小电阻接地系统馈线自适应零序电流保护原理及装置实现

小电阻接地系统发生多回线同相复杂接地故障时,零序电流幅值相比于单回线接地故障将显著下降,容易导致馈线首端的零序电流保护拒动,进而造成母线接地变压器的零序电流保护越级误动,扩大停电范围。为此,对小电阻接地系统多回线复杂接地故障的故障机理进行分析,推导了多回线与单回线接地故障下馈线零序电流关系;在此基础上,提出了一种自适应馈线零序电流保护方案,即根据母线电压将多回线接地故障的零序电流实时补偿为单回线接地故障的零序电流值,从而确保了常规的保护动作值整定方式和保护配合能够适用于多回线复杂接地故障,并研发了相应的自适应零序保护装置。基于PSCAD/EMTDC和RTDS对保护原理及保护装置的测试结果表明,自适应零序电流保护在多回线复杂接地故障情况下仍具有较高的灵敏性,补偿精度不受过渡电阻、故障位置的影响。所提保护方案只需在原有零序电流保护方案基础上,增加母线电压信息,容易实现,具有经济性和较高的工程应用价值。     

一起用户专用变压器中性点接地引起零序保护误动事件分析

220kV琴韵站发生多次两回20kV电缆馈线同时跳闸故障。从分析20kV电缆馈线同时跳闸的保护动作情况及故障录波出发,利用电压电流相量分析法,分析其原因是非故障线路存在用户专用变压器高压侧中性点直接接地。运用RTDS(real time digital simulator)系统仿真验证了系统发生接地故障时,非故障线路用户专用变压器高压侧中性点直接接地,会使故障线路零序电流幅值比理论计算值偏大,非故障线路三相电流相位偏向一侧,导致非故障线路零序保护误动作。     

10 kV小电阻接地系统零序过流定值的探讨

分析北区供电局发生的10kV馈线单相相继接地、高阻接地故障，指出10kV小电阻（10Ω）接地系统110kV主要变压器与10kV馈线零序过流保护定值配合不当时，在以下情况容易造成主变保护越级动作：当两段馈线相继单相接地时，电流、时间叠加造成越级；一馈线单相高阻接地，保护、接地信号未动作，当另一馈线也同一相高阻接地时，电流叠加造成越级；如果主变的零序TA负误差，馈线的零序TA正误差，两者的电流动作值几乎相等。针对上述情况，修改后的定值改善了主变与馈线零序过流保护的配合，解决了相继接地、高阻接地以及零序TA误差造成的越级的问题，更好地监视高阻接地。     

基于序电流判据融合的配电网单相接地故障保护方法

单相接地故障的发生概率高,对配电网安全性和供电可靠性的影响不断增大。但是,单相故障特征相对微弱且易受过渡电阻的影响,配电网单相故障的准确识别仍面临巨大挑战。为此,本文通过融合馈线正序、零序电流特征,提出了一种兼具实用性和普适性的中压配电网单相接地故障保护方法。分析了配电网在不同中性点接地情况下的配电网馈线端故障特性,推导了过渡电阻对故障馈线出口处序电流的影响规律,建立了以正序与零序电流为基础的单相接地故障选线判据,通过正序、零序电流判据相融合,提出了计及过渡电阻影响的配电网单相故障保护方法。理论分析和仿真结果表明,该方法适用于中性点不接地、经小电阻接地和经消弧线圈接地的中压配电网,具有抗过渡电阻能力强以及原理简单、整定方便、灵敏性和可靠性高的优点。     

小电阻接地系统零序电流Ⅱ段保护整定策略研究

小电阻接地系统发生接地故障时,各级零序电流保护动作切除接地故障,该故障电流包括短路电流和电容电流,在整定零序电流Ⅱ段保护定值时必须考虑电容电流对10 kV线路零序保护和主变低后备零序定值的影响.利用图示说明10 kV线路发生单相接地时电容电流和故障电流的流向,定性地计算10 kV线路发生单相接地时,线路零序保护和主变低后备零序电流保护获得的故障电流的大小,为主变低压侧零序电流Ⅱ段保护和10 kV线路零序电流Ⅱ段保护的定值配合提供参考数据.     

谐振接地系统单相接地故障区段定位方法

针对配电网因分支多、接地故障电阻大导致的单相接地故障定位问题,提出一种针对谐振接地系统的单相接地故障区段带电定位方法.该方法在故障发生后调节消弧线圈的补偿电流,利用调节前后线路上多个馈线终端单元(FTU)测量到的零序电流变化量信息确定故障区段.提出了单相经过渡电阻接地时,将零序电流按零序电压进行折算的方法,从而解决了调节消弧线圈后零序电压发生变化的问题.现场试验对该方法进行了验证,表明该方法能够满足实用要求.     

