,并网和离网运行对应的故障特性存在差异,使得传统继电保护方案难以满足此类微电网保护的要求。针对这一问题,首先围绕传统继电保方案的不足展开讨论,分析微电网网内故障特点,继而提出一种适用于微电网的改进故障辨识算法,以实现对网内故障的快速准确辨识。综合考虑多能互补微网继电保护的需求,结合改进故障辨识算法,将改进电流差动保护与广域自适应电流速断保护相结合,提出一种适用于微电网分布式电源上下游线路的综合继电保护算法,在缩小故障影响范围的基础上,提高保护响应速度并降低保护拒动的概率。最后,利用RT-LAB实时仿真系统构建含风、光、储、微型燃气轮机等分布式电源在内的多能互补微网模型,通过网内模拟不同类型故障,验证了所提故障辨识和继电保算法的有效性。     

微电网继电保护技术研究综述

针对微电网控制灵活、短路故障电流小、潮流双向流动等新的故障特性,根据微电网保护的已有研究成果,对微电网保护技术进行了综述。结合微电网的结构特征,提出了微电网保护的基本要求,分析归纳了微电网保护的三种可行方案;探讨了微电网的不同隔离策略、不同接地方式、不同运行方式以及潮流特性对微电网保护的影响。总结了微电网继电保护技术在国内外的最新研究成果,并提炼出现阶段微电网保护技术研究中的关键问题和研究现状。最后,对微电网保护的研究方向和发展目标进行了展望,指出结合微电网故障特征与微电网控制功能的集成化保护将是微电网保护技术的主要研究方向,而实现微电网隔离策略的最优化、信息采集的广域化以及保护功能的集成化将是微电网保护的发展目标。     

高压直流输电系统保护装置冗余配置的可靠性分析

根据高压直流输电保护系统的可靠性要求,基于不可修复系统串并联结构的可靠性分析原理,建立了几种典型冗余配置方式的可靠性模型,比较了各种冗余方式的可靠性。主要分析了工程上常用的三取二和完全双重化保护配置方式,综合考虑可靠性和经济性等因素,得出结论：三取二配置是直流输电系统保护冗余方式的较好选择。文章同时建议采用3套测量回路和输出回路,以便与三取二冗余方式相配合,提高整体的可靠性。     

An Investigation on the Nondetection Zones of Synchronous Distributed Generation Anti-Islanding Protection

Anti-islanding protection is an important technical requirement when interconnecting distributed generators. Unfortunately, most anti-islanding protection schemes cannot detect islanding situations under certain system operating conditions - there are nondetection zones within which anti-islanding protection schemes are ineffective. This paper investigates these nondetection zones associated with the common anti-islanding protection schemes of synchronous distributed generators: frequency and voltage-based relays. Moreover, the characteristics of the nondetection zones and the key factors that influence them are analyzed. The results are useful for utility companies and distributed generators owners to design and to evaluate the effectiveness of anti-islanding protection schemes proposed for various distributed generation interconnection projects.     

锁相环的动态性能及对线路保护的影响分析

大规模并网的可再生能源网侧变流器多采用恒功率控制,控制系统中的锁相环决定了端口电压频率。锁相环基于正常运行工况设计,一般不考虑电网故障时的特性。针对锁相环的动态性能,研究了锁相环的结构,分析了电网不平衡、电压信号频率变化以及多阶信号输入条件下的特性,构建了一个40台风机的风电场等效模型,分析了锁相环性能对线路保护的影响。结果发现风电场规模增大后,差动保护和距离保护都会不同程度地受到影响,而90°功率方向元件性能可靠。分析结果为大规模可再生能源并网送出线及附近联络线的线路保护的选型及整定提供参考。     

启动/备用变压器保护配置剖析

简要介绍启动/备用变压器的常用接线和运行特点,给出了一般设计中所配置的保护类型及其特点,其中重点介绍启动/备用变压器和后备过电流保护、高压侧零序保护以及低压测分支保护,对第一类保护都列举了经常应用的几种保护配置,并对各种保护配置的优缺点进行比较,读者可以根据实际情况参考选择配置。     

柔性直流接入对弱受端电网恢复特性的影响及优化措施

随着柔性直流输电系统电压等级和输电容量不断提升,采用电压源型换流器的柔性直流输电技术在我国得到了大量应用,同时其对电网的影响也进一步增强。文中基于PSD-BPA机电暂态仿真软件中新开发的计及故障穿越策略的柔性直流控制系统,比较了不同直流接入方案下弱受端电网受扰恢复特性的差异。在此基础上,分析了柔性直流控制方式、直流传输功率大小以及故障穿越控制策略等因素对换流站动态有功和无功功率特性的影响。最后针对西藏弱受端电网电压稳定问题提出了优化方案,仿真结果表明优化柔性直流故障穿越控制关键参数可以改善弱受端电网故障后的恢复性能。