适用于弱电强磁平行线路的序分量方向元件

针对于弱电强磁情况下平行线路相邻线接地故障时引起本线路零序方向元件误判的问题,分析了不同故障下各电压序分量的特点,基于不同的电压序分量,形成了零序方向元件。该方向元件根据不同故障类型,使用零序电压与正序电压合成方式作为比相参考电压。新提出的零序方向元件在弱电强磁的平行线路系统中能正确判别故障方向,防止纵联零序方向保护的误动,PSCAD仿真验证了该方向元件的有效性。     

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。     

正序电压电流补偿的方向元件

提出了一种基于正序电压电流补偿的方向元件,可用于高压输电线路纵联方向主保护。给出了补偿阻抗的确定方法,在经过合适的阻抗补偿后,该方向元件能够反应系统全相及非全相状态下各种不对称故障,不受系统振荡的影响,在启动元件启动后整个过程能长期投入运行。对于线路发生三相短路的解决办法是补偿加入电压电流的正序故障分量。用电力系统动态模拟试验的故障录波数据对该方向元件进行验证,结果表明,该方向元件能有效、可靠地判断出故障方向。     

接地故障零序方向元件拒动保护改进方案

对于大电源长线路的输电系统,当线路末端发生接地故障时,虽然零序电流达到定值,零(负)序方向元件由于零(负)序电压可能达不到方向元件的门槛值,造成保护拒动.针对这类问题,提出了2种解决方案:一种是当零(负)序方向元件由于零(负)序电压可能达不到方向元件的门槛时,以正序电压代替零(负)序电压作为零序电流方向判别;另一种是采用无方向零序电流反时限过流保护作为接地故障后备保护,并提出了新的电流互感器断线方案,解决了国内保护装置电流互感器断线与反时限零序后备存在的矛盾.     

基于模糊逻辑的UPFC线路新型正序故障分量方向元件

统一潮流控制器(UPFC)可以灵活控制线路潮流,提高电力系统运行稳定性,但其接入会对线路保护的动作性能产生影响。针对UPFC线路正序故障分量方向元件在反方向故障时易发生误动的问题,提出了基于模糊逻辑的适用于UPFC线路的新型正序故障分量方向元件。首先,通过增加UPFC线路侧电压互感器,与原有的母线电压和线路电流测点组成新型保护单元。在此基础上,对传统方向元件的动作区域进行划分,进而应用模糊逻辑,通过设置合理的隶属度函数、权重和故障方向判据,利用综合隶属度函数实现故障方向的判别。最后,基于PSCAD/EMTDC的大量仿真结果表明,新型方向元件在UPFC不同运行方式、不同故障类型和过渡电阻等条件下,均可正确判别故障方向,保障了UPFC接入后电网的安全可靠运行。     

同杆并架输电线路跨线故障识别元件

通过对线路发生单纯性故障与跨线故障情况下的正、负序故障分量阻抗关系和正、负序故障分量电流幅值关系的分析,提出了一种判别电力系统发生跨线故障的判别元件。单纯性故障时,正负序阻抗角相等、正负序阻抗幅值相等、正序故障分量电流幅值不小于负序电流幅值;而当发生跨线故障时,以上关系不再成立,由此便可以得到系统发生跨线故障的判据。该判别元件原理简单,动作灵敏度高,EMTP仿真和现场录波数据验证了该判别原理的准确性。     

基于阻抗幅值波动差异的新型参数识别方向元件

针对故障分量方向元件在大规模双馈风机并网不适用的问题,提出了基于正序阻抗幅值波动差异的新型参数识别方向元件。首先,将风电场正序阻抗波动量化,分析阻抗波动对正序故障分量方向元件影响,得到正序故障分量方向元件在风电场送出线路的拒动边界。其次,基于Prony算法结合带通滤波器提取工频量,分析送出线路风电侧正、反方向故障正序阻抗幅值变化特征。最后,引入去趋势波动分析(detrended fluctuation analysis, DFA)计算波动函数,构造新型参数识别方向元件动作判据,实现故障方向判别。仿真结果表明,提出的参数识别方向元件不受风电场运行工况、故障类型和系统振荡的影响。当过渡电阻达到100Ω时,仍能正确判别故障方向,具有较强的抗干扰性能,适用于含风电接入的弱馈型电力系统。     

固定串补电容对工频故障分量继电保护的影响

固定串补电容对工频故障分量继电保护有一定的影响。按Ｋ（Ｚｚｄ－Ｘｃ）整定保护范围时,故障分量距离元件可用于快速切除近端故障,对于远区故障,拒动、误动均有可能。当串补电容的容抗小于系统电源的正序阻抗（含短路点至电源的正序线路阻抗）时,故障分量方向继电器可用于串补线路。     

