特高压输电线路保护的方案研究--纵联差动保护

根据特高压输电线路结构和运行特点,通过建立750 kV特高压输电线路的RTDS实时数据仿真系统数学模型进行仿真,结合仿真数据介绍750 kV输电系统的电气特征,着重分析了线路的电容电流、谐波分量、非周期分量等对分相电流差动保护的影响,并针对问题提出具体的对策,仿真测试结果表明,该文提出的差动保护方案解决了750 kV特高压输电线路系统对差动保护影响,同时简要介绍了光纤差动保护的整体配置及实现方案.     

线路中间带并联电抗器的线路差动保护

特高压长线路可能在线路中间接入并联电抗器，从而有效补偿线路电容电流，抑制空载线路过电压。提出了在特高压长线路中间带并联电抗器时的线路分相电流差动保护原理。该原理基于输电线路的贝瑞隆模型，分析推导了区内外故障时各相动作量的表达式。理论分析与仿真验证都证明新原理不受长线路分布电容电流的影响，具有很高的灵敏性和可靠性。     

混合级联特高压直流输电线路纵联差动保护适应性分析

为探究现有高压直流输电线路纵联差动保护对混合级联特高压直流输电系统的适应性,结合混合级联特高压直流输电系统的运行方式,理论分析和仿真分析3种特殊运行方式下直流系统不同位置故障的故障特性和保护适应性。理论分析发现纵联差动保护适应性较好。仿真分析发现直流线路分布电容和逆变侧模块化多电平型换流器(modular multilevel converter,MMC)控制特性影响在直流线路故障时直流线路电流延时自减值长时间处于波动状态,导致纵联差动保护长时间处于闭锁状态,此时,系统长时间承受MMC超大故障电流冲击。直流线路区外故障时整流侧与逆变侧直流电流差值的绝对值数值较大且长时间处于波动变化状态,纵联差动保护存在误动的风险。     

高压全线路快速纵联电流差动保护

介绍国内在高压线路上所采用的几种全线路快速纵联电流差动保护设备，对其功能做了详细的论述和介绍。建议在满足通信通道要求的线路上，优先使用纵联电流差动保护设备；高压线路加强主保护，适当简化后备保护。     

输电线路新型电流差动保护的研究

提出一种新型数字式分相溻流纵差保护。它与现有电流纵差保护相比具有两个突出的特点：一是利用的时间传递以全新方式实现线路的同步采样;二是采用最新提出的故障分量瞬时值电流差动算法。保护在实现方式和动作性能上表现出明显的优生。文章概括介绍该保护的总体构成,重点讨论了基于ＧＰＳ的同步采样技术和新的差动算法;同时给出了算法的ＥＭＴＰ仿真结果和装置的动模试验结果。     

线路分相电流差动保护通道方案优化分析

分析了上海电网线路差动保护在通信通道上存在的一些问题，提出了组建保护用光缆通信网络的设想，可以解决目前线路差动保护通道缺乏、通道不可靠及无备用通道等一系列问题。     

特高压输电线路负序方向纵联保护

采用数字式二阶RC低通滤波器和半波差分傅里叶算法,结合相序变换滤取负序分量,可在微机保护中实现负序方向元件,并可在故障初几毫秒内正确动作。用该方法实现的负序方向元件可正确及时地捕捉到由不对称故障发展起来的三相短路故障瞬间的不对称,故可以反映各种不对称故障和由不对称故障发展起来的三相故障。仿真试验验证了用所提出的方法实现的负序方向元件用于特高压输电线路的可行性和优越性。     

一种超高压输电线路自适应分相电流差动保护新原理研究

根据分相电流差动保护的基本判据。分析线路两端电流量幅值和相位对保护动作特性的影响．提出一种制动系数自适应于线路两端电流量幅值之比的分相电流差动保护新原理。按照穿越性电流对差动保护进行制动的传统方法忽略了线路两端电流量幅值之比对保护动作特性的影响。新原理则充分考虑了这一影响。理论分析和动模试验数据表明,采用该新原理可以增加分相电流差动保护抗电流互感器饱和能力。有效提高保护反映区内、外故障的总体性能。     

超高压输电线路中分相电流差动保护技术的应用

分相电流差动保护排除了高频距离、高频方向等保护装置的一些固有局限随着通信技术的发展,超高压输电线路保护已从高频距离和高频方向保护技术向光纤分相电流差动保护技术方向发展。本文重点分析了新型分相电流差动保护技术的特点、关键问题及其处理的最新技术,并用实例证明:新型分相电流差动保护技术确实能反映超高压输电线路的主要故障,并且可以满足超高压系统对保护的快速性、正确性、灵敏性、可靠性的要求。     

高压直流输电线路纵联差动保护研究

在对高压直流输电线路故障及其保护配置进行简单分析之后,详细讨论了直流输电线路纵联差动保护原理,并结合实际案例进行分析,针对直流输电线路纵联差动保护通道做出改进,提出改进直流线路纵联保护的措施.     

