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。     

突变量电流差动保护性能的极坐标分析方法

目前对电流差动保护性能的分析基于差动电流-制动电流平面或复平面,存在一定的局限性。提出了一种极坐标平面下的电流差动保护性能分析方法,给出了电流差动保护判据在极坐标平面下的表示方法。利用该分析方法在极坐标平面比较了突变量电流差动保护不同判据的动作特征,为突变量电流差动保护在工程实际中的应用提供了依据。该方法能直观看出差动保护的动作特性,且能够表示电流幅值、相位对电流差动保护判据的影响。引入灵敏度系数比较各判据在区内、外故障时的性能。利用PSASP对110 kV线路进行了仿真计算,仿真结果与理论分析一致。     

远距离输电线路等传变瞬时值差动保护

研究表明线路分布电压、电流经过相同的线性电路传变后，其相互关系仍符合原线路分布参数模型，工频附近的电压信号在线路上接近线性分布。在此基础上，提出一种用于远距离输电线路保护的等传变瞬时值差动保护方法，该方法从线路一次电气量到用于差动保护计算的瞬时值，电压和电流经过的传变环节基本相同。首先将电流采样值经虚拟数字CVT处理，然后对电压和电流采样值通过相同的低通滤波处理。由线路电压瞬时值分别实时计算出流入并联电抗器和流入线路Π型等值电路两侧电容的电流瞬时值，再从线路每侧电流除去这两部分电流，用得到的新电流瞬时值作常规采样值差动和故障分量采样值差动保护计算。ATP仿真表明，等传变瞬时值差动保护可靠性高、动作速度快、耐过渡电阻能力强、具有选相能力。     

再谈采样值差动保护的一些问题

扼要介绍了作者多年来在采样值差动保护的开发与应用中的一些体会与经验,对所遇到的一些主要问题作了相应的回答,对采样值差动的特殊能力作了一些介绍。着重讨论了采样值差动与瞬时值差动的区别,采样值差动的两个关键参数Ｒ和Ｓ在不同应用对象时的选择方法。还举出了作者将采样差动原理运用在母线差动保护,短线路中电流纵差动保护和变压器电流差动保护时,Ｒ和Ｓ的选择结果及其应用情况。在的保护装置中,动作性能良好。     

基于采样值差动原理的低频输电线路差动保护研究

低频输电线路发生区内故障时，因线路两端M3C（模块化多电平矩阵变换器）对故障电流幅值、相位的限制，使得两侧电流呈现穿越特性，进而造成传统基于相量的线路差动保护灵敏度降低甚至拒动。为解决上述问题，首先基于低频输电系统架构分析了线路故障后的电气特征及相量差动保护适应性；随后结合采样值差动原理，给出了3个基于采样值的逻辑判据，与稳态量差流门槛及低比率制动方程共同构成适用于低频输电线路的差动保护实现方法；最后在RTDS（实时数字仿真系统）中搭建了低频输电系统模型，通过对低频线路区内、区外不同类型故障的仿真分析，验证了该方法在低频输电线路中的有效性，为后续工程应用奠定了基础。     

一种基于虚拟电流制动量的电流差动保护

为了减小负荷电流增加制动量对电流差动保护灵敏度的影响,提出了一种基于虚拟电流制动量的电流差动保护。首先比较线路两侧电流大小,利用两侧电流幅值比与相位关系构造虚拟电流,虚拟电流可以根据线路两侧电流幅值关系自适应调整制动量大小。与利用线路两侧电流相位差的制动量相比:区内故障时,虚拟电流制动量小于电流相位差制动量,提高了电流差动保护灵敏度;区外故障时,虚拟电流制动量等于电流相位差制动量,电流差动保护的可靠性不降低。同时分析了弱馈线路、串补线路电流反相两种情况下虚拟制动电流的适应性。利用RTDS建立仿真模型验证保护的动作性能。仿真结果表明,虚拟电流制动量可以有效提高电流差动保护的灵敏度和可靠性,同时具有良好的适应性。     

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.     

一种线路纵差保护新原理

针对超高压输电线路分布电容电流对差动保护的影响,提出了一种从原理上完全不受电容电流影响的线路纵差保护新原理。该原理是选择线路两侧电流突变量的最大有效值与差动电流突变量的有效值进行比较来区分区内、外故障,无需考虑分布电容的影响因素。当空载合闸与区外故障时能够可靠闭锁差动保护,而区内故障时差动保护能够准确动作。新原理思路简明,计算快速。经大量仿真实验验证该原理有效消除了分布电容电流对差动保护的不利影响,提高了差动保护的可靠性。     

采样值差动在线路差动保护中的应用

在简要介绍基于采样值的线路差动保护的基础上,结合具体案例重点分析了采样值差动在线路保护中的2个重要作用:一是解决传统变电站中的电流互感器饱和问题;二是提高数字化变电站中抗异常数据的能力.采样值差动保护的引入可以同时解决这2个问题,从而使传统变电站和数字化变电站的线路差动保护得到有机统一.     

