交直流混合电网中直流50 Hz和100 Hz保护研究

对于远距离、大容量、交直流并联运行电网,交直流控制保护的配合对电网的安全稳定有着重要的影响。直流基频和2次谐波保护是交直流系统间相互配合的基本保护功能。利用EMTDC仿真软件和实时数字仿真(RTDS)对交直流混合运行电网中直流系统50Hz和100Hz保护整定原则进行了深入研究,提出了与交流系统故障清除时间和直流主设备承受能力相配合的100Hz保护整定原则,并给出了基于EMTDC仿真的定量计算方法。该整定原则已应用于南方电网的天广、高肇和兴安直流输电系统,解决了南方电网中存在的交直流保护不配合的关键问题。     

高岭背靠背直流50 Hz和100 Hz保护动作分析

在详细介绍50 Hz和100 Hz保护原理的基础上,结合高岭背靠背直流工程调试阶段出现的50 Hz和100 Hz保护动作情况,利用PSCAD/EMTDC数字仿真软件对高岭背靠背直流系统50 Hz 和100 Hz 保护动作情况及保护配合关系进行了深入研究,论证了保护动作的正确性。分析结果对于直流换流站现场运行维护具有一定的指导和帮助作用。     

直流输电系统100 Hz保护的相关问题研究

运行经验表明,在距离换流站较远的地方发生交流系统故障,仍有可能导致换流站内100Hz保护动作。从直流线路电流中100Hz分量的产生机理着手,提出100Hz保护主要作为交流系统故障时直流的后备保护,不需考虑交直流系统及阀故障时直流设备的过负荷能力,保护动作延时只需考虑交流系统后备保护清除故障时间的原则,并就直流100Hz电流长时间存在时对阀、换流变等直流设备以及系统功率波动的影响进行了深入分析,结果显示不会对现有直流设备造成危害。新的100Hz保护设置原则已用于天广、高肇、兴安直流工程。     

高岭背靠背直流50 Hz和100 Hz保护动作分析

在详细介绍50 Hz和100 Hz保护原理的基础上,结合高岭背靠背直流工程调试阶段出现的50 Hz和100 Hz保护动作情况,利用PSCAD/EMTDC数字仿真软件对高岭背靠背直流系统50 Hz 和100 Hz 保护动作情况及保护配合关系进行了深入研究,论证了保护动作的正确性.分析结果对于直流换流站现场运行维护具有一定的指导和帮助作用.     

交直流混联电网中交流暂态侵入对直流继电保护的影响分析

为减少交流系统故障情况下直流继电保护误动作事故的发生,引入交流暂态侵入(IAST)的概念,为交直流混联系统中直流继电保护的设计与运行提供新的视角。首先分析了IAST及其暂态响应的机理、形式、特征等。在此基础上,分析了IAST给直流继电保护带来的问题和挑战。结果表明,IAST使得换流器区保护与换流变压器区保护之间的权责不清,导致以100 Hz保护为代表的直流保护与交流保护之间的时序配合不当,影响到直流保护的动作定值与性能。在保证直流输电系统一次设备安全的前提下,可通过改进保护逻辑、优化定值等手段,最大限度地提高交直流混联系统的运行效率和可靠性。     

南方电网直流100Hz保护的改进措施

为减小交流系统故障期间直流100Hz保护动作的概率,利用PSCAD/EMTDC仿真分析软件,就阀故障和交流系统故障时直流线路50Hz/100Hz电流特性进行了分析,研究了提高保护定值或延长保护动作延时、采用反时限特性、利用附加判据区分交流故障和阀故障、调整直流100Hz保护配置原则4种措施的可行性、使用后的效果及局限性。提出100Hz保护主要作为交流系统故障的后备保护,动作时间与交流系统故障清除时间相配合的原则。推荐的改进方案已用于天广、高肇、兴安直流工程。     

多馈入直流输电系统线路后备保护定值优化仿真研究

山东电网是典型的特高压交直流混联大电网,同时也是典型的多馈入直流输电系统,为了应对此复杂工况,提出以通过优化后备保护定值的方式来防止主保护拒动时造成多条直流连续换相失败,进而避免引发多直流闭锁从而导致电网崩溃.针对距离后备保护段配合原则与零序后备保护段配合原则开展仿真分析,仿真结果表明,直流落点的接入并不会给交流继电保...     

交流系统单相故障对高压直流的影响分析

为分析交直流混合输电系统的运行特性,提高交直流混合输电系统的运行管理水平,文章分析了天生桥地区交直流混合输电系统的运行状况和特点,从天广直流工程换流器的典型运行特性,分析交流系统单相故障对直流输电系统的运行特性影响,对故障时的交直流输电系统保护动作情况和直流系统运行特性做了初步评价,提出直流输电具有较好的稳定运行特性,提出应进一步思考换流站附近地区电网结构、交直流系统保护配合、避免交流故障对直流系统稳定影响等几个问题。     

直流输电系统通信故障对直流保护的影响

介绍了天广和贵广直流输电工程的通信系统,然后根据直流保护系统中需要经通信系统传送的数据,讨论了通信系统故障对直流保护系统运行的影响,并结合天广和贵广直流输电工程对100Hz基频保护进行的修改,分析了存在的隐患.     

交直流混联电网过电压保护应用分析

在交直流混联电网中,由于交流侧断路器跳闸或直流侧换流器闭锁造成的甩负荷经常会引起严重的工频过电压.目前,直流系统及交流电网均配置有过电压保护,但在实际应用中往往缺乏相互协调和配合,从而可能导致不正确动作.文中通过一起过电压保护误动事故的分析,指出交直流混联电网两侧过电压保护定值应满足选择性要求,并提出了整定配合原则.该...     

