基于无通道保护的配电线路自动化系统现场应用方案

基于无通道保护的配电线路自动化系统仅利用单端信息,不需要通讯,快速、有选择性隔离配电线路故障;集成备用电源自动投入功能,快速恢复非故障区域供电,是一种新型的配电线路自动化系统。本文针对新系统尚未解决的对称故障隔离问题,以及现场应用中与上级变压器保护的配合问题,展开研究,提出满足现场要求的应用方案。所提方案按照与上级变压器保护配合的时间要求灵活分段配置无通道保护;无选择性瞬时切除对称故障,再基于重合闸确认故障区域并恢复非故障区的供电;同时有选择性地快速隔离不对称故障、基于备用电源自动投入快速恢复供电;满足实用化的要求。     

实用化的配电线路无通道保护方案

针对单断路器分断的配电线路结构提出了一种新型无通道保护,该保护连同它的断路器既能开断电源端故障亦能开断无电源端故障。当短路故障发生后,无电源侧的保护和断路器根据无电源故障状态动作首先跳闸,有电源侧的断路器感受对端跳闸而加速动作;或者有电源侧的保护和断路器根据过电流保护原理首先动作,无电源侧保护和断路器实现加速动作跳闸,从而保证故障线路从两端快速、有选择性地切除。对于一个典型开环系统的仿真研究表明,所提出的保护方案是正确的,一个6段线路的系统最长保护动作时间不超过1.2 s。     

快速有选择性的辐射状配电网无通道保护

迄今为止的无通道保护只适用于双端电源线路。对于单电源配电线路，由于无电源侧的保护和断路器不会动作，该保护失去了动作依据。针对这个问题，文中提出了无电源侧的故障检测原理和基于该原理的无通道保护方案。使用新保护，当有电源或无电源一侧的断路器首先跳闸后，另一侧的继电器将根据检测到的网络变量加速本端动作，从而将故障线路从两端切除。对于一个典型的开环系统的仿真研究表明：所提出的无电源端的故障检测原理和保护方案是正确的；一个6段线路的系统最长保护动作时间不超过1．5s。     

适用于配电线路无通道保护的备用电源自动投入装置

根据配电线路无通道保护的特点,设计了新型备自投低压模块的启动判据和动作时间,使非故障失电线路区段的供电恢复时间最大限度减小;在投入到永久性故障再次断开时,备自投的一合一开2次扰动为对侧保护的过电流加速(AOC)模块在加速时间窗内提供电流变化量,可以从电源侧加速切除故障.实时数字仿真实验验证了整套方案的有效性.     

实用化的辐射状配电线路单相接地行波保护方案

针对中性点非有效接地系统中的辐射状配电线路,提出一种可以可靠、有选择性地切除单相接地故障的保护方案。该保护方案可以有效区分故障区段,不需要通信通道便能从故障线路两端切除单相接地故障。单相接地故障发生后,继电器首先基于电压电流初始行波极性比较并结合系统潮流方向判断故障方向,故障电源侧的继电器将基于阶梯型配合的时间延时等待动作,故障负荷侧的继电器将在规定时间段内检测三相工频电气量的变化,当时间延时最短的故障电源侧继电器控制断路器跳闸后,其对端的故障负荷侧继电器将利用感受到的工频电气量的变化来控制断路器跳闸。对一个典型的中性点非有效接地的开环系统的大量EMTP仿真研究表明:该保护能够准确可靠地检测到单相接地故障,并从故障线路两端切除单相接地故障。     

有分支配电线路无通道保护研究

在无分支配电线路无通道保护的基础上提出了有分支配电线路无通道保护，该保护利用故障发生和被保护线路一端断路器动作跳闸所造成的故障相和非故障相电流的变化，同时利用这个变化所具有的时间特性来判断故障是否发生和确定故障区间，从而实现线路两端的保护相继速动，理论分析和仿真研究结果表明：所提出的保护具有快速性、自适应性等特点，它适用于线路发生各种不对称故障的场合。     

