高压电网自适应接地距离保护研究

为提高接地距离保护对高压电网高阻接地故障反应的灵敏性,提出了一种对过渡电阻Rg具有高度自适应动作边界的新型动作判据。根据接地阻抗继电器自适应动作判据的构成原则,在分析了负序电压极化的自适应阻抗继电器动作特性的基础上,分析了负序电压移相极化阻抗继电器的移相控制方法、移相极化的工作性能。分析表明,将负序电压根据近保护安装点侧系统的负序阻抗角的大小适当移相后作为极化电压,接地阻抗继电器对Rg不但有更好的自适应性,也保持了其方向动作的明确性。MATLAB仿真结果表明,新的动作判据确实提高了继电器对保护范围末端高阻接地故障动作的灵敏性和自适应性。     

基于补偿电压复合极化量的自适应距离继电器

方向阻抗继电器通常采用单一电压如正序电压作为极化量,其动作特性固定不变,不能自适应过渡电阻的变化.当高压输电线路发生单相经高阻接地故障时,过渡电阻可能导致阻抗继电器的稳态超越.在提高阻抗继电器自适应过渡电阻能力的同时,为避免因过渡电阻引起的不正确动作,利用补偿电压随过渡电阻变化的特性,提出了由补偿电压构成的复合电压作为极化量的阻抗继电器.在电压平面和阻抗平面分析了该继电器的动作特性,并以300 km线路500 kV双端电源系统为模型进行了仿真验证.理论分析和仿真计算表明该继电器具有较强的耐过渡电阻能力.     

基于负序电压极化的自适应阻抗继电器研究

提出了一种基于负序电压极化的自适应接地阻抗继电器方案,并对其动作特性进行了分析。该继电器可根据接地电阻的大小自动调整继电器的动作边界,对接地电阻有极强的自适应能力。同时,继电器不存在动作的“电压死区”,具有明确的方向性。通过Matlab仿真分析结果证明,该继电器具有优良的动作特性,在500kV的高压线路上有良好的耐受过渡电阻能力。     

自适应接地距离继电器的研究

根据自适应距离继电器的构成原则,提出了一种基于零序电压极化的自适应接地距离继电器。由于经过渡电阻单相接地时,测量点的零序电压与故障点的故障相电压有完全相同的变化规律,故能根据过渡电阻的大小自动调整动作边界,对接地电阻有很强的自适应能力。分析表明继电器的动作特性不受过渡电阻、负荷电流的影响,也不受继电器是位于送电侧还是受电侧的影响,同时具有明确的方向性。Matlab仿真分析结果也证明了该继电器的优良动作特性。     

基于负序电压极化的自适应阻抗继龟器研究

提出了一种基于负序电压极化的自适应接地阻抗继电器方案,并对其动作特性进行了分析。该继电器可根据接地电阻的大小自动调整继电器的动作边界,对接地电阻有极强的自适应能力。同时,继电器不存在动作的“电压死区”,具有明确的方向性。通过Matlab仿真分析结果证明,该继电器具有优良的动作特性,在500kV的高压线路上有良好的耐受过渡电阻能力。     

多相补偿接地距离继电器动作特性的分析与计算

按比较三相补偿电压与零序电流相位原理构成的多相补偿接地距离继电器具有容许较大过渡电阻的优点，是一种比方向阻抗元件更为合适的短线路接地故障保护方式。本文分析了该继电器在单相接地与两相接地故障时的动作特性，并讨论了反方向故障可能失去方向性，区外故障伴随振荡可能超越，以及零序电流助增的相位影响，相间电弧电阻的影响等问题。应用数字机对继电器的动作特性进行了计算，以校核分析的结果。还计算了方向阻抗元件的特性与多相补偿继电器进行比较。数字计算能计及电源各相序阻抗数值不等、阻抗角不同，以及负荷，相间弧光电阻等因素，可得出精确的结论。     

新型自适应姆欧继电器的研究

提出了一种基于自适应原理的新型姆欧继电器。该继电器利用自适应控制方法对记忆电压极化姆欧继电器进行了修改，改后的继电器具有对接地电阻的自适应性，可以根据接地电阻的大小自动地调整继电器动作边界。该继电器具有极强的抗过渡电阻的能力，其可靠性不受继电器动作边界变化的影响。仿真分析的结果证明：该继电器具有优良的动作性能，在500kV超高压长线路上可以反映高达800Ω接地电阻的单相故障。     

零序电抗继电器区外高阻接地误动问题的解决方案

分析了传统零序电抗继电器的动作性能,其动作特性具有随运行方式和过渡电阻变化的自适应性能,因此具有很好的耐受过渡电阻能力,但受电侧零序电抗继电器存在区外高阻接地故障时保护误动的问题。在分析了保护误动原因的基础上,提出了一种通过增加辅助姆欧阻抗继电器的解决方案。该方案解决了区外高阻接地故障时零序电抗继电器保护误动的问题,且同时在区内故障时具有较好的耐受过渡电阻能力,理论分析和仿真结果验证了该方案的有效性。     

跨电压等级同杆四回线接地距离保护的研究

详细分析了零序互感对接地距离保护的整定计算以及保护的动作特性的影响,推导了在不同运行条件下同杆四回线的零序补偿系数的计算公式, 并且对各种情况下的零序补偿系数进行比较以确定在整定计算中采用的算法从而保证接地距离保护的正确动作。在此基础上,给出了不同电压等级同杆四回线零序补偿系数的计算方法以及补偿电压的计算方法,且对于带补偿系数的接地距离保护进行了仿真研究,仿真结果表明,该接地距离保护的抗过渡电阻能力比较差。为了提高接地距离保护的抗过渡电阻能力,研究了接地多相补偿距离继电器在不同电压等级的同杆四回线的接地保护中的应用,详细分析了过渡电阻对零序电抗继电器的影响。该零序电抗继电器具有较强的抗过渡电阻的能力,对于不同电压等级的同杆四回线路,不失为一种有效的接地保护方式。     