基于正序电压替代的零序功率方向补充比相方案

输电线路发生接地故障时,可能因零序电压不满足灵敏度要求,导致零序方向元件不能正确动作。针对上述问题,文中系统阐述了各种不对称接地故障下,系统各点故障前后正序电压的相位偏差、过渡电阻对各序分量相位的影响、正序与零序电压间最大相位偏差、送端与受端功角对该相位差的影响等,并据此提出了零压不够时采用正序电压代替零序电压进行比相的补充方案。理论研究及实时数字仿真系统（RTDS）仿真表明,新方案区外故障时不误动,区内故障基本正确动作,从而较大程度地改善了零序方向保护的整体性能。     

基于正序故障分量的方向元件性能分析

基于正序故障分量的方向继电器是一种新型故障方向判别元件。为全面了解该元件的工作性能,在500kV输电系统模型上,对振荡伴随不同类型短路和非全相运行情况下方向元件的动作行为进行仿真计算和分析。仿真结果表明,基于正序故障分量的方向元件适应于所有故障类型,不受负荷电流影响,无电压死区,灵敏度高。     

高压电缆-架空线混合线路重合闸新判据

提出了基于两侧电流信息的新型电抗继电器,以及带并联电抗器线路的瞬时故障识别判据构成的全新的综合判据。新型电抗继电器利用线路两侧电流获得故障点的电流,进而利用故障点的电流作为极化构成的理想零序电抗器,由该电抗器来界定是架空线路段故障还是电缆线路段故障,与传统的基于单侧电流信息的电抗继电器相比更为精确。另外,结合带并联电抗器线路的瞬时故障识别判据,能确保带并联电抗器的混合线路在发生永久性故障时可靠闭锁重合闸,避免了重合于永久性故障对系统带来的冲击。基于上述两种判据的综合判据实现了电缆段故障及永久性故障闭锁重合闸的要求。EMTDC及RTDS实验验证了该综合判据的有效性。     

三侧同杆双回线互联的T型线路测距新方法

根据同杆双回线的特性建立了同杆双回线构成的T型线路的反序正序网络,提出了基于反序正序电流的故障测距方法。在双T型线路中,反序正序网络的电气量具有完整的T字型线路的正序电气量的特点,该特点可以用来故障测距。当双T线路发生故障时,由故障支路的母线处的电气量计算到故障点的反序正序电压等于由支接点T的等值反序正序电气量计算到故障点的反序正序电压,利用反序正序电压在故障点相等的等量关系可以进行精确故障测距。大量的EMTP仿真结果表明,所给出的故障测距方案是准确的,并且在由同杆双回线构成的T型线路故障测距中显示出较大的优势。该测距方法的精度不受故障支路、故障类型、系统运行方式、故障点过渡电阻等因素的影响。     

自动跟踪补偿消弧装置的选择与应用

自动跟踪补偿消弧装置能实时监测电网电容电流的大小,在正常运行时电抗值很大,相当于中性点不接地系统,在发生单相接地故障时能在极短时间内自动调节电抗值补偿电容电流,将接地故障电流限制在允许范围内,保证系统的可靠运行及人身和设备的安全.     

配合于零序电抗继电器的方向性选相元件

针对零序电抗继电器有较强的抗过渡电阻能力，但没有方向性和选相功能的特点，本提出采用负序突变量方向元件来判别故障方向，采用正序电流作为极化量的选相元件来选相，即方向性选相元件。该元件与零序电抗继电器相配合，具有很强的抗过渡电阻能力，方向性明确，且能正确选相。     

交直流混联电网突变量选相元件动作性能分析

交直流混联电网受端交流系统发生故障时,其背侧系统正、负序等值阻抗不再近似相等,从而对现有继电保护产生不利影响。文中分析了交直流混联电网受端输电线路相电流差突变量选相元件的动作性能,指出现有相电流差突变量选相元件应用于交直流混联电网时,在单相接地故障情况下由于逆变侧系统正、负序阻抗相差较大,从而引起各侧正、负序电流分配系...     

500kV自耦变压器中性点串接小电抗对继电保护装置的影响

以500 kV电网单台主变压器中性点串接小电抗接地的系统模型为基础,从不同故障位置、小电抗阻值线路长度及系统运行方式等方面分析500 kV变电站220 kV侧母线发生接地故障时线路零序过流保护、零序方向保护、主变压器中性点零序过流保护以及变压器差动保护受到的影响,说明500 kV自耦变压器中性点串接小电抗是抑制500 kV变电站220 kV侧母线单相短路电流的有效措施。     

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。     

超高压输电线路接地电抗继电器研究

分析了输电线路在各种运行方式情况下零序电抗继电器(即以零序电流为极化量的接地电抗继电器)的动作特性.结果表明其位于送电侧、受电侧以及线路空载时具有不同的保护性能,同时在线路出口故障时存在死区.以负序电流作为极化量,利用保护安装侧电源电压相位判定同相点,实现了接地电抗继电器的改进动作判据.新判据解决了出口高阻故障保护拒动问题.提高了受电侧或空载线路上的接地电抗继电器抗高阻故障的能力.理论分析与仿真测试验证了接地电抗继电器改进判据具有较高的可靠性与灵敏性.