基于采样值相关度比较的母线保护方案

对母线各支路电流采样值在每个采样点进行数据处理,将处理结果作为计算相关度的依据,利用其在母线区内外故障及电流互感器饱和时的波形相关度特点,构造出具有自适应制动特性的母线保护判据。该判据基于瞬时采样值并综合多个采样值的信息来区分母线区内外故障,计算数据窗长较短,对频率偏移和谐波的影响也有一定的抵御能力。大量的动模实验表明:该判据能够快速、可靠地判别母线区内外故障,并具有一定的抗电流互感器饱和能力,在母线区内故障有汲出电流的情况下,保护灵敏度不受影响,定值整定借鉴传统比率差动的整定思想,简单易行,配合形态滤波等快速前置滤波单元,可构成一种较理想的母线主保护方案。     

母线差动保护区外转区内故障再动作判据

文中根据故障时母线差动保护制动电流突变大的特点提出了保护启动判别方案,在启动之后保护连续判断3个差流采样点的幅值是否变化的特征,确定故障是区内故障或区外故障。判为区内故障时,开放差动保护,判为区外故障时,闭锁差动保护。考虑到由区外故障转换为区内故障时差动保护能够可靠动作,保护判为区外故障后需要投入差动保护的再动作判别;提出了2种基于差动电流采样值的差动保护区外转区内故障再动作方案。一种是基于差动电流采样值的再动作方案;另一种是将差动电流采样值差分处理后的差分再动作方案。     

按支路计算制动的母线三折线比例差动保护

常规母线保护比例差动区内故障和区外故障制动特性相同,区外抗CT饱和的能力受到制动系数提高的限制。根据母线区内故障和区外故障时短路电流的分布特点,提出了按支路计算制动电流的母线保护比例差动原理。各支路的制动特性取为非线性的两段折线特性,制动电流按支路分别计算再求和。新方法区内故障时动作特性和常规差动相同,区外故障时提高了制动电流,在各支路CT变比不同时制动能力也更强。算例分析和仿真表明,区外故障时的抗饱和能力较常规差动提高了30％。     

基于故障分量的采样值相关差动母线保护

针对采样值差动保护动作边界不易确定并易受干扰的问题,提出一种基于故障分量的采样值相关差动母线保护新方法,利用母线区内、外故障时故障分量差电流和制动电流的相关度大小和分布规律来识别故障。该方法采用短数据窗连续计算相关度,计算结果为采样值积分归一化值,对不良数据和电流互感器饱和有较强的抵御能力,动作边界确定,定值整定简单。动模试验结果表明：该方法能够快速、可靠地切除母线故障,具有较好的保护性能和一定的实用价值。     

应用于低频电力系统的母线差动保护判据研究

随着清洁能源的快速发展,新能源结合柔性低频交流输电成为新的发展方向,为满足低频交流输变电系统的工程应用需求,常规交流继电保护须开展适应性研究。本文从母线保护出发,探讨现有母线保护原理,分析不同采样间隔对采样值积算法结果的影响。针对20Hz低频系统,基于采样值积算法提出一种低频母线差动保护新判据,利用采样值积算法快速计算故障特征量,并结合瞬时值判据保证故障判断的可靠性。测试结果表明,基于新判据的低频母线保护能够满足现有技术规范对母线保护的可靠性及速动性要求,母线区内故障时整组动作时间小于20ms,母线区外故障时低频母线保护可靠不动作。     

母线充电时投入母差保护的必要性分析

变电站的母线是电力系统最重要的电力元件之一,起着传输电能的作用。当母线发生故障时,如果母线差动保护不能瞬时可靠动作,将直接影响电力系统的安全稳定运行,造成严重后果。变电站母线检修作业完成后,利用母联开关给检修母线充电时,运行人员往往将母线差动保护完全退出,只投入母联充电保护。文中根据母线差动保护、母联充电保护及母联死区保护原理,对各类型故障进行分析,以此证明在对空母线充电时,投入母差保护的必要性。     

基于瞬时阻抗的母线保护新原理

提出了一种基于瞬时阻抗的母线保护新原理,将母线内部故障状态等效为一个电感电路模型,并分别定义了母线的瞬时等效阻抗值与瞬时制动阻抗值.当母线发生内部故障时,二者大小相等,均反映母线上各支路阻抗的并联值,其值相对较小;当母线发生外部故障时,无论电流互感器(TA)饱和与否,瞬时等效阻抗值至少大于2倍的瞬时制动阻抗值.据此可以准确区分母线的内、外部故障,使得保护能够快速动作或者可靠制动.基于新原理的母线保护无需配备专门的TA饱和识别元件.保护判据不受过渡电阻的影响,具有明确的动作边界.而且原理本身对于各次谐波及非周期分量都适用.EMTP仿真验证了其可行性.     