特高压输电线分相电流相位差动保护的研究

针对传统相位差动纵联保护反应各种故障的灵敏度不同的缺点以及特高压输电线路的分布电容较大等特点,提出了基于贝瑞隆模型实现特高压输电线路分相相位差动纵联保护的新原理。介绍了利用贝瑞隆模型计算输电线路故障的方法,推导了实现分相相位差动纵联保护的判据及闭锁角的整定原则,综合分析了各种故障状态下保护的动作情况,解决了各种故障下的故障判别以及特高压线路上的大电容电流影响等问题。提出了用于故障后1～2个周波的基于电流故障分量的分相相位差动保护新原理,大大提高了保护承受过渡电阻的能力和动作速度。用ATP和Matlab仿真证明了该原理的正确性和用于特高压输电线的优越性。     

超高压长线电容电流对差动保护的影响及补偿对策仿真分析

采用ATP软件建立了超高压长线模型 ,分析了超高压长线各种故障情况下 ,分布电容对分相电流差动的影响 ,并对比了采用电容电流补偿和不采用电容电流补偿的相量差动与故障分量差动原理的动作情况。仿真结果表明 ,分相电流差动在原理上完全适用于超高压长输电线路的保护 ,在各种运行工况下 ,采用电容电流补偿可以有效提高差动保护的可靠性和灵敏度 ,在同一工况下 ,故障分量差动比相量差动有更好的选择性     

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。     

输电线路自适应电流纵差保护方案设计

采用单一判据的电流纵差保护无法兼顾超高压线路对灵敏性、速动性和可靠性的要求。对现有判据进行综合分析、取长补短,结合自适应原理,设计了一个总体性能最优的保护方案,即用基于故障分量瞬时值的差动判据反映严重故障;用故障分量相量的差动判据反映轻微故障;用全电流差动保护判据反映转移性和发展性故障;用零序电流差动保护判据反映轻微的高阻接地故障。ATP仿真结果表明,该方案具有良好的反时限特性,切除故障的速度加快,且可以反映高阻接地故障,是一种性能较好的超高压线路电流纵差保护方案。     

超（特）高压输电线路高速行波差动保护

提出了一种行波电流差动保护的新算法,首先利用形态学交替混合滤波器去除行波信号中的噪声,并提取方向电流行波波头对应的时间,然后计算从方向电流行波起始时间开始数十微秒内方向电流行波波形的积分值,将输电线路两端的同向电流行波积分值的差值作为行波电流差动保护的动作依据。当被保护线路外部短路故障时上述差值很小,而被保护线路内部短路故障时该差值很大,从而明显地区分出内部和外部故障。该算法由于只利用了行波起始部分数十微秒内的信号,其动作时间主要决定于线路两端的通信时间,因此一般动作时间只有几毫秒。分析和仿真表明该算法动作速度快、可靠性高,可以作为超(特)高压输电线路的主保护。     

分相电流差动线路保护中零序差动作用分析

分相电流差动保护装置中一般都配置零序差动保护 ,目的是为了提高保护装置的耐过渡电阻能力。经分析表明 ,零序差动保护并不比故障分量差动保护的灵敏度高 ,并且其整定需躲过外部三相短路时的不平衡电流。零序电流差动保护对整个保护装置的灵敏度和动作速度均没有实质性的提高     

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。     

数字通道对纵联线路保护影响的探讨

随着光纤等数字通道在高压输电线路保护中的逐渐推广应用,充分利用数字通道来完善成套保护的原理就显得尤为重要。从距离保护的振荡闭锁、非全相识别、高频保护、自动重合闸、实测线路参数等几个方面提出改进保护性能的措施,并提出保护原理进一步改进的可能性及方向。     

特高压换流变故障性涌流产生机理及其对差动保护的影响

从磁链变化角度分析特高压换流变压器(简称换流变)阀侧发生单相接地故障时由换流阀单向导通性引起的励磁涌流(定义为故障性涌流)的产生机理和变化特点。以特高压直流输电系统中某一换流变为例,分析故障性涌流对换流变差动保护动作特性的影响。研究结果表明,故障性涌流容易导致换流变区外故障转区内时差动保护误闭锁。针对该问题,进一步分析发现,由于换流阀的单向导通性使得转换性故障发生后差动电流的直流分量存在由负极性到正极性反转的特征,进而利用该特征提出换流变差动保护闭锁逻辑改进判据。仿真结果证明了所提判据的可靠性。     

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。