一种改善距离保护动作特性的方法及其应用

以正序电压极化为原理的方向阻抗继电器,广泛运用于线路距离保护中;然而由于原理及处理过程复杂,动作性能有缺陷。文中分析了其工作原理及缺陷,提出了一种改进型方案,即采用复合电压极化的方向阻抗继电器,并对距离保护的各元件作了优化,改善了动作特性,特别是出口处正反方向对称故障的动作特性。通过理论分析试验对比,提高了动作正确率及出口时间。基于此开发了一套线路66 kV线路距离保护测控装置,通过了数动模试验,并在现场投入运行,显著改善了运行性能。     

距离继电器正序极化电压

用电压相量图法讨论距离继电器的正序极化电压.针对长距离大负荷线路,分析比较了各种不对称故障前后的母线电压和母线正序电压相位变化情况,提出采用母线正序电压作为距离继电器的极化电压,在靠近距离继电器整定点以外附近处,发生经过渡电阻故障时,可有效减少和避免距离继电器超越动作范围.     

高压电网自适应接地距离保护研究

为提高接地距离保护对高压电网高阻接地故障反应的灵敏性,提出了一种对过渡电阻Rg具有高度自适应动作边界的新型动作判据。根据接地阻抗继电器自适应动作判据的构成原则,在分析了负序电压极化的自适应阻抗继电器动作特性的基础上,分析了负序电压移相极化阻抗继电器的移相控制方法、移相极化的工作性能。分析表明,将负序电压根据近保护安装点侧系统的负序阻抗角的大小适当移相后作为极化电压,接地阻抗继电器对Rg不但有更好的自适应性,也保持了其方向动作的明确性。MATLAB仿真结果表明,新的动作判据确实提高了继电器对保护范围末端高阻接地故障动作的灵敏性和自适应性。     

大电流接地系统线路高阻接地距离继电器

极化电压、工作电压和电压平面上的动作特性称为距离继电器的三要素。这3个要素中极化电压为第一要素,最理想的极化电压是故障前的工作电压,目前继电器常采用正序极化电压,当低阻接地短路时两者几乎无差异,但是高阻接地短路时两者的差异则不能容忍。采用记忆和非故障相推算的方法,获得故障相故障前的工作电压,并以此作为极化量构成高阻接地距离继电器。理论分析和仿真结果均表明,基于电压平面的距离继电器比基于阻抗平面的距离继电器的性能更加优良。     

测量阻抗继电器极化电压参数的方法

介绍一种供现场测试调整阻抗继电器极化电压Ｕｃｋ静态和暂态诸参数的方法。还给出当系统频率变化时相应参数的求法，通过实例，定量分析极化电压在暂态过程中，对方向阻抗继电器动作行为的影响。     

直驱风电场送出线路的正序电压极化距离保护适用性分析

新型电力系统发展背景下，故障特性发生深刻变化，基于同步机特性设计的继电保护面临严峻挑战。文中重点讨论了永磁直驱风机大规模交流送出线路中，以正序电压为极化电压的距离保护的适用性问题。计及并网逆变器的暂态穿越控制行为，分析了永磁直驱风机的故障特征，并重点研究了永磁直驱风机接入下以正序电压作为极化电压的线路阻抗继电器动作性能，讨论了不同穿越控制策略、不同系统工况对其动作性能的影响。研究发现，风电场侧相间继电器的可靠性会受直驱风机并网逆变器的故障穿越控制影响，且在不同无功补偿策略下表现不同：“增发无功、有功置零”的穿越方式下，相间阻抗继电器的可靠性较好；“增发无功、定有功”和“增发无功、限有功”的穿越方式下，相间阻抗继电器的可靠性会显著降低。此外“，增发无功、定有功”穿越方式下，相间阻抗继电器的可靠性还与稳定运行时的系统工况有关，风电出力越多，相间继电器可靠性越低。基于实时数字仿真系统搭建典型直驱风电场并网模型，通过大量实时仿真测试验证了理论分析的正确性。     

零序电压移相极化的自适应阻抗继电器研究

提出了一种基于自适应原理的新型接地阻抗继电器。在对零序电压极化的自适应阻抗继电器动作特性分析的基础上,通过对接地距离保护对过渡电阻自适应构成机理的分析,阐述了零序电压移相极化的自适应控制方法及移相原理。讨论了该继电器的动作判据,分析了其动作特性。初步理论分析表明所提继电器具有动作迅速、构成简单等良好性能。分析还表明,零序电压移相后的自适应阻抗继电器既进一步提高抗过渡电阻的能力,又不存在动作的电压死区,具有明确的方向性。同时,它还具有故障分量继电器所特有的不受负荷、系统振荡等因素影响的特点。Matlab仿真分析结果表明,该继电器具有良好的动作特性。     

基于补偿电压复合极化量的自适应距离继电器

方向阻抗继电器通常采用单一电压如正序电压作为极化量,其动作特性固定不变,不能自适应过渡电阻的变化.当高压输电线路发生单相经高阻接地故障时,过渡电阻可能导致阻抗继电器的稳态超越.在提高阻抗继电器自适应过渡电阻能力的同时,为避免因过渡电阻引起的不正确动作,利用补偿电压随过渡电阻变化的特性,提出了由补偿电压构成的复合电压作为极化量的阻抗继电器.在电压平面和阻抗平面分析了该继电器的动作特性,并以300 km线路500 kV双端电源系统为模型进行了仿真验证.理论分析和仿真计算表明该继电器具有较强的耐过渡电阻能力.     

阻抗保护分析中电压平面与阻抗平面的变换

定性地分析电力系统正常运行状态和故障后的稳态量时，电压相量图法是十分有用的工具。电压相量图法是运用电工中基本的定理或定律及几何基础知识，在电压平面上绘制出故障点的电压、电流相量，保护安装处的电压、电流相量及其组合相量(补偿电压等)，甚至系统中任意点的电压相量。电压相量图用来分析距离保护的动作行为时，其物理意义非常清楚，然而，人们习惯在阻抗平面看测量阻抗的变化轨迹和阻抗保护的动作边界，而应用复数平面反演方法，即可实现电压平面与阻抗平面的变换。得到保护安装处的测量阻抗轨迹和阻抗保护的动作边界。在分析时，经常假设一些参量为定量(如等有功、等电压等)、一些参量为变量(如振荡中的功角δ、接地电阻等)，观察相关电压相量的变化轨迹，建立电压平面与阻抗平面的几何关系，以利采用电压相量图法所得的经典结论，对阻抗保护的研发和运行分析起到直观、快捷的指导作用。     

正序电压极化阻抗继电器的保护失效边界模型

提出一组以故障距离和过渡电阻大小为核心因子的保护失效边界模型,用以评估阻抗继电器的耐受过渡电阻能力,同时用于探讨阻抗继电器因过渡电阻而拒动和误动的真实原因。重点分析正序电压极化的阻抗继电器,其具有保护区稳定、耐受过渡电阻能力强等优点。定义了能够使继电器正确动作的最大耐受过渡电阻值为保护失效边界电阻。根据保护失效边界模型计算出保护失效边界电阻值和相应的故障距离,用以绘制保护失效边界电阻曲线,再引入保护失效系数的概念,以此评估该继电器的耐受过渡电阻能力以及抗风险能力。PSCAD仿真结果表明,该模型可准确计算出继电器能承受的最大过渡电阻数值。