负序功率方向元件发电机故障时的状态分析

负序功率方向元件发电机故障时的状态分析柳玉洁（葛洲坝工程局施工科学研究所）ｌ前言负序功率方向元件在发电机保护中占有较重要的地位。所谓“方向”元件，关键就在于“方向”，方向不对，就会误动或拒动。而在调试中，又往往会在“方向”上出错。因而，本文就着重分析...     

复功率电源的元件功率分量理论与仿真

基于支路复功率分量理论^〔1〕,推导了具有多条串并联等效支路的电力元件上复功率损耗和潮流分量的准确计算公式。建立了电力元件上复功率损耗分量与电源之间的准确对应关系和电力元件首、末端潮流分量之间的非线性关系。将传统的只适用于无损网络的流追踪法推广到有多等效支路的元件构成的有损网络,提出了复功率地节点负荷和元件功率分量贡献的有效计算方法,为电源对电力系统元件利用份额的唯一性和深入研究输电服务奠定了理论基础。多个系统的数字仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

故障分量分相补偿式方向元件

提出一种用于超高压和特高压输电线路上的分相方向元件.通过比较故障分量补偿电压和故障前电压的相位,从而判断是否正方向故障.该分相方向元件具有极强的方向性,能反应系统全相、非全相和振荡状态下的各种对称和不对称故障,具有很高的承受过渡电阻的能力.通过各种情况下大量仿真试验证明了此原理的优越性.     

故障分量负序方向元件若干问题的研究

针对故障分量负序方向保护在实际中的一些相关问题,作了较仔细的分析,了保护的逻辑形式及其各元件灵敏度配合、负序分量的计算、保护流程等方面,提出了一些抗干扰、防误动的措施。     

基于波形系数的自适应方向元件

目前的快速方向元件普遍采用短数据窗算法,针对其动作范围的整定有一定的保守性与盲目性的缺陷,提出了基于波形系数的自适应方向元件。波形系数可以描述非全波数据窗的波形畸变程度,且波形系数与相位计算误差有明确的关系。故障发生后,实时计算波形系数,并根据波形系数与相位计算误差的关系自适应地调整方向元件的动作范围,使方向元件更好地适应系统的故障状况,提高方向元件的性能。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,结果证明了该方向元件的优越性。     

简易单片机功率方向元件

提出一种结构简单使用方便的单片机功率方向元件的构成方案。该方案根据同频率正弦量的相位差在-90°～ 90°范围内时,一个周期内方向相同的时间大于1/4周期(否则小于1/4周期)的原理,由单片机测出正弦电流和正弦电压一个周期内方向相同的时间,进而判断功率方向。各种功能的方向元件采用基本方向元件加电压形成电路的积木式结构。按该方案构成的方向元件的特点是,生产时无需给不同功能的方向元件提供不同的内角,使用时也无需对其进行内角调整,可用于集成数字电路方向电流保护中,也可用于微机方向电流保护中,在输出端加一个灵敏继电器,还可用于传统的电磁型继电器构成的方向电流保护中。     

一种新型电流极性比较式方向元件

为克服电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)暂态传变特性差对行波极性比较式方向元件可靠性和灵敏性的影响,提出一种工频电流量极性比较式方向元件。该元件利用故障前电流和故障分量电流之间的极性关系来确定故障方向。由于所提方向判据与故障电压量无关,因此从原理上避免了CVT暂态传变特性对方向元件可靠性和灵敏性的影响。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该元件能够快速可靠地确定故障方向,其性能不受故障初始角、过渡电阻、噪声和负荷状态的影响。     

方向高频保护负序功率方向元件的非全相运行性能分析

着重分析了负序方向元件在超高压线路中非全相运行时的工作情况，比较了各种电容电流补偿方法对负序方向高频保护元件的影响。EMTP仿真结果表明，线路两侧断线又发生故障时，基于故障分量的负序方向元件可以正确动作。     

交点相角法功率方向元件的研究

介绍了一种新型的交点相角法功率方向元件 ,这种新型的功率方向元件是利用电流、电压相量的波形之间的交角作为动作判断量 ,其动作死区极小 ,且构成较为简单 ,因此比传统的功率方向元件更为优越     

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.     