一种抗通信延时及丢包的差动保护算法

提出一种基于三阶动态时间弯曲(DTW)算法的变压器差动保护算法。该方法利用差动保护两侧数据窗内的电流采样值构成最短距离矩阵,通过最短距离搜寻算法,在该矩阵内寻找到一条最短路径,将该路径所经过的局部最短距离元素的总距离的平均值作为两侧采样电流的差流。在数字化变电站由于通信原因造成数据延时及数据丢包的情况下,利用该差动保护算法,可使得区外故障时保护不误动作;区内故障时,保护可靠动作。仿真验证了不同延时状况及不同丢包率情况下,区内、区外故障时常规相量差动保护及DTW差动保护的动作性能。结果表明,DTW差动保护在抗延时性能、抗丢包性能及灵敏性上明显优于常规相量差动保护。     

光纤纵差保护在110kV线路的应用

<正>纵联差动保护具有原理简单、运行可靠、动作快速准确等诸多优点,而且这种保护无须与相邻线路的保护在动作参数上进行配合,可以实现全线速动。因此,汕尾供电局在部分110kV线路中采用了光纤纵差保护。1线路光纤分相电流纵差保护原理分析光纤分相电流差动保护借助于线路光纤通道,实时地向对侧传递采样数据,同时接收对侧的采样数据,各侧保护利用本地和对侧电流数据按相进行差动电流计算。根据电流差动保护的制动特性方程进行判别,判断为区内故障时动作跳闸,判断为区外故障时保护不动作。     

基于小波包变换的母差保护

TA饱和时,母线大差电流波形发生严重畸变,传统全电流比较原理母线差动保护很难判定区内或区外故障。基于小波包变换原理提出一种母线差动保护新方法。该方法应用小波包对大差电流进行变换,提取高频小波包系数来判定区内或区外故障。大量的仿真结果表明,该母线差动保护方案准确可靠。     

基于虚拟阻抗模型的电流互感器饱和判据

提出一种虚拟阻抗模型的电流互感器饱和判别方法,它可以有效地识别区内外故障因电流互感器(TA)饱和对差动保护的影响。在电力系统的线路、母线、主设备等一些差动保护中,区外故障时,在大的短路电流作用下TA饱和容易造成保护误动。基于RL模型的短数据窗算法可以测得保护安装点的二次等效系统阻抗,它可以等效到在系统故障增量模型中虚拟一条阻抗支路。区内外故障TA饱和时,该支路虚拟阻抗会发生明显的变化。分析该阻抗在TA饱和与否情况下的变化规律,利用这种变化规律可以可靠、灵敏地判别出区内外故障TA饱和,是否闭锁差动保护,提高差动保护的可靠性。     

高压直流线路区内外故障判别新方法

采用理论推导与仿真分析相结合的方法对高压直流线路区内和区外故障的电压以及电压变化率的暂态特性进行了研究,发现区内外故障的电压变化率最大值出现时刻存在明显差异。利用该特性区分高压直流线路区内外故障。基于PSCAD/EMTDC的仿真测试结果表明,所提方法能可靠识别直流线路区内外故障,且耐受较高的过渡电阻,所需采样频率较低、时间窗短,可基于现有软硬件平台实现。     

差流动态追忆法的研究

母线保护中存在母线经高阻接地故障易导致差流特性不明显和母线区外故障易造成电流互感器严重饱和的现象。针对此在SGB750数字式母线保护装置中采用了突变差量电流快速启动及常规差电流慢速积分启动的双启动原理来区分检查各种特性的差流;采用差流动态追忆法抗区外故障电流互感器饱和,通过提取差流的突变量值和对饱和拐点进行分析以区分区内外故障。大量的动态模拟试验证明,这2个原理能抓住故障电流互感器传变特性,快速有效地判断出系统所发生的故障类型,判据准确可靠。     

基于单端电气量的多端柔性直流配电系统暂态保护

随着配电系统结构的发展与变化,传统交流配电系统、高压直流输电系统的保护原理无法适用于多端柔性直流配电系统。目前所提直流配电线路的保护方案有2种思路:基于线路两端信息和基于线路单端信息。前者需要通信通道,要求两端数据的同步,动作速度慢;后者需要构造保护边界,增加系统经济成本。基于此,提出了一种基于单端电气量、无需构造保护边界的多端柔性直流配电系统暂态保护方案。首先,分别计算线路一侧的正、负极暂态电压与其正常稳态电压的标准差系数识别故障极。然后,分析发生区内故障时各电气量的时域解析关系,分别推导出单、双极故障时的微分方程以计算故障距离,从而实现区内、外故障的快速、可靠识别。最后在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型。仿真结果表明,所提保护方案在各种故障情况下仅基于本地信息即可有效识别故障极和区内、外故障,有较强的抗过渡电阻及抗干扰能力,满足直流配电网对保护速动性与选择性的需求。     

