含分布式电源配电网的改进反时限过电流保护算法

基于分布式电源接入前后配电网短路电流的特性关系曲线,提出了一种可自适应修正短路电流的改进反时限过电流保护算法,使分布式电源接入后的保护时限曲线保持不变,以有效消除分布式电源接入对动作时限的影响。仿真分析验证了所提算法的有效性,可有效消除分布式电源接入对保护动作时限的延长或缩短作用,保证继电器有效切除各条线路故障,该研究成果将提高反时限保护在配电网中的适用性。     

一种城市配电网自适应全线电流保护方法

针对现有电流速断保护无法保护线路全长且可能失去保护范围的问题，提出一种双层判据的自适应全线电流保护方法。该保护方法先通过第一层判据中可自适应调整的低整定值，实现不受系统运行方式与故障类型影响的全线故障监测，再利用第二层判据实现线路故障区段定位，确保保护正确动作。考虑到电流保护难以准确辨识高阻接地故障，通过分析系统零序网络，提出一种基于复合功率的高阻接地故障辨识方法。仿真结果表明，所提保护方法不受系统负荷变化及故障类型影响，可有效提升配电网线路保护范围及高阻接地故障辨识能力，保障保护动作的可靠性及灵敏性。     

基于突变电流积聚量的高压直流输电线路伪同步差动保护新原理

为解决现有高压直流线路电流差动保护动作延时长(秒级)的问题,提出基于突变电流积聚量的伪同步差动保护新原理。分析两端电流在区内外故障时的突变特征,提出突变电流积聚量以有效捕捉电流突变方向,利用两端突变电流积聚量分别构造动作电流和制动电流,提出全新原理的直流差动保护,并通过伪同步算法进一步缩短保护动作时间。此外,比较两端电流数据在伪同步和同步算法下的时序关系,进一步分析伪同步算法的优越性。仿真验证结果表明,保护新原理具有高快速性和灵敏性,考虑20ms线路通道延时,区内金属性故障时保护的动作时间不大于20ms,经高阻故障(高达800Ω)时保护动作时间不大于27.6ms。保护新原理不需对分布电容电流进行补偿,两端数据不需完全同步,算法计算量小且对数据采样率没有高要求,工程实用性强。     

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。     

基于时序配合的柔直配电网后备保护与控制协同方案

柔性直流配电网的故障主动控制与主保护协同方案能够有效克服传统保护方案的局限性,但在通信故障、隔离设备失灵等极端情况下其可靠性难以保证,亟须开展相关后备保护原理的研究。鉴于此,利用换流器的故障主动控制提出了一种基于本地电流突变量极性的后备保护方案:基于换流器产生的电流突变信号,根据测量的电流突变量极性闭锁故障反方向的负荷开关,进而根据时序配合关系实现故障线路的可靠隔离。该方案不依赖于通信及直流断路器,通过换流器的故障主动控制,仅利用负荷开关实现故障隔离。文中进一步提出了一种后备保护加速策略,并结合不同拓扑分析了其实用性。最后,在PSCAD/EMTDC中建立了四端柔性直流配电网模型,通过仿真验证了所提方案能够仅基于本地信息实现故障线路的快速选择性隔离。     

基于零序电流比较的小电阻接地系统接地故障保护

配电网中应用小电阻接地方式可以确保系统能更快排除接地故障,有效降低过电压。但现阶段小电阻接地系统接地故障零序过电流保护定值过高,系统发生高阻接地故障时易拒动。提出一种基于各出线零序电流比较的接地保护方法,利用集中式保护装置收集各出线零序电流信息,选择零序电流幅值远大于其他出线或者相位超前其他线路零序电流以确定相位的线路为故障线路。该方法原理简单,可作为现有接地故障的后备保护,并可有效提高小电阻接地系统接地故障保护灵敏度。     

基于负荷电流闭锁的低压配电网漏电保护

针对我国低压配电网漏电保护运行效果较差，特别是TN-C系统尚无合适漏电保护方法的问题，分析了不同接地方式下低压系统中单相漏电故障及负荷波动电气量变化特征，提出一种基于负荷电流闭锁的低压配电网漏电保护方法。该方法分别以剩余电流变化量越限和负荷电流变化量越限作为保护启动及闭锁条件，实现漏电故障与负荷波动的有效辨识，进而在两种工况下分别开放、闭锁保护，减少误动。所提方法可以克服分布电容电流和负荷波动的影响，具有较高的灵敏度和可靠性，适用于包含TN-C系统在内的不同低压系统。仿真及实验录波验证了所提方法的有效性。     

基于剩余电流和不平衡电流突变向量比的TN-C-S系统漏电故障检测方法

TN-C-S系统在我国应用广泛,但由于固有剩余电流大,无法区分负荷投切和故障引起的剩余电流变化,漏电总保和中保无法投运,存在安全隐患。针对该问题,提出一种基于剩余电流和不平衡电流突变量之比的漏电故障保护方法。首先,分析剩余电流回路,剩余电流和不平衡电流突变量之比在单相接地故障发生时刻突变,在负荷投切时不变。其次,基于中性线阻抗和接地阻抗不会发生突变的特征,计算故障电流突变量幅值,以故障电流突变量幅值越限作为故障判别依据,实现漏电故障检测。仿真及试验证明,所提方法可有效区分负荷投切和漏电故障,实现大幅值固有剩余电流下的漏电故障检测,在单支路和多支路系统中的检测灵敏度分别为70、150 mA,满足TN-C-S系统多级漏电保护的灵敏度要求。     

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。     

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.     

