标积制动判据归一化的研究

分析现有分相电流差动保护判据的动作特性,指出了传统原理在保障区内故障灵敏性和区外故障可靠性方面存在的不足。提出了将标积制动判据进行归一化处理得到相应的相角判据,同时辅以自适应系数幅值约束的新型保护判据。新判据提高了差动保护的灵敏性和可靠性。理论分析表明新判据在内部故障的灵敏性和区外故障的可靠性上均优于传统的分相电流差动判据,具有良好的抗高阻能力和抗电流互感器饱和性能。仿真实验验证了新原理的正确性。     

3/2开关接线方式下基于能量制动的抗电流互感器饱和措施

结合一起3/2开关接线方式下,发生区外故障时由于电流互感器(TA)饱和导致差动保护误动作的案例,分析了3/2开关接线方式下TA饱和对比例电流差动保护的影响,得出了基于差动量和制动量比例制动特性的电流差动保护在区外故障出现TA饱和时动作概率会很大的结论。根据在TA线性传变区内差动电流和制动电流能够正确反映区内外故障的思想,提出了基于能量制动的抗TA饱和措施,并且针对3/2开关接线方式下的特殊电气结构,提出了在该接线方式下的一种新的制动能量表达方式,能够对由于区外故障导致的TA饱和进行可靠识别并闭锁差动保护。仿真分析表明,针对3/2接线方式下可能出现的TA饱和现象,提出的抗TA饱和措施能够显著提升电流差动保护的抗TA饱和性能。     

双比率差动保护算法的灵敏度和稳定性分析

双比率差动保护由两段折线组成,低斜率段可以灵敏地反映内部故障,使保护可靠动作;而高斜率段可防止在外部穿越性故障情况下,由于TA饱和引起的差动保护误动作。文中运用分流电流系数θ对双比率电流差动保护算法的灵敏度和稳定性进行分析,开发了一种双比率电流差动保护的RTDS软件模型,采用穿越电流为偏置电流的双比率差动算法分析了在内部高阻故障时的灵敏度和外部大电流故障TA饱和时的稳定性,并通过实时数字仿真系统RTDS进行了验证。仿真结果表明:双比率算法较单比率算法,具有外部故障高稳定性,而在内部高阻故障时,也有很高的灵敏度。通过新的坐标平面,可以有针对性地调节制动系数K1、K2,最大限度地发挥判据的效能,很直观地看出制动系数与稳定性和灵敏度的关系。     

自适应短数据窗抗电流互感器饱和线路差动保护算法

深入分析了超高压线路差动保护中电流互感器(TA)饱和时的2个重要特征:一是区外故障时TA的工作磁链需要一定的时间累积才能达到饱和点,故障发生初始时刻并不会马上饱和;二是TA在每个周期内由于工频交流分量的负向去磁作用,TA总是一段时间内工作在线性区,一段时间内工作在饱和区.在此基础上,提出了综合利用附加制动区判别法和短数据窗自适应差动保护算法,利用附加制动区来判别区内、区外故障,当区外故障时一旦工作点进入附加制动区,则自适应增大出口判别次数,利用短数据窗差动保护算法本身的线性区范围性能保证保护可靠不误动;当区内故障时,出口判别次数自适应减少,保证差动保护快速动作.动模数据验证结果表明所提出的方法是可行、有效的.     

相位相关电流差动保护新原理

在保证区外故障时的差动保护安全性的前提下,为了提高保护的灵敏度,具有比率制动特性的差动保护在电力系统中的各种设备上作为主保护得到广泛应用。针对比率差动保护制动系数在内部故障灵敏度与外部故障安全性方面的矛盾,提出了一种相位相关电流差动保护新原理,该原理将差动两侧的电流相位差引入判据,使得区内、外故障情况下制动项分别体现为驱动和制动2种状态,从而提高了差动保护的灵敏性和可靠性。同时,差动保护新原理在抗电流互感器饱和问题上也具有明显的优越性。     