应用电子式电流互感器的变压器差动保护研究

电磁式电流互感器在电力系统故障情况下可能发生饱和，常导致继电保护装置误动或拒动。利用电子式电流互感器无饱和的特点，在动模试验环境下，研究了应用电子式电流互感器的变压器差动保护性能，指出电子式电流互感器采用空心线圈，没有饱和现象，可正确反映故障情况下各次谐波含量，提高变压器保护区外故障时动作的安全性、区内故障时动作的可靠性以及基于谐波制动原理的差动保护动作速度。结合实际应用中的问题，指出GPS硬件时钟同步法是解决数据同步采样问题的优选方案，并对应用电子式互感器的差动保护新原理的研究进行了简要探讨。     

应用电子式电流互感器的变压器差动保护研究

电磁式电流互感器在电力系统故障情况下可能发生饱和，常导致继电保护装置误动或拒动。利用电子式电流互感器无饱和的特点，在动模试验环境下，研究了应用电子式电流互感器的变压器差动保护性能，指出电子式电流互感器采用空心线圈，没有饱和现象，可正确反映故障情况下各次谐波含量，提高变压器保护区外故障时动作的安全性、区内故障时动作的可靠性以及基于谐波制动原理的差动保护动作速度。结合实际应用中的问题，指出GPS硬件时钟同步法是解决数据同步采样问题的优选方案，并对应用电子式互感器的差动保护新原理的研究进行了简要探讨。     

高压输电线路双端暂态电压保护新算法

研究了利用高压输电线路两端暂态电压信号实现保护的方法。分析了区内和区外故障时线路两端高频暂态电压信号的差异,推导出暂态电压含量比和暂态电压奇异度比。利用信号的小波变换结果计算出以上比值,并由此构造出了双端暂态电压保护判据,同时给出保护定值的设定原则。利用不同位置和类型故障的仿真对算法进行了验证,算法判别准确可靠,选择性好。     

逆变侧换流变压器故障性涌流产生机理及其对差动保护的影响

针对特高压直流系统逆变侧阀侧接地故障可能引发换流变压器故障性涌流的问题,讨论故障位于不同电压等级换流桥以及不同时刻下阀桥通断情况的差异,分析换相失败后阀侧故障电流特征,阐述逆变侧故障性涌流产生机理及其特征。在此基础上,分析计及故障性涌流影响的换流变差动保护动作特性。研究结果表明,故障性涌流可能导致换流变区外转区内故障时差动保护误闭锁,针对该问题,根据故障时阀侧电流直流分量发生极性反转的特点,提出一种新的防止差动保护误闭锁的解决方案。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了理论分析的正确性。     

母线保护电流互感器断线判据的分析及改进判据

母线差动保护一般都配置电流互感器断线判断功能,以提高差动保护的可靠性。按照现有规范,当母线支路发生电流互感器二次断线时,需闭锁差动保护;当母联间隔电流互感器发生断线时,不闭锁差动保护。因此电流互感器断线判据的选择将影响母线差动保护的正确动作。从大负荷电流互感器断线、不完全电流互感器断线、高阻接地故障、单电源系统等多个角度分析现有母线电流互感器断线的判据存在的问题,并在此基础上提出了新的母线电流互感器断线判据:对于接入电压的母线保护,采用灵敏的电压判据作为辅助判据,对于无电压引入的母线保护,采用支路零序电流与差流的比值及差值作为辅助判据。试验结果表明,所提判据能够准确有效地识别电流互感器断线与故障,当发生电流互感器断线时,可靠闭锁差动保护,而当母线发生故障时,不会影响差动保护的快速性。     

基于故障分量正序、负序和零序综合阻抗的线路纵联保护新原理

提出了故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的概念。发生区外故障时,故障分量正序综合阻抗等于线路正序容抗,负序综合阻抗等于线路负序容抗,零序综合阻抗等于线路零序容抗,数值较大;被保护线路上发生区内故障时,故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗分别反映系统和线路的正序、负序和零序阻抗,数值较小。根据该特征,可以区分线路上是否发生故障,据此提出了基于故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的纵联线路保护原理,不需对电容电流进行补偿,灵敏度高,不受过渡电阻的影响,整定原则明确,定值裕度大。