大型同步调相机的启机过程分析与启机保护实现

近年来,随着电网“强直弱交”的问题日渐突出,同步调相机重新受到关注。300 Mvar大型同步调相机已陆续在国内多个换流站投入应用。因调相机启机方式存在特殊性,汽轮或水轮发电机组、抽水蓄能机组启机保护不完全适用于调相机,有必要对调相机启机过程及其保护配置和算法进行研究。针对不同类型的机组采用对比方式,分析了调相机的启机过程及其启机各阶段的三相短路电流特征。提出了更可靠、更快速的包含主变启机速断保护和励磁变启机差动保护在内的启机过程全区域保护。同时也提出了适用于调相机启机过程宽频率、宽电压变化的相角和幅值的修正方法。仿真结果表明,幅值计算误差改善明显,满足保护精度要求。     

超短线快速光纤纵联电流方向保护的实践

介绍一种用于短线和超短线上反应短路故障的新型全线速动保护,它借助光纤作为通道,按移频键控制式工作(FSK)。保护方案是基于方向判别的超范围允许传送跳闸方式(POTT),为适应一侧无电源或弱电源馈电要求,该微机型保护装置还设置了转发跳频和弱馈跳闸电路。     

用时域连续有限冲激响应滤波器进行过零测频的方法

根据时域连续有限冲激响应滤波器的原理设计了短窗窄带带通连续滤波器。该滤波器通过处理输入离散采样信号获得连续信号并抑制谐波噪声，改进了过零测频方法。对含有40%低频和高频谐波的500 kV线路的故障电压进行仿真，试验结果表明当采样数据的窗长为4个工频周期时，该方法的测频误差小于0.05 Hz，且延时仅为2个工频周期，其抗谐波、抗噪声和动态响应特性优于傅氏测频法，能够满足电子式互感器应用环境下实时测频的要求。     

适用于母线保护的电子互感器采样频率转换算法

在电子式互感器应用环境中，母线保护连接不同采样频率的电子式电流互感器（ECT）时，需要将原始采样频率不同的采样数据转换为同一采样频率。文中提出了时域连续有限冲激响应滤波器的概念，并以此为基础构造了连续数字低通滤波器，从电子式互感器输出的离散采样数据恢复出连续信号，重新计算出任意时刻的采样值。用含丰富谐波信号的1 000kV线路故障电流进行的计算分析表明， 4 kHz/2.4 kHz采样频率转换，该算法在数据窗长6个采样间隔（延时为0.75 ms）时，其峰值瞬时值误差均小于0.66%，精度和实时性能满足母线保护的要求。     

电子式互感器接入的光纤差动保护数据同步方法

指出了电子式互感器(ET)接入的线路光纤差动保护在数据同步方面遇到的主要困难,分析了全球定位系统(GPS)同步方法与传统数据同步方法的局限.提出了利用改进插值法进行数据同步的新方法.该方法不依赖于任何外部设备,可靠性高;不调整采样时刻,适应于IEC 60044-8标准规定的合并单元功能结构条件,并能灵活适用于线路一侧为ET一侧为传统互感器的情况.数据同步的目标始终是要保证参加差动运算的电压电流量追溯到一次侧是同一时刻的,为此,各侧ET二次变送延时的影响必须被计及到保护装置的数据同步过程之中.对保护装置而言,补偿两侧ET二次变送延时的时间差是数据同步的核心内容.对需要配置光纤差动保护的线路,ET的合并单元最好能够提供符合IEC 60044-8标准的数据输出接口.     

基于Kaiser窗的改进傅氏测频算法

快速、准确测量电频率是电网及电气设备运行、控制、调节的重要基础。电压的谐波和噪声会影响频率的测量,特别是分布式发电引入了各种电力电子设备,产生的谐波较大,谐波中不仅包含整次谐波,还包含有大量的非整次谐波。常规傅氏测频法抗非整次谐波和噪声能力弱,测频精度会受到一定影响。提出了一种基于Kaiser窗的改进傅氏测频算法,提高了谐波和噪声环境下的测频精度。仿真结果显示改进测频算法的测量误差小于0．005Hz,优于常规傅氏算法。     

基于二次谐波的自适应制动涌流方案

讨论了几种二次谐波变压器差动保护的原理,分析了各自的可靠性和灵敏性,结果表明:虽然采用二次谐波制动原理,但是不同制动涌流的方式,制动效果存在较大的差别.二次谐波制动原理在特高压大型变压器保护中的应用还有待进一步改进和完善.在总结二次谐波制动的特点后,提出了改进的制动方式,同时针对励磁和故障时直流衰减的不同提出了自适应二次谐波的制动方式.应用该方法差动保护明显优于采用传统二次谐波制动判据的保护,具有较好的工程应用价值.     

保护用电流互感器传变特性分析

电流互感器(CT)是继电保护的数据源头。随着电网建设的发展,各种不同类型CT混联接入继电保护装置的情况越来越多,对继电保护适应性提出了新的课题。针对这一问题,从单个CT的传变特性分析着手,首先分析了P级和TPY级电磁型CT的传变特性,指出了影响电磁型CT传变特性的主要因素。推导并建立了TPY型CT等值电路模型,从理论上解释了TPY级CT剩磁较低的原因。同时,采用Jiles-Atherton磁滞回线理论,对TPY级CT进行了仿真,并分析了TPY级和P级CT暂态传变特性的差异。研究并得出了电磁型CT暂态饱和的特征和规律。推导了罗氏线圈型电子式CT完整的传变公式,从数学上指出了其与电磁型CT传变特性的一致性。最后,在此基础上,综合分析了三种CT传变特性差异及对继电保护的影响。     

特高压母线故障暂态高频电流特征和母线保护应对措施

为计算复杂电力网络故障暂态分量的初始幅值、相位、频率和时间常数,开发了一套新的频域计算方法和研究工具。利用该工具系统分析了1000kV特高压母线故障暂态高频电容电流的特征和规律。分析结果表明高频电容电流的频率主要决定于系统参数和运行方式,幅值主要取决于故障初始电压相角和故障过渡电阻,时间常数主要取决于故障过渡电阻。在此基础上提出了谐波相量差动新原理。用相量法构造短窗滤波器从各支路故障电流中提取高频电流相量作为动作量,构成相量差动。与常规采样值差动相配合,可以将动作速度提高到半个周期。     

基于电流互感器线性传变区检测的母线采样值差动保护

根据电流互感器(TA)饱和时每工频周期内线性传变区和饱和区存在周期性间隔重复,且线性传变区之间的间隔通常短于1/2工频周期的规律,提出基于TA线性传变区检测的母线采样值差动保护新方法：首先利用采用值差动原理确定线性传变区的位置,如果在差流1/2周期里没有出现线性区,则开放保护,否则说明TA发生饱和,闭锁保护1/2周期。在后续的工频周期中,同样的判断重复进行,直至保护动作或者启动退出。该方法提高了保护对发展性故障的动作速度和灵敏度,动模验证表明多数情况下可以在1/2周期内快速判断,区外故障时具有很强的抗TA饱和能力。