分布式电源对配网继电保护影响及综合改进保护方案

随着大规模分布式电源的接入,配电网的运行方式、潮流特性及短路电流等都将发生很大变化,这对配电网线路的反时限过电流保护产生较大影响。在传统电力系统反时限电流保护基础上,分析了分布式电源在故障发生时的助增电流对配电网反时限保护的影响机理和特性,提出一种利用电压因子修正的综合改进反时限过电流保护方案,以改善相邻线路保护间的配合特性来满足分布式电源接入下的继电保护要求。在PSCAD/EMTDC环境中建立了仿真模型,验证了所提方案选择性和速动性的有效性。     

基于电流预测的矩阵变换器过流保护策略研究

针对矩阵变换器在实际运行中出现负载电机过载导致过电流的问题,提出了一种基于电流预测的过流保护策略。该策略利用变换器系统的离散时间模型来预测由矩阵变换器生成的所有27个可能的输出电压矢量的输出电流的未来值。然后通过将预测的输出电流未来值与保护阈值电流相比较,当预测电流值大于保护阈值电流时,系统会立即向控制器发送过电流报警信号来控制变换器开关器件的关断,进而保护功率开关器件与负载电机免受故障的损害。最后通过Matlab/Simulink仿真与实验,证实了这种过流保护策略的有效性。     

小电阻接地系统接地故障反时限零序过电流保护

现有的小电阻接地系统接地保护主要采用定时限零序过电流保护,定值较高,高阻接地时容易拒动。结合反时限过电流保护的特点,在分析小电阻接地配电网单相接地故障零序电流分布特征的基础上,提出一种改进的反时限零序过电流保护方法。通过各条出线保护间的横向配合,可使保护的启动电流定值无须躲过本线路的最大对地电容电流,显著降低了其启动门槛值,提高了高阻接地故障保护能力。通过MATLAB仿真验证了提出的反时限零序过电流保护的速动性和可靠性。     

计及拓扑结构变化的分布式自适应电流保护方法

针对配电网络重构、线路拓扑关系发生变化导致保护误动或拒动的问题,提出一种自适应电流保护方法,该方法由智能终端实时获取配电线路的拓扑关系,自适应调整保护定值,实现自适应保护和故障自愈功能。该方法可减少配置维护工作量,提高配电网的可靠性。为了实现互操作性,建立了基于IEC 61850标准的分布式自适应电流保护相关的逻辑节点,构建了分布式自适应电流保护应用的信息模型,以期能为现场应用提供一定的参考。     

含光伏电源配电网的复合序网自适应保护

含光伏电源(PV)的配电网,因光伏电源容量、并入位置不同,导致传统的三段式电流保护不能准确动作。针对这一问题,提出根据保护点复合序网电压和电流进行自适应电流保护整定的方案。首先,提取故障电压和正序故障电流相位差来判定故障发生在光伏电源上游还是下游。然后,由序分量判定故障类型,选定故障区域。最后,利用复合序网电压求取保护安装处的电流整定值,进行自适应保护动作。通过仿真验证了该保护方案可根据光伏电源并入位置、容量、发生故障位置的不同,实现自适应在线保护整定,能够有效提高本地保护范围。     

配电站经济运行方式下备用变压器自动投切原理及影响分析

对配电变压器低压侧互联以降低配电网损耗的经济运行方式进行了研究。分析了配电站采用经济运行方式时负荷切换的原理,提出了基于损耗最小原理的负荷切换点选取原则并给出了低压侧备用电源自动投切装置的工作原理和动作逻辑。重点对三相变压器的空载合闸及有载合闸暂态过程进行数学建模,并采用Matlab仿真计算与实际分析相结合的方法,分析了三相配电变压器在切换过程中产生的空载合闸励磁涌流以及有载合闸冲击电流。结合配电变压器电流速断保护和反时限过流保护的整定原则,分析了励磁涌流和冲击电流对变压器继电保护动作特性及参数整定的影响,验证了变压器低压侧互联的经济运行方式下的供电可靠性。     

考虑风力发电的配电网弱馈线路自适应电流保护

风力发电接入配电网后,配电线路的潮流及故障电流特征发生了改变,风力发电机故障后由于撬棒电路的投入导致风机的正、负序阻抗不再相等,使得以电源正、负序阻抗相等为前提的电流保护整定方案失去合理依据。通过对含风力发电的配电网弱馈线路不同位置发生两相相间短路和三相短路的故障特性进行研究,结合自适应保护的实时在线整定功能,引入含风力发电的电流Ⅰ段和Ⅱ段保护整定修正系数,改善了传统配电网电流保护的性能。最后,通过对含有风力发电的配电网弱馈线路进行仿真,验证了所提保护方案的有效性。     

具有自适应电流速断保护功能的配电线路保护监控装置研制

分析了配电线路自适应电流速断保护的基本原理.在此基础上,研制出具有自适应电流速断保护功能的配电线路保护监控装置.该装置主要包舍中央处理单元(CPU)、互感器、继电器、电源等插件和人机接口模块,其中CPU插件集成了微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、大容量静态存储器(SRAM)和闪速存储器(Flash RAM)、数据采集电路、开关量输入/输出电路和通信接口电路.在软件方面,装置将自适应电流速断保护、传统三段式电流保护、三相一次重合闸、低周减栽、事件告警、数据采集与监控(SCADA)和故障录波等多种功能融为一体.测试表明,所研制的装置具有功能可靠、配置灵活等优点,尤其是其保护性能能随着系统运行方式、故障类型和负荷条件的变化而自动调整到最佳状态.     

多分组电容器电流保护整定值自适应变化研究

基于多分组电容器投切后,电流速断保护和过电流保护的整定值不能随之作相应的改变的问题。首先对电流速断保护和过电流保护的动作原理和整定值的选取作了简要的说明,通过电容器的投入会引起母线电压的升高推导出电容器投切后整定值的选取。最后实现保护整定值的自适应变化。