高压直流输电线路保护动作分析及校验方法

为提高现场工作人员对直流输电线路保护动作情况判断和分析能力,以天广直流输电工程直流线路保护的实际应用为例,深入分析德国西门子公司基于SIMADYN D装置的直流线路保护的原理和软件逻辑流程,研究高压直流输电线路保护动作后的分析策略,指出必须把保护信息、故障录波和软件的内部逻辑流程相结合,才能对直流线路保护的动作情况做出正确分析。此外还建议改造现有故障录波系统的软硬件配置以加强录波能力;并提出高压直流线路保护无需进行定值校验。     

±500kV高压直流输电线路单端电气量暂态保护

随着直流输电的广泛应用,直流输电线路保护的研究越来越重要。利用直流输电线路两端的平波电抗器与直流滤波器组成的边界元件对高频信号的阻滞作用以及故障电流突变特性构成了高压直流输电线路单端电气量暂态保护新方法。该方法采用单端信息、不依靠通信,动作更迅速。仿真结果表明,保护在各种情况下均能正确动作,耐过渡电阻能力强。     

一起特高压多端混合直流两段直流线路保护动作分析

特高压多端混合直流输电系统线路分为两段,每段线路分别配置独立的线路保护,存在两段线路保护同时动作的情况,在故障分析上存在一定的难度。以一起±800 kV昆柳龙直流输电工程的柳龙段线路发生故障,导致昆柳段和柳龙段线路保护同时动作的事件为对象,对特高压多端混合直流输电系统线路行波保护、电压突变量保护,以及遭遇雷击时故障电流和故障电压的变化问题开展研究,通过波形分析判断故障类型和故障点,为分析多端直流系统线路保护同时动作提供参考。     

高压直流输电线路保护分析

针对高压直流输电线路保护的特点,较全面的概述了直流线路故障特征以及直流线路故障的配置原理和直流线路保护动作顺序,比较分析了ABB公司和Siemens公司的行波保护判据,结合天广直流输电工程,采用MATLAB对天广直流输电工程中Siemens公司的行波保护进行仿真分析。     

高压直流输电线路保护分析

针对高压直流输电线路保护的特点,较全面的概述了直流线路故障特征以及直流线路故障的配置原理和直流线路保护动作顺序,比较分析了ABB公司和Siemens公司的行波保护判据,结合天广直流输电工程,采用MATLAB对天广直流输电工程中Siemens公司的行波保护进行仿真分析。     

利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路双端电压暂态保护原理

平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器构成特高压直流输电线路现实边界。分析特高压直流输电线路以及边界的频率特性,研究特高压直流输电线路以及边界对故障暂态电压信号高频量的衰减作用,得到当故障发生点与保护安装点的距离大于 时,线路对频率为 高频量的衰减作用将大于边界的衰减作用的结论。证明特高压直流输电系统整流侧和逆变侧关于直流输电线路中点对称,提出利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路双端电压暂态保护原理和动作判据,该原理能实现特高压直流输电线路全线保护。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对所提出的特高压直流输电线路双端电压暂态保护原理进行仿真验证。     

高压直流输电线路保护的前加速

目前高压/特高压直流输电工程中基于行波等原理的直流线路快速保护的耐高阻能力不强,而针对高阻接地故障的基于差动等原理的慢速保护的动作速度又很慢。交流线路保护中靠近电源侧的前加速先无选择性地快速动作,而后再通过重合闸来纠正这种非选择性动作。文中将前加速概念引入直流输电线路快速保护中,达到直流线路故障下保护既快速又能适应高阻接地的目的;先动作移相而后通过闭锁等措施来纠正这种非选择性动作。分析了增加前加速段后需要考虑的问题,对故障过渡电阻阻值进行了估算。仿真验证显示线路末端500Ω接地故障约2 ms动作时区分区外故障仍然存在较大的裕度。     