一种线路纵差保护新原理

针对超高压输电线路分布电容电流对差动保护的影响,提出了一种从原理上完全不受电容电流影响的线路纵差保护新原理.该原理是选择线路两侧电流突变量的最大有效值与差动电流突变量的有效值进行比较来区分区内、外故障,无需考虑分布电容的影响因素.当空载合闸与区外故障时能够可靠闭锁差动保护,而区内故障时差动保护能够准确动作.新原理思路简明,计算快速.经大量仿真实验验证该原理有效消除了分布电容电流对差动保护的不利影响,提高了差动保护的可靠性.     

基于相量集合的站域差动保护研究

针对智能变电站发展现状,分析了站域信息共享情况下,采样信息失步对差动保护的影响。在此基础上提出了基于相量集合的站域差动保护算法。该算法采用各支路的电流同步相量参引进行差动保护逻辑计算,依此计算出差动电流和制动电流,解决了由于采样信息失步导致的保护误动或拒动。最后,仿真结果表明,基于相量集合的差动保护算法在SV一定程度的失步情况下,差动保护的灵敏性和可靠性不受影响,能够保证站域差动保护可靠实施。因此,可以在新一代智能变电站站域保护装置上加以采用。     

输电线路光差动保护初探

全光纤电流互感器是通过Faraday磁光效应测量载流导体中电流,不存在磁饱和、测量范围广、线性度好。由于载流导体中电流磁场效应可以叠加,可将输电线路差动电流测量转换为利用光学器件在光路层面直接进行Faraday磁光效应偏转角的运算,不需要繁复的对时就可直接获得线路两端电流差值,在此基础上构成光差动保护。在PSCAD中搭建光差动保护模型,仿真结果表明光差动保护测量差流能够反映实际差流变化情况,采用固定门槛值的光差动保护对区内故障具有较高的灵敏度,在区外故障时具有一定的可靠性。     

行波差动保护不平衡差流分析及实用方案

行波差动保护从原理上消除电容电流的影响,在超(特)高压远距离输电线路保护中具有突出的优势.然而行波差动保护在应用时,即使线路内部无故障也会产生一定的不平衡差流.从理论上分析了不平衡差流的4方面来源及其影响因素,即线路电阻模型误差、插值截断误差、两侧数据同步对时误差及空模分量与地模分量波速不一致等因素,提出了一种行波差动保护的实用方案,并对滤波技术及采样率进行分析.仿真验证表明,该方案灵敏度高,动作速度快,选相跳闸能力强,具有良好的应用前景.     

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。     

双馈风场进线对220 kV母线采样值差动保护的影响

由于采样值差动保护具有计算速度快、易考虑CT饱和等优点而被普遍应用于当前的母线保护装置中。然而暂态特性不同于传统火电机组的双馈风电机组大量接入电力系统,这会给现有的继电保护带来严重的挑战。以双馈风电场远距离接入220 kV电压等级变电站母线为例,在RTDS仿真平台上研究双馈风场进线对母线采样值差动保护的影响。结果表明,在母线区内故障时风场侧支路提供的短路电流存在弱馈、高谐波及频率偏移等特点。与此同时,计及CT饱和、双馈机组本身的无功优化控制策略等因素影响,使得该短路电流的复杂性更加突显,进而造成传统母线釆样值差动保护动作有延迟。为此,提出了一种自适应变数据窗的釆样值差动保护判据,并通过RTDS仿真平台验证了该方法行之有效。     

光纤差动保护补偿电容电流的一种策略

针对输电线路分布电容对差动保护的影响,提出了一种克服电容电流对其影响的保护方案。线路正常运行时,将相电流差动保护的定值整定为线路电容电流的2倍以上,零负序差动保护的定值整定为线路电容电流的1.5倍以上,可靠躲过线路正常运行时的电容电流。在线路空充时,将各差动保护的定值提高两倍同时增加一定的时延,可靠躲过暂态电容电流对各差动保护的影响。     

线路光纤电流差动保护在西藏电网中的应用

线路光纤电流差动保护动作原理简单,在西藏电网中得到了广泛的应用。介绍常规的线路光纤电流差动保护的数据同步、数据采样,同时介绍了保护光纤通道形式,最后提出了运行中需注意的几个问题。     

特高压电流差动保护方案研究

特高压1000kV输电线路分布电容更大,由分布电容引起的暂态电容电流对线路的保护影响更大,因此研究1000kV输电线路的特点及暂态过程对保护的影响很重要。分析了1000kV输电线路的特殊性,给出了暂态电压电流的仿真波形,介绍了基于不同电容电流补偿方法的线路差动保护判据,通过分析和大量的仿真验证了几种判据在1000kV输电线路中应用的优缺点及需要注意的问题,为特高压输电线路电流差动保护方案提供一定的参考。     

特高压带并联电抗器线路的行波差动保护

传统的行波差动保护无法应用于带并联电抗器特/超高压输电线路，为此给出了一种新的行波差流表达式，并据此提出一种具有轻微比例制动特性的行波差动保护实用方案。该方案能够有效地躲过各种运行工况和区外故障引起的暂态不平衡差流，同时在区内高阻故障时能够保持很高的灵敏度。理论及EMTP仿真计算表明：该方法灵敏度高，动作速度快，对装置采样和通讯速率没有过高的要求，能够在现有技术条件下实现，具有较高的实用价值。