基于故障分量的T接线路电流纵差保护新判据

分析了基于故障分量的传统差动保护在复平面上的动作特性,指出传统原理在保障内部故障的灵敏性与外部故障的可靠性方面存在一定的限制。提出了结合电流相位差的T接线路电流差动保护新原理,实现了制动项在区内外故障分别体现为驱动和制动两种状态,同时提高了差动保护的灵敏性和可靠性。理论分析表明新原理在内部故障的灵敏性和外部故障的可靠性方面均优于传统判据,具有良好的抗电流互感器饱和性能。仿真实验证明了新原理的有效性。     

基于故障分量的T接线路电流纵差保护新判据

分析了基于故障分量的传统差动保护在复平面上的动作特性,指出传统原理在保障内部故障的灵敏性与外部故障的可靠性方面存在一定的限制.提出了结合电流相位差的T接线路电流差动保护新原理,实现了制动项在区内外故障分别体现为驱动和制动两种状态,同时提高了差动保护的灵敏性和可靠性.理论分析表明新原理在内部故障的灵敏性和外部故障的可靠性方面均优于传统判据,具有良好的抗电流互感器饱和性能.仿真实验证明了新原理的有效性.     

新型双K值差动保护研究

突破传统的在差动电流－制动电流平面中分析差动保护特性的方法，从两侧电流相对幅相关系着手，对目前电流差动常用判据的动作特性展开了对比研究，提出差动保护判据的通用数学表达式。在复平面探讨TA饱和对差动电流和制动电流的影响，并利用差动判据的通用数学表达式构造出一种理想的非线性制动判据。该判据从外部故障差动不平衡电流产生的机理出发，根据两侧电流的幅相关系自动调整制动系数，为差动非线性制动的工程应用和推广提供新思路。     

数字差动保护抗电流互感器饱和的线性区方案

主设备保护通常采用差动原理作为主保护原理，随着数字保护在电力系统的广泛应用，存在电流互感器（TA）暂态饱和易引起差动保护误动的问题。数字差动保护抗TA饱和的线性区方案是建立在TA暂态饱和时一次电流每个周期过零时始终存在一定的线性传变区域的理论基础上，对TA传变的数据取最小的线性区选择方法，动作电流采用半波傅里叶滤波算法计算，制动电流采用全波傅里叶滤波算法计算，构成比率制动差动保护。该方案原理简单、实现方便，动模录波数据说明该方案能够基本消除区外故障TA暂态饱和引起差动保护误动的情况，可直接应用于变压器差动保护、发变组差动保护和母线差动保护，应用前景良好。     

基于小矢量算法的自适应椭圆制动特性变压器差动保护

随着高压、超高压变压器的应用,采用半周或全周数据窗计算方法的传统差动保护,动作时间往往会达到30 ms 以上,已经无法满足快速动作的要求。区外故障时,初始暂态分量、CT饱和以及谐波的影响,使不平衡电流增大,差动保护容易误动。采用小矢量变数据窗的计算方法,同时考虑到区外故障因CT饱和或谐波以及暂态电流等影响使电流波形畸变,自动修复制动电流因波形畸变造成实际电流和估算电流计算的误差,在传统比率制动差动保护的基础上,用椭圆制动特性来描述差动保护。区内故障时,动作时间在10~15 ms左右,同时有效的防止了区外故障时或区外故障切除时保护的误动。仿真和试验证明,采用补偿波形畸变的小矢量算法自适应椭圆制动特性,提高差动保护的可靠性和灵敏性,较之传统比率差动保护具有明显优越性和实用性。     

快速识别转换性故障的变压器差动保护新判据

电流互感器饱和是影响变压器差动保护可靠性的重要因素之一.传统的带比率制动特性的变压器差动保护在一定程度上提高了防止区外故障时保护误动的能力,但是如何及时处理区外转区内故障时保护的快速开放成为新的问题.文中提出一种简单的解除闭锁的方法,具体做法是,在选定的计算区域,利用变压器两侧电流综合负序分量的最大值与差动电流的综合负序分量进行比较,不仅能准确识别区内、区外故障,而且对于转换性故障也具有较好的识别能力.ATP仿真实验验证了该方法的有效性.     