10kV小电阻接地系统接地变压器零序电流保护误动分析

介绍了小电阻接地系统的原理和运行方式 ,并就某变电所接地变压器零序电流保护误动的原因进行了深入的分析。指出两条馈线同一相先后发生高阻接地时 ,电流的叠加会造成接地变压器零序电流保护误动 ;两条馈线相继发生单相接地时 ,电流、时间的叠加也会造成接地变压器零序电流保护误动 ;馈线、接地变压器的零序电流互感器分别产生正负误差 ,同样会造成接地变压器零序电流保护误动。通过修改保护的定值 ,改善了接地变压器与馈线零序过电流保护的配合 ,解决了由上述原因造成的误动     

基于三序差动电流相近原理的零序电流差动选相

提出了一种基于三序差动电流相近原理的零序电流差动选相元件,利用相量图分析了输电线路接地故障时各相三序差动电流的电气特征。分析表明,单相接地故障时故障相三序差动电流大小相等、方向相同。根据该特征,通过比较三序差动电流识别单相接地故障相,选相判据中选取零序差动电流作为极化量,自适应调整选相判据的动作区,保证两相接地故障时选相判据不动作。利用RTDS进行了仿真验证,仿真结果与理论分析一致,该选相元件灵敏度高,不受负荷电流的影响,能够准确识别单相接地故障相。     

小电阻接地系统高灵敏性零序电流保护

对小电阻接地系统的零序电压、电流关系进行分析,发现发生高阻接地故障时母线零序电压与故障线路零序电流存在比例关系,则零序电压可间接反映过渡电阻的大小,由此提出一种基于零序电压幅值修正的高灵敏性零序电流保护方案。该方案结合现有的零序电流保护原理,通过引入零序电压信息对零序电流测量值进行修正,各线路修正后的零序电流测量值与故障线路首端发生金属性接地故障时的情况相似,保护动作整定值与现有的阶段式零序电流保护相同,从而大幅提高保护在高阻接地故障时的灵敏性。结合工程实际因素,讨论了各参数的整定原则。基于PSCAD/EMTDC的仿真和基于RTDS的装置测试验证了所提保护方案的有效性,其可将保护耐受过渡电阻能力提高到1 000Ω左右。     

基于暂态零序电流相对极性的多回路单相接地故障选线方法

在配电网中广泛采用单塔(杆)多回接线方式,有助于节约土地资源,与此同时,由单回线故障发展为多回线故障的事件日益增多,不仅降低了用户的供电可靠性,还给供电企业带来了巨大的负面影响。为了提高多回路单相接地故障选线的准确性,对小电流接地系统多回路线路接地故障进行深入分析,提出了一种基于暂态零序电流相对极性的多回路单相接地故障选线方法;对金属性单相接地故障和非金属性单相接地故障分别进行仿真计算;采用基于暂态零序电流相对极性的选线方法对仿真计算结果以及海南某变电站实际故障数据进行计算,均得到正确结果,解决了多回路故障选线的问题。     

逆变型分布式电源接入对小电阻接地系统馈线零序电流保护的影响

逆变型分布式电源(IIDG)的接入改变了小电阻接地系统的接地故障特性,不仅使传统零序电流的计算方法不再适用,而且对馈线零序电流保护造成了不利的影响。通过分析IIDG的故障电流特性,建立了具有低电压穿越能力的PQ控制型IIDG故障等值模型;在含IIDG小电阻接地系统接地故障分析建模的基础上,提出了零序电流迭代求解算法,并利用MATLAB编写相应的求解程序,将计算结果与电力系统实时仿真系统(RTDS)的仿真结果进行比较,验证了所提算法的有效性和准确性;基于所建立的故障分析模型,揭示了IIDG的接入对小电阻接地系统馈线零序电流保护的影响机理,利用所提零序电流迭代求解算法求解不同故障情况下的馈线零序电流值,验证了理论分析的正确性。     

大型隐极发电机定子单相接地故障定位新方法

发电机定子单相接地故障在生产过程中时有发生,如不能快速切除,对发电设备和电力系统都有较大的危害。提出了一种大型隐极发电机定子单相接地故障定位新方法,所提方法通过基波零序电压和故障相基波电势确定定子单相接地故障的位置,适用于中性点经高阻接地的发电机以及中性点不接地的发电机,且不依赖于注入式定子接地保护,所需要的故障信息较少,简单易行,可在现场推广应用。仿真数据和实际故障案例验证了所提方法的正确性。     

基于零序电流-电压微分特性的小电阻接地系统单相接地故障保护原理

中性点经小电阻接地的系统适用于电缆居多的配电网,然而由于配网馈线所处环境复杂,造成了现有的基于零序电流阶段式的保护方案无法满足单相高阻接地故障快速、灵敏地检测需求.针对此现象,文中通过分析故障线路和非故障线路零序电流-零序电压的关系,寻求两者不同的故障特征,由此提出一种基于线路零序电流与母线零序电压微分值波形相似度的保...     