天广直流输电系统线路高阻接地故障研究

基于天广直流输电工程直流线路保护和低压限流功能,结合事故实例,对不同接地阻抗值的线路高阻接地故障的过程和保护动作情况进行了分析;最后,针对某些情况下,后备保护会先于线路高阻接地主保护——线路差动保护动作、直接闭锁直流系统的缺陷,提出了改进建议。     

基于PSCAD/EMTDC的高压直流输电线路保护仿真研究

本文在PSCAD/EMTDC平台上建立了实用的直流输电线路行波保护系统模型。通过分析高压直流线路发生故障后的特点,按照行波保护的原理,利用直流线路发生故障瞬间,线路上产生的暂态电流电压行波的幅值和方向不受控制系统作用影响的特点,通过计算直流电压下降率和直流线路故障前后的电压电流行波差值,来判断直流线路是否发生故障。在南方电网贵广直流输电系统仿真模型上对所建立的直流输电线路行波保护系统进行了仿真测试,通过设定极1整流侧直流线路发生接地短路故障,验证行波保护系统的动作情况,仿真测试结果证明了本文所建立的线路行波保护系统的正确性和实用性。     

天广直流输电系统线路高阻接地故障研究

基于天广直流输电工程直流线路保护和低压限流功能,结合事故实例,对不同接地阻抗值的线路高阻接地故障的过程和保护动作情况进行了分析;最后,针对某些情况下,后备保护会先于线路高阻接地主保护--线路差动保护动作、直接闭锁直流系统的缺陷,提出了改进建议.     

接地极线路不平衡保护分析及改进措施

±500kV兴安直流输电工程接地极线路实施反事故措施后,极控系统不能区分直流线路故障和接地极线路故障,导致直流输电系统存在误闭锁风险,故接地极线路不平衡保护策略需进一步调整优化。通过分析接地极线路不平衡保护的动作逻辑和反事故措施实施前后不同的保护策略,并结合3起保护动作事故,研究了反事故措施对接地极线路不平衡保护运行可靠性的影响,分析了保护在运行中存在的问题,提出了增加接地极线路不平衡保护单独出口回路、减少系统单极大地回线运行时间的改进建议,可有效降低兴安直流输电系统误闭锁的风险。     

计及直流偏磁的输电线路距离保护动作特性分析

高压直流输电运行于单极大地回路方式或太阳耀斑活动都会引起直流偏磁现象。直流偏磁电流流入交流系统后改变了线路的传统运行环境,当输电线路发生故障时会产生新的故障特征,从而对距离保护的动作特性产生相应的影响。建立了相应的输电线路距离保护的系统模型,推导出了直流偏磁条件下阻抗继电器测量阻抗的表达式,并重点对双端电源系统的线路距离保护Ⅰ段的动作特性进行了分析,同时为了能够直观地衡量直流偏磁电流对测量阻抗的影响,引入直流偏移系数定量分析了偏磁电流对距离保护的影响。从理论上分析、比较了不同直流偏移系数条件下的距离保护动作特性,并利用PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的正确性。     

云广特高压极I低端阀厅F5避雷器动作导致60EL-2动作分析

±800 kV楚穗直流输电工程是世界上第一个±800 kV特高压直流输电工程,输送容量为双极5 000 MW。该工程采用双十二脉动阀组串联接线方式,每个极包括高端阀组和低端阀组两个阀组。2012年12月15日楚穗直流楚雄换流站孤岛调试实验时,由于极I低端阀厅F5避雷器动作,导致极I极差动保护87DCM、阀组短路保护87CSDⅠ段与接地极线路电流不平衡保护60EL-2动作,极I双阀组闭锁。在以往直流工程中阀厅避雷器动作非常少见,并且涉及到动作的直流保护较多,文中着重分析阀厅F5避雷器动作为何导致接地极线路电流不平衡保护60EL-2动作,并提出今后直流工程接地极绝缘设计的一点建议,供大家参考。     

南方电网直流输电系统接地极不平衡保护动作策略分析

接地极线路故障在南方电网所辖云广、天广、高肇及兴安直流输电系统中均有发生,接地极不平衡保护动作策略也经过多次研究和改进.在介绍4条直流输电系统接地极不平衡保护动作策略基础上,对比分析了各条直流输电系统接地极不平衡保护策略的异同,建议高肇、兴安直流接地极不平衡保护动作重启动策略按照云广、天广直流策略实施.根据单根接地极线...     