柔性直流输电系统桥臂过流保护定值配合方法

针对交流故障下柔性直流桥臂过流保护可能误动导致故障穿越失败,直流故障下桥臂过流保护拒动或慢动可能导致开关器件过流等问题,讨论了柔性直流换流阀桥臂过流保护功能在阀控和直流保护装置中的配置和定值配合关系。借鉴交流保护定值配合图的概念,提出了桥臂过流保护功能在阀控装置与直流保护装置中的优化配合方法。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了仿真平台,结果表明所述桥臂过流保护配合关系和定值设置方法可在交流故障下成功实现故障穿越,并可在直流极间短路等严重故障下可靠闭锁换流器并触发旁路晶闸管,降低电力电子器件的过流风险。     

基于直流线路参数的50 Hz谐波放大评估方法

针对近几年现场运行暴露出来的变压器空投时50Hz谐波电流流经直流线路出现放大的问题,提出了一种通过直流线路参数来评估直流工程50Hz谐波放大的方法。首先,推导了长距离直流输电线路50Hz参数计算方法;其次,依托于某在运高压直流工程进行直流线路50 Hz参数计算,并以此深入研究了直流线路出现50Hz谐波放大的本质原因以及谐波放大的极值点,进而提出了用于评估直流谐波放大水平的指标;最后,通过EMTDC仿真平台验证了所提方法的正确性,并应用于实际工程进行谐波评估。结果表明:通过50Hz参数计算方法评估的直流谐波放大水平与实际工程一致,所提出的谐波放大极值点计算和放大评估方法不依赖于详细直流模型和EMTDC仿真。     

计及直流控制特性的多送出直流电网故障分析方法

利用直流换流器开关函数模型,结合直流控制系统的故障响应特性,建立了适用于送端交流系统故障分析的直流系统简化等值模型;利用该简化模型结合送端电网的网络方程及其不对称故障的边界条件,提出了一种含多直流送出的交流电网故障分析计算方法。利用PSCAD/EMTDC搭建了基于CIGRE标准测试系统的含三回直流送出的交流电网模型,对本文所提方法进行了大量的仿真验证,结果表明所提方法计算简单,且有较好的收敛性及较高的计算精度,为含多直流送出交流电网故障分析及其继电保护的整定配合等提供了定量分析依据。     

并联型多端高压直流输电系统的控制与保护策略及仿真

多端高压直流(multi-terminal direct current,MTDC)输电系统可以实现各换流站所连交流系统之间的功率输送或电力交换,能够解决多电源供电或多落点受电的输电问题,其接线形式总体分为串联型与并联型。针对4端并联型高压直流输电系统进行稳态运行和暂态故障过程的相关研究,基于EMTDC/PSCAD平台建立单极仿真模型,完成了多种解锁起动和闭锁停运组合的仿真分析,设计了直流功率平衡控制器实现各换流站功率协调控制,并提出了单个换流站紧急停运以及直流线路故障时的控制保护配合方式,仿真结果表明了控制与保护策略的有效性。     

高压直流三极输电系统的建模与仿真

高压直流三极输电作为一种新的输电方式可以有效提高交流输出线路的容量。文中首先介绍了高压直流三极输电的工作原理,设计了功率平衡控制器使功率保持恒定。基于PSCAD/EMTDC软件平台,建立了高压直流三极输电系统仿真模型,针对系统的稳态运行特性进行了分析,详细阐述了由暂态故障引起的单个换流站紧急停运以及直流线路发生瞬时性和永久性接地故障时的控制保护策略,当发生故障时,将系统切换为双极直流输电,可以保证系统继续稳定运行。仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性,表明高压直流三极输电是一种适用于交流线路增容改造的可行方案。     

直流单极-大地方式谐波特性及其对交流保护影响的分析

直流输电系统单极-大地运行方式对交流电网继电保护产生影响的根源在于直流偏磁导致电力变压器谐波以及电流互感器传变特性的变化,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序对直流偏磁下的变压器谐波特性以及保护用电流互感器传变特性进行了全面的仿真分析,得出相应的变化规律与特点,并以此为基础分析和评估了直流输电系统单极-大地运行方式对交流电网保护的影响。     

交流滤波器高压电容器不平衡保护新原理

基于目前应用于直流输电系统的交流滤波器电容器不平衡保护原理,指出当前电容器不平衡保护原理中存在的缺陷,提出了以电容器不平衡电流与流过滤波器的穿越电流比值作为交流滤波器电容器不平衡保护判据的新方法,并推导了不平衡保护定值的计算公式。文中以高岭背靠背直流工程数据为基础,应用电磁暂态计算软件EMTDC/PSCAD进行仿真验证,证明了该方法的合理性及有效性,并在不平衡保护的实现和运行方面提出几点建议。该方法已成功应用于高岭背靠背直流工程,对直流输电系统规划设计及现场运行具有实际指导意义。     

直流馈入下交流系统故障特性分析及故障分量电流差动保护改进

由于直流系统的故障响应具有快速非线性特征,基于准稳态的分析方法不再适用于高压交直流互联(HVDC/AC)系统,因此对于交流保护的适应性分析将更为困难。为解决上述问题,在原有HVDC/AC系统动态相量等值方法的基础上,计及直流系统的非线性以及不同故障严重程度下直流系统控制策略切换的影响,提出更为准确的HVDC/AC系统等值计算方法。基于此,分析直流系统的接入对交流线路暂态故障特性的影响,研究该影响与故障分量电流差动保护动作性能之间的关系,并提出基于电流暂降检测的故障分量电流差动保护自适应动作判据。基于PSCAD/EMTDC平台的仿真结果验证了理论分析的正确性及改进策略的有效性。