跨电压等级同杆四回线接地距离保护的研究

详细分析了零序互感对接地距离保护的整定计算以及保护的动作特性的影响,推导了在不同运行条件下同杆四回线的零序补偿系数的计算公式,并且对各种情况下的零序补偿系数进行比较以确定在整定计算中采用的算法从而保证接地距离保护的正确动作.在此基础上,给出了不同电压等级同杆四回线零序补偿系数的计算方法以及补偿电压的计算方法,且对于带补偿系数的接地距离保护进行了仿真研究,仿真结果表明,该接地距离保护的抗过渡电阻能力比较差.为了提高接地距离保护的抗过渡电阻能力,研究了接地多相补偿距离继电器在不同电压等级的同杆四回线的接地保护中的应用,详细分析了过渡电阻对零序电抗继电器的影响.该零序电抗继电器具有较强的抗过渡电阻的能力,对于不同电压等级的同杆四回线路,不失为一种有效的接地保护方式.     

110 kV电阻接地系统零序方向电流保护的整定研究

中性点经合适阻值的电阻接地,能有效抑制单相接地故障造成的负荷侧电压暂降,明显提高供电质量。但中性点电阻的接入改变了系统的零序阻抗,导致零序电流、电压的大小和分布以及它们之间的相位差与中性点直接接地系统有很大的不同。通过对其零序电流电压特点的分析,推导出110 kV中性点经电阻接地系统零序电流保护的整定计算方法,修正了中性点经电阻接地系统零序方向元件的动作条件。据此对一个改造的110 kV系统进行了整定计算,并通过现场试验和试运行证明了其正确性。     

零序导纳法馈线接地保护的研究

提出了采用测量线路零序导纳进行接地保护的新原理,讨论了直线式导纳继电器的接地保护判据。该原理克服了传统的小电流接地系统故障选线方法安装不便,可靠性不高等不足。只需测量本线路的零序电压、零序电流基波分量,适合在馈线保护中实现和就地终端单元（FTU）上安装,可行性高。经EMTP仿真分析表明：该方法具有较高的保护精度,能满足高阻接地保护的要求。     

新型谐振接地系统接地故障全补偿方法

针对传统消弧线圈无法补偿有功电流和抑制间歇性接地故障等难题,提出了一种谐振接地系统接地故障全补偿新方法。系统正常运行时,通过注入信号谐振精确测量系统对地绝缘参数,根据绝缘参数计算补偿元件值;当发生接地故障时,利用故障电流的相位选出故障相,然后在故障相的滞后相投入阻容性补偿元件,将故障相电压抑制为0,实现接地故障电流全补偿。仿真分析表明,所提方法不受过渡电阻影响,能快速抑制故障相电压,实现配电系统接地故障电流的全补偿,有效抑制间歇性接地故障,且操作简单可靠、成本低。     

Hidden failure identification and protection of multi‐grounding fault in secondary circuit of potential transformer

Hidden failures as potential faults in relay protection are lethal for power systems. Multi‐grounding fault in the secondary circuit of a potential transformer (PT) is a typical hidden failure. When this hidden fault happens, zero‐sequence voltage of computer relaying will shift. Then it will result in the mis‐operation of zero‐sequence directional protection, which may cause a cascading failure. In this paper, we analyze the impact on zero‐sequence directional protection caused by multi‐grounding fault first. Then in order to solve the problem, we analyze the characteristic of the affected voltage and current. We find that the zero‐sequence voltage of the special phase is in phase with its negative sequence voltage under normal circumstance, but this is not true in this hidden failure. As a consequence, we propose an identification method of multi‐grounding fault in a PT and a new zero‐sequence direction algorithm that can avoid the mis‐operation of the zero‐sequence directional protection. Finally, the results of simulation prove the correctness of the theoretical analysis and the effectiveness of the identification method and the new zero‐sequence direction algorithm. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

Adaptive Impedance Relay With Composite Polarizing Voltage Against Fault Resistance

As the conventional relay usually takes the bus voltage as a polarizing voltage, its operating characteristic is fixed and cannot adapt to fault resistance. To enhance the capability against fault resistance, based on the compensated voltage changing with fault resistance, a kind of adaptive impedance relay with composite polarizing voltage is presented in this paper. On the other hand, the operating boundary of the adaptive relay may enter into an ldquoinphaserdquo area along with the increase of fault resistance. To prevent the adaptive relay from maloperation in the ldquoinphaserdquo area, a new additional blocking component is also proposed. Both the adaptive relay and the blocking component were all analyzed in the voltage plane and the impedance plane. Theoretical analyses show that both of them have circular characteristics with greater resistive tolerance. The performance of the relay has been demonstrated on a two-source 500-km line 750-kV system.     

逆变型分布式电源接入对接地距离保护的影响与对策

针对IIDG接入系统的110 kV联络线金属性单相接地故障,分析了线路两侧正序电压极化接地距离保护的动作性能,指出存在由故障位置和IIDG容量决定的保护失效功率边界,若负荷无功高于此边界,IIDG侧接地距离保护在正向区内故障时拒动、在正向区外故障时误动,电网侧接地距离保护在反向区外故障时误动。提出两种应对策略,对策一将IIDG接入的110 kV变压器中性点直接接地,此时正序电压极化原理仍适用于IIDG接入系统;对策二采用零序无流判据和相电压极化距离元件构成接地距离保护方案,该保护判断不受IIDG接入的影响且无死区问题。