基于希尔伯特-黄变换的高压直流线路行波保护

为了提高直流输电线路保护的动作可靠性和准确性,采用希尔伯特-黄(Hilbert-Huang)变换分析了故障下行波波形,结合直流线路低电压等综合判据构成了一种直流输电行波保护新方案。该保护能利用对信号的经验模态分解更准确地提取故障行波特征,然后通过求行波信号高频固有模态函数分量的瞬时频谱分析提取故障特征、形成故障判据。该保护原理不但具有传统行波保护的所有优点,还具有抗干扰能力,可以用于捕捉直流输电线路故障时的行波头到达时间,对于直流输电故障定位具有一定实用价值。实际故障录波及仿真验证表明,该保护可以保证区内高阻接地正确动作.且在逆变侧交流短路故障或换相失败时不误动。     

混合直流输电线路电流暂态量保护方法研究

混合直流输电线路的拓扑结构与常规直流输电系统有很大的不同,现有的线路保护不能很好地满足其速动性和选择性要求。以昆柳龙直流工程为研究背景,基于短时傅里叶变换提出一种单端混合直流输电线路电流暂态量保护方法。该方法根据换流器直流侧故障电流增大量判断是否启动保护;根据短时傅里叶变换和时频谱分析判断故障是否发生在区域内;当故障发生在保护范围内且方向判别元件满足要求时保护动作。     

高压直流输电控制与保护对线路故障的动态响应特性分析

直流输电线路保护中,以电压变化率为动作判据的线路行波保护和低电压保护难以检测出线路高阻接地故障,线路差动保护需要通过闭锁躲避区外故障而使动作延时较长,从而难以起到后备作用。同时,直流控制系统环节对线路保护的动作特性也有很大的影响,小负荷水平下将导致线路电流波动而导致差动保护拒动。结合某一直流线路实际参数,基于真实的直流控制保护模型与参数的EMTDC仿真平台,采用实际故障录波分析和仿真分析相结合的手段,系统分析了线路保护不正确动作的机理以及直流系统控制环节对线路保护的影响,并提出了解决方案。     

±800kV云广直流输电线路保护的仿真及分析

建立包含控制系统阀控制层的±800kV云广直流输电系统仿真模型,对其以电量变化率为基础的行波保护作为主保护、电流差动保护作为后备保护的直流输电线路保护进行仿真,全面检测其保护动作特性。分析指出：电压变化率判据往往无法检出高阻接地故障,且受雷击干扰、冲击电晕和谐波的影响;电流差动保护是针对直流线路高阻故障的后备保护,它采用线路两侧电流差值的幅值为动作量,为避开区外交流侧故障和采样数据波动,最长延时会达到1.1s,在此阶段若阀组保护动作,将导致该极停运。建议采用＂保护原理冗余＂设计,即配置2套可互为补充的不同原理的保护系统。     

高压直流输电线路保护的探讨

对高压直流输电线路的故障特征及其线路保护进行了分析与探讨,针对直流线路故障的特点,对各种保护原理进行了简要分析,认为行波保护作为HVDC系统线路保护的主保护符合高压直流输电线路故障特征并具有绝对的优越性,为高压直流输电线路行波保护的分析与研究提供了理论基础。     

高压直流输电线路暂态保护分析与展望

现时高压直流输电线路保护广泛采用ABB或西门子保护方案和配置。通过对ABB和西门子行波保护动作特性仿真结果分析及运行经验表明,二者保护方案无法可靠、灵敏地切除高阻接地故障,且易受噪声等外界信号干扰。同时,对国内外直流线路暂态保护的新思想进行分析总结,提出了提高高压直流输电线路暂态保护抗过渡电阻能力及区内、区外故障暂态分析所必须解决的几个关键性问题,为日后高品质直流线路保护判据的提出提供研究方向。