基于单侧信息的输电线路故障测距新方法

本文分析了输电线路故障定位的阻抗测距算法，提出了仅利用单侧电流信息的解一阶方程故障测距方法，特别适用于高阻抗接地短路的故障定位。从原理上解决了一类迭代法的跑根问题及相应解二次方程法的伪根问题。仿真计算表明本文方法具有很高的精度。     

基于瞬时频率的保护用振荡建模新方法

现有振荡模型的建立都是通过改变“0- t时间段的平均频率”来实现,不能直接反映系统的实 际运行状态。为解决该问题,提出了一种基于瞬时频率的振荡建模新方法,通过对瞬时频率的变化 在约束条件下进行拟合,能准确地仿真出实际系统的振荡过程,不受“0- t时间段平均频率”的束缚。 利用该方法,建立了一种全过程振荡模型,通过 MATLAB中的电力系统仿真软件包PSB对其振 荡以及振荡中发生故障的情况进行了仿真。仿真结果表明,该模型可以准确反映预先设置的频率 变化规律,非常适合于继电保护的研究。     

提高光纤保护通道抗灾能力的研究

为提高电力系统继电保护光纤通道的可靠性,文章根据浙江电网220kV及以上电力线路继电保护光纤通道的现状及存在问题,分析了专用芯保护、复用保护、本线OPGW承载和迂回复用方式等几种通道配置方式的优缺点,并在此基础上提出了2条专用芯、一专一复和利用双口保护3种典型的通道在不同条件下配置方式,并给出具体的配置建议。     

以故障前补偿电压为基准量的距离继电器研究

以相量平面法与阻抗平面法为分析手段,提出一种以故障前补偿电压为基准量的故障分量距离继电器构成方法。通过对该方法的研究,揭示了目前常用的基于故障分量的距离继电器的通用表达式与动作特性,对比了这几类距离继电器在可靠性与灵敏性上的差异。最后,结合文章提出的方法,对利用通用表达式构成快速距离继电器进行了研究,给出了具体的构成方法。据此方法可明显地改善目前距离继电器的动作速度,并方便地构造新型快速距离继电器。     

基于广义瞬时功率的新型变压器保护原理

在差有功法的基础上,提出一种利用广义瞬时功率实现变压器保护的新原理。该原理通过消去变压器回路方程中直接体现主磁通的非线性项,构造了仅含漏电感和绕组电阻的二端网络。根据输入端口的广义瞬时功率直流分量的大小,来区分励磁涌流和内部故障电流。该原理避开了励磁涌流和铁损带来的不利影响,计算量小,易于工程实现。经仿真和动模试验验证,新原理能够快速、可靠的切除变压器内部故障,对空投轻微故障也有足够的灵敏度。     

基于瞬时无功功率理论的谐波检测新方法

介绍了几种基于瞬时无功功率及谐波检测理论新方法的基本原理及其各自的优、缺点,其中改进算法本身包括加PI调节器、并行检测方式、加时间延迟角、优化滤波器设计、重采样法等多种方法;与其它检测法混合使用的新方法包括在算法中引入神经网络控制方式处理锯齿波抖动,引入平均功率理论减少复杂的矢量变换,并讨论了瞬时无功理论用于单相电路谐波治理的情况。     

改进的比幅式工频变化量距离继电器方案

从实用的角度出发,提出改进的比幅式工频变化量距离继电器方案.通过综合阻抗继电器和电抗继电器的优点,即适当调整补偿电压故障量的大小,使新方案具有一定的耐受过渡电阻能力和抗干扰能力.对受端继电器,提出仅利用保护安装处的电压变化值构成同相点切换判据,可以有效降低系统参数的影响.由于同相点切换后,保护判据动作方程改变,因此在同相点前后,补偿电压的调整方向应该相反.仿真结果表明,弱电抗分量电抗继电器方案具有较好的性能,并且其保护范围和反应接地电阻的能力可以通过改变补偿电压值进行调节.     

基于继电保护数据分析的配电网供电可靠性提升策略研究

对供电可靠性的要求是社会经济发展和满足民生需求的必要条件。降低配电网设备的跳闸率,尤其是减少配电线路的跳闸率,成为提升配电网运行水平的重要目标之一,也给配电网保护提出了更高的挑战。以某地区供电局配电网保护运行数据为样本,从供电区域、故障位置和运行方式3个方面研究配电线路故障影响因素,提出完善保护配置、优化整定策略、改进重合闸设置、特殊运行方式下保护校核等措施,降低故障对配电线路供电可靠性的影响,对提高配电网运行水平具有一定借鉴意义。     

电力系统继电保护实验教学系统的研究

针对目前微机保护技术飞速发展的形势和国内高校微机保护实验的现状,介绍一套电力系统继电保护实验教学系统的总体设计思路,提出基于DSP、应用PC/104总线工控机以及利用集成开发环境VB6·0的软硬件结合的设计方案,并对系统的原理框图、主要硬件构成和软件的设计部分进行了详细的介绍。论述了其实现方法和其他关键技术。该系统能够承担《电力系统继电保护》和《电力系统微机保护》课程教学实验的任务。     

分布式光伏短路特性对配电网保护的影响研究

分布式光伏电源使配电网从单电源辐射型网络变为双向的多电源网络,电网潮流、系统故障时的短路电流均发生变化,传统的继电保护整定方案已经不能满足新型运行方式下的要求.建立光伏电站的等值模型并对其短路故障特性进行仿真分析.然后结合具体工程实例,研究不同的光伏接入容量对地区电网短路水平的影响.在上述仿真研究的基础上,进一步分析分...