一种基于光纤通信的配电自动化方案

随着配网自动化技术的不断升级和智能电网的发展,配网自动化方案要具备自动配电、故障定位、测量、消除暂时性故障和隔离永久性故障、恢复非故障区段供电的功能,并应具有逐步升级功能,最终可达到整个系统完全自动化及远控功能。提出一种基于快速光纤通讯集中处理保护的配电自动化方案,试验及应用证明此方案不需要配电站出口断路器跳闸,大大缩短了非故障线路的停电时间,动作准确可靠;介绍在配电网自动化系统中,如何根据配电网的特点合理设计和配置光纤通信设备。     

由断路器二次插件损坏引起的110kV主变保护跳闸故障

1故障情况 我公司某110kV系统简图如图1所示。某日07：49,该系统10kV新区线发生故障。新区线线路过流保护动作,但251断路器未跳闸,造成110kV2号主变后备保护动作,2号进线797断路器及2号主变202断路器跳闸,同时闭锁备用电源自投装置。故障造成2号主变及10kVⅡ段母线失电,停电面积较大。     

面向森林电气火灾防治的配电线路继电保护方案

林区电力线路故障存在引发森林火灾的风险。分析故障引发森林火灾的类型与成因,指出形成火灾的风险随故障释放能量的增加而增加,及时切除电力线路故障,能够有效地减少火灾风险。针对配电线路相间短路故障,提出了基于前加速动作、后加速跳闸的多级电流保护方案,能够瞬时动作就近切除故障,并在上级保护越级跳闸时通过顺序重合闸恢复上游非故障区段的供电。针对配电线路的单相接地故障,提出了防治森林火灾对接地保护性能的要求,分析了接地保护耐过渡电阻的能力,给出了提高保护耐过渡电阻能力的措施,介绍了能够就近隔离接地故障的多级暂态方向保护及其应用效果。提出的配电线路相间短路与接地保护方案,能够有选择性地快速切除故障,在有效地降低森林电气火灾风险的同时,最大程度地减少故障停电损失。     

单母线分段接线中备用电源自动投入装置的改进

为保证对用户可靠供电,110kV变电站常配有备用电源自动投入装置。在备用电源自动投入装置动作过程中,若断路器拒跳,将造成变电站全站停电。分析了一起110kV变电站全站停电事故,指出常规进线备用电源自动投入装置动作逻辑的不足,提出了进线备用电源自动投入装置的改进方案。     

转换性故障下无通道保护动作性能分析

无通道保护利用故障线路对端断路器跳闸引起本端非故障相电流为0作为保护动作判据,但是转换性故障发生后,这个条件可能遭到破坏,从而影响无通道保护的正确动作.文中结合RTDS试验结果对不同的转换性故障和不同的故障转换时间进行了分析研究,结果表明:无通道保护在绝大多数转换性故障情况下都能正确动作,但在转换性故障发生后,如果在保护区内ABC三相上都有故障,不管是对称故障还是不对称故障,无通道保护将拒动;而转换性故障的转换时间不影响无通道保护的正确动作.     

Adaptive non-communication protection for power lines BO scheme1-The delayed operation approach

This paper proposes a new technique in power line protection, the "adaptive non-communication protection". In this technique, protection relays make operate or restraint decisions, adapting to system and fault conditions, without the need for communication links. Operation without communication links to signal the remote end relay is achieved by the detection and identification of the operation of the circuit breaker at the remote end of the protected line section. An algorithm based on symmetric components is proposed to detect and identify the balance condition of the power system during the fault. The paper is focused on one of the three protection schemes based on the new technique, the delayed operation scheme. Simulation studies carried out for various power systems and fault conditions have demonstrated its feasibility     

DC Fault Clearing Characteristics of a Bulk Power VSC HVDC Transmission System using DC Circuit Breakers