利用小波包能量区分变压器内外部故障

TA饱和是变压器差动保护中待解决的关键问题之一。通过对变压器TA饱和的深入分析及仿真研究,得出结论:TA饱和时,区外故障电流含有大量明显的突变点,而区内故障电流连续。据此结论,文章提出了一种利用小波包变换区分变压器内外部故障的新方法。首先小波包变换分别对TA饱和情况下的内外部故障电流进行分解,然后对分解后的信号进行能量计算,将问题量化,可以直观地观察信号的差异,最后提出判据。仿真验证证明,该方法能够正确区分TA饱和情况下的内外部故障电流,能及时阻止可能造成的损害,并可防止变压器保护误动。     

基于二次电流下降的电流互感器饱和判别方法

基于电流互感器饱和后二次电流突然下降的特点,提出了一种新的电流互感器饱和判别方法———电流下降法。EMTP仿真结果表明,区外故障时该方法能可靠闭锁电流差动保护,区内故障时则能快速开放差动保护,且解决了电流互感器饱和情况下同名相转换性故障差动保护的开放问题。该方法性能优越,特征清晰,判据逻辑简单。     

异步法电流互感器饱和判别新原理及其应用

介绍了异步法电流互感器(TA)饱和判别新原理,结合现场录波分析表明:在机组内部故障时,制动电流工频变化量和差电流工频变化量同步出现,而外部故障TA饱和时两者异步先后出现。差动保护与此判据结合,可以明确区分TA饱和与内部故障。     

一种发电机差动保护的新方案

比率制动式发电机差动保护在运行中的问题,主要是电流互感器在外部短路暂态过程中因为饱和效应可能产生误动作;此外,定子绕组短路时发电机一侧可能存在不大的穿越性电流,影响保护动作的灵敏性.本文提出一种改进的基于小矢量算法的发电机差动保护新方案.该方案根据内部故障和外部故障时故障电流特性的不同,使用小矢量算法,对故障性质做出初步判断,并根据不同的故障状态选择合适的制动电流.该方案与传统的差动保护方案相比,提高了可靠性和灵敏度.     

一种防止变压器纵差保护区外故障误动的新方法

在对电流互感器饱和进行理论分析的基础上,基于对差动电流采样值波形特征的识别,提出了一种防止变压器纵差保护区外故障误动作的新方法。该方法通过面积比较法和相位比较法两个判据,不仅能有效地区分内、外部故障,从而在区外短路且电流互感器严重饱和情况下对纵差保护实现实时闭锁,而且在闭锁时间段内能利用相位比较法有效地对系统进行监测,当发生区外转区内故障时适时解除闭锁信号,开放保护。判据利用了故障后第1周期的数据,不会影响比率制动特性的动作时间,计算简单,易于实现。大量仿真结果证明了该方法的有效性和正确性。     

输电线路复合差动保护方案

结合相量差动保护和采样值差动保护的性能特点,提出了输电线路复合差动保护方案。该方案依靠采样值差动原理在1个工频周期内可靠切除大多数较严重的故障,通过相量差动保护原理对轻微内部故障作出反应,同时引入制动电流判据,在严重外部故障时自适应增加200ms延时来克服电流互感器(TA)饱和对相量差动的影响。该方案无需配置复杂的TA饱和检测元件,保护判据成熟可靠。仿真结果表明,该方案的可靠性、灵敏性以及抗TA饱和性能均优于单一原理的差动保护。     

一种快速识别故障发展的变压器差动保护解除闭锁新方法

TA饱和一直是影响变压器差动保护可靠性的重要原因。目前已有的比率制动特性和时差法等方法,在一定程度上提高了保护躲避区外故障的能力,但无法及时处理区外故障转区内故障的情况。通过分析发现:当外部故障且TA饱和时,绝大部分采样点在满足动作条件的情况下,其饱和TA的二次电流变化趋势与差流的变化趋势相反,而在内部故障情况下,上述规律则不满足。由此提出利用饱和二次电流和差流采样值变化轨迹,动态地定是否发生故障发展,有利于进一步提高差动保护的可靠性。仿真结果证实了所提方法的有效性。