小电流接地系统自适应单相接地保护方案

针对国内外在小电流接地系统中单相接地保护方法,提出了一种新的基于零序电流补偿的零序过电压保护方案,其基本保护采用零序过电压保护,动作时间采用反时限特性:在分析接地故障零序暂态电流分布特点的基础上,利用线路的零序电流暂态有效值与一个可整定的补偿电抗相乘,形成补偿电压,并与零序电压幅值合成复合补偿电压,利用该电压对基本的反时限动作特性曲线进行修正,实现选择性保护。仿真实验验证了算法的有效性。     

基于不平衡过电压动态抑制的谐振接地配电网单相接地故障保护新方法

现有配电网单相接地故障保护技术在高阻接地故障时无法可靠启动,选相与选线结果易受三相不对称的影响.针对这一问题,提出了基于不平衡过电压动态抑制的谐振接地配电网单相接地故障保护新方法.在三相不平衡过电压动态抑制的基础上,分析了故障前后注入电流与馈线零序电流特征.根据故障发生后注入电流变化量特点构建了接地故障动态感知判据,利...     

基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理

针对中性点非有效接地配电网单相接地故障处理难题,提出一种基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理方案。自动化系统由变电站内的故障相接地熄弧选线装置和配置于馈线开关的故障相接地启动保护装置构成。通过采用故障相接地手段实现单相接地故障的可靠熄弧,利用故障相接地断开前后的零序电压和零序电流变化特征实现永久性单相接地故障选线、选段、隔离和健全区域供电恢复。通过对故障相接地断开前后系统零序电压和零序电流的变化规律分析,构造了基于故障相接地断开前后基波零序电流比值的单相接地选线和选段判据。讨论了单相接地故障处理启动判据、故障相接地断开时刻感知、故障相接地断开前中性点中电阻投入必要性等关键技术问题。结合实例对所提出的单相接地故障处理过程进行了说明,并开展了实验验证,结果表明了所提出方法的可行性和有效性。     

小电流接地系统单相断线接地复故障类型诊断

在考虑负荷性质、中性点接地方式、过渡电阻等因素的条件下,利用复合序网分析了配电线路单相断线接地复故障的故障特征,得出不同影响因素下零序电压的幅值和相位信息变化差别显著的结论,从而提出一种基于零序电压幅值和相位的小电流接地系统单相断线接地复故障类型的诊断判据。PSCAD仿真验证了该判据的有效性。     

基于站域信息的同杆双回线接地距离保护优化方案

基于单间隔电气量的接地距离保护由于受到同杆双回线线间互感的影响,存在故障线路距离测量不准确、非故障线路易发生反方向误动和末端故障超越等问题.利用智能变电站中跨间隔站域信息高度共享的特点,构建了同杆双回线单元式保护配置方案,设计了过程层信息获取及交互的实现方案.利用双回线的断路器位置和接地刀闸位置信息自适应地选择零序补偿系数;利用双回线六相电流信息和六序分量法实现故障选线和选相,根据选线结果实现对故障线路的接地距离保护的邻线零序电流自适应补偿,而对非故障线路不再使用邻线零序电流补偿.理论分析和数字仿真验证表明,所提单元式配置和接地距离保护优化方案可以实现双回线中故障线路接地距离保护的自适应邻线零序电流补偿,并解决了盲目进行邻线零序电流补偿造成的非故障线路反方向误动的问题.     

一种谐振接地系统的配电线路接地故障选线新方法

为解决小电流接地系统中发生故障时选线准确率低的问题,提出一种谐振接地系统单相接地故障选线新方法。通过分析不同线路的零序电流与零序阻抗特征,发现健全线路的零序阻抗始终呈容性,零序电流为纯容性电流;而故障线路零序电流在低频段含有消弧线圈的感性分量,且幅值大于高频段。先使用低通滤波器提取母线零序电压和各馈线零序电流在低频段的信号分量,并对母线零序电压求导;然后比较任意两条线路的零序电流与纯容性电流交叉相乘后乘积的差值,差值最大的为故障线路。分别对不同工况下的单相接地故障进行了仿真验证,结果表明,该方法选线准确,适应性强。