Development of wind power generation resources is considered in Japan. However, long‐distance transmission lines are necessary to utilize the wind power because most of the wind power resources are distant from load centers. A voltage source converter based high voltage dc transmission (VSC HVDC) system is an option to realize their effective use. A VSC HVDC system equipped with dc circuit breakers has been considered to clear the dc line faults promptly. However, the fault clearing characteristics by the dc circuit breakers have not been analyzed very well for the system with the long distance overhead transmission line. This paper focuses on a fault clearing in the VSC HVDC system with long‐distance overhead line by the dc circuit breaker using a new fault detection method. A 2.4‐GW bipolar VSC HVDC system with 600‐km overhead transmission line is modeled and its operation performance is verified by computer simulations. The simulation results demonstrate the detailed fault clearing characteristics with the long transmission line. Moreover, specifications required for the dc circuit breakers are considered in terms of operation delay, peak current, and absorbed energy.     

多端高压直流输电系统保护动作策略

多端高压直流输电(HVDC)系统保护动作后故障处理策略的选择与多端系统结构密切相关。详细分析了串联型和并联型多端直流输电系统的闭锁和线路故障再启动逻辑2类保护动作后故障处理策略,并简要介绍了其他保护动作处理策略。快速移相及同时投旁通对是串联型常用的闭锁策略;并联型常采用闭锁脉冲策略,以及禁止投旁通对策略。对串联型而言,极隔离实际上是换流器隔离;由于存在多条多电压等级的直流线路,从而线路故障处理策略复杂度很高;功率回降和极平衡需各主控站协同处理;新增合大地回线开关的处理策略。对并联型而言,线路故障处理需各整流站协同处理;新增降电流后闭锁策略;新增分断直流线路开关策略,便于隔离故障直流线路。     

快速有选择性辐射状配电网无通道保护的实现

以快速有选择性的辐射状配电网无通道保护原理为基础,研究了该保护的实现方法和过程。其基本思想是：在现有方向过电流保护的基础上,把新原理嵌入原有的继电器中。其中,硬件采用AREVA公司的Micom平台,软件采用C语言编程,同时实现过电流保护和无通道保护功能。静模和动模试验结果表明,该保护和过电流保护相配合,构成了具有良好选择性并能快速动作的辐射状配电网保护方案;对于有备用电源的线路,健全线路可以迅速恢复供电。该保护能适应不同线路结构、有分支或者无分支负荷、双电源或单电源正反向供电方式。     

基于多端口混合直流断路器的LCC-VSC混合多端直流输电系统故障清除方案

混合多端直流输电系统是解决大规模新能源送出和消纳的有效手段之一,快速有效的故障清除方案是保证其安全稳定运行的关键.然而,已有的基于换流器自清除的故障清除方案会导致健康换流站短时停电,而借助直流断路器的故障清除方案存在实施成本过高的问题.为此,提出一种二极管桥式多端口混合直流断路器拓扑,以一个三端混合直流系统为例设计了基...     

断路器失灵保护在石化总厂的应用

断路器的可靠分断对于切除故障以及防止电力系统故障的进一步扩大至关重要，故障切除迟缓也会危及系统的稳定性。实际应用中经常安装断路器失灵保护，该保护监测断路器是否在合理的时间范围内断开。如果在断路器跳闸启动开始后一段延时时间内故障电流没有被终断，断路器失灵保护将动作。断路器失灵保护被用来作为后备跳开上级断路器，以确保故障可靠切除。     

T型输电线路电弧故障测距时域方法研究

利用单端数据的输电线路故障测距算法 ,较难解决多端系统的故障定位问题 ,实际中一般采用多端数据进行测距。频域法故障测距精度易受时窗位置、直流衰减分量、过渡电阻非线性等因素影响 ,其频域算法的数据多取之于故障后第二周波。随着继电保护技术的发展 ,从故障发生到断路器动作的时间愈来愈短 ,故障后第二周波内断路器可能已动作 ,这将使频域算法失效。本文提出了T型输电线路故障测距时域新方法 ,该方法可采用故障后第二个半周波的数据 ,所有解算均在abc坐标中进行 ,测距无需判断故障类型 ,而且使用了最小二乘技术 ,从理论上保证了该测距算法具有较高的测距精度。