基于感受阻抗的相间距离保护整定计算方法

在分析传统相间距离保护速动段、配合段整定计算方法局限性的基础上,针对传统整定方法整定多端线路存在的不足,提出了基于感受阻抗的相间距离保护整定方法,并给出了通用的整定计算公式.该方法不受网络拓扑结构的影响,解决了整定线路、配合线路为多端线路时传统相间距离保护整定方法存在的问题,能有效提高多端线路上相间距离保护的保护范围及灵敏度,对于普通线路同样适用.通过算例,比较分析了传统整定计算方法和基于感受阻抗整定计算方法的定值性能,验证了所提方法的有效性.     

同杆输电线路零序参数对基于感受阻抗法接地距离保护Ⅰ段的影响

基于感受阻抗的接地距离保护整定计算方法在电力系统中得到了广泛应用。该方法的正确性与实际测量参数的正确性密切相关。实际工程中,由于同杆输电线路的零序参数可能存在误差,使得该方法所得的整定值可能产生误差,严重时将造成保护Ⅰ段误动,威胁系统的安全稳定运行。分析了同杆输电线路零序参数的误差对基于感受阻抗的接地距离保护Ⅰ段的影响,提出了计及零序参数误差在接地距离保护I段中的整定方案。     

电力系统输电线路接地距离保护整定计算探讨

本文主要介绍接地距离保护整定计算过程中影响整定阻抗值的几个因素,包括与相邻线路接地距离、零序电流和纵联保护配合及变压器保护配合整定计算。尤其考虑接地距离保护中零序互感耦合线路对接地距离阻抗继电器动作影响、补偿系数的问题及分支系数（包括正序分支系数和零序分支系数）一般计算方法,同时文中对接地距离保护分析计算作了详细归纳总结并提出了自己的一些见解。     

220~750 kV电网线路后备保护整定配合探讨

随着220~750 kV电网线路主保护的加强,业界关于后备保护整定配合的争议越来越多。为了解决后备保护整定配合问题,介绍了高压电网线路后备保护配合整定在现场的几种常用整定方法,分析了不同整定配合方案考虑的原因。针对接地距离测量阻抗受零序补偿系数的影响,分析了接地距离保护整定中需要特殊考虑的问题。通过对高压电网线路后备保护作用分析以及实际案例验证,推荐了一种高压系统后备保护的整定计算方法。     

环形短线复杂网络距离保护整定计算

相间距离保护作为防御线路上的相间短路,已广泛使用于复杂的高压电网中。随着电网的迅速发展和复杂化,环网中相邻线路间距离保护的配合及整定计算成为突出的问题。通过对攀西电网距离保护的整定计算与分析,介绍环形短路复杂网络距离保护的整定配合原则,计算的指导思想与方法,提出由此出现问题而采取的措施。     

计及V/V牵引变压器的线路保护整定计算分析

随着电气化铁路的发展,大量V/V接线牵引变压器接入到电网中,这对电网保护的整定计算产生较大影响。本文基于相分量法对V/V接线牵引变压器低压侧短路时的短路电流进行分析,通过计算分析电源侧线路的距离保护相间阻抗元件和接地阻抗元件的最小测量阻抗和流过该保护的最大短路电流,得出在对线路距离保护和零序电流保护进行整定计算时,需要对其定值进行修正并给出定量的修正策略,有效地防止距离保护和零序电流保护的保护范围伸出牵引变低压侧,从而保证了距离保护和零序电流保护的选择性。     

互感线路接地距离保护定值灵敏度影响分析及其整定优化

从整定的角度建立互感线路感受阻抗分析完整模型,并对模型中各因素影响互感线路接地距离保护测量阻抗的机理进行定性分析和定量验证,提出了求取测量阻抗极值的简化模型条件。在此基础上结合电网中典型极值工况进一步对互感线路感受阻抗的助增影响进行分析。最后,根据分析结论提出了接地距离保护定值的整定优化策略,该整定策略已在广东电网全面应用,实际应用结果表明该整定策略能够提高接地距离保护定值的适应性,改善了接地距离保护定值的性能。     

简化距离保护整定计算方法

分析了相间距离保护和接地距离保护定值的整定计算公式,发现在相同的计算条件下,即与相同的支路、相同的阶段配合,接地距离定一定小于或等于相间距离定值的规律,得出接地距离保护定值可以代替相间距离保护定值的结论,从而找到简化距离保护整定计算方法。     

基于自适应阻抗继电器的风电T接线路纵联保护方案

风电的T型接入改变了系统拓扑和故障特性,导致继电保护整定与配合困难,传统距离保护应用于风电T接线路时存在适应问题。基于风电T接线路拓扑,分析了双保护方向对保护范围的影响,推导了测量阻抗表达式并提取了主要影响参数,指出风电的T型接入影响距离保护的动作性能;鉴于此,提出了基于自适应阻抗继电器的风电T接线路纵联保护方案。该方案实现了保护方向的唯一化,且保护动作区域能够根据过渡电阻、三端电源电势幅值比、相位差和风电电源等效序阻抗的变化进行自适应调整,提高了保护的可靠性和灵敏性。同时给出了自适应整定阻抗的具体计算方法,一定程度上降低了保护对通信系统的要求。仿真结果验证了所提保护方案的正确性和有效性。     

基于分相法的牵引供电系统等值阻抗分析及对距离保护的校核

电气化铁路负荷是不对称性的负荷,对于依据序分量法求解电气参数的方法将失效。利用分相法分析了V/v型接线电铁牵引变压器的等值阻抗,并计算了各种短路情况下距离保护的最小感受阻抗,通过深入分析找到了距离保护感受阻抗的特点,在对线路距离保护进行整定计算的基础上对距离保护的整定值进行了修正,防止了距离保护的保护范围伸出牵引变低压侧,从而保证了距离保护的选择性。     

PMU based adaptive zone settingsof distance relays for protection ofmulti-terminal transmission lines

This paper proposes Phasor Measurement Unit (PMU) based adaptive zone settings of distance relays (PAZSD) methodology for protection of multi-terminal transmission lines (MTL). The PAZSD methodology employs current coefficients to adjust the zone settings of the relays during infeed situation. These coefficients are calculated in phasor data concentrator (PDC) at system protection center (SPC) using the current phasors obtained from PMUs. The functioning of the distance relays during infeed condition with and without the proposed methodology has been illustrated through a four-bus model implemented in PSCAD/EMTDC environment. Further, the performance of the proposed methodology has been validated in real-time, on a laboratory prototype of Extra High Voltage multi-terminal transmission lines (EHV MTL). The phasors are estimated in PMUs using NI cRIO-9063 chassis embedded with data acquisition sensors in conjunction with LabVIEW software. The simulation and hardware results prove the efficacy of the proposed methodology in enhancing the performance and reliability of conventional distance protection system in real-time EHV MTLs.     

多端线路差动保护改进算法的研究

针对传统差动保护在T型以及多端线路保护中出现的问题,以两端输电线路纵向阻抗的计算方法为基础,提出了一种适用于多端线路差动保护的改进算法。所提算法以发生故障时线路各端电流故障分量的相量和作为动作量,以任意两端之间最大的电压故障分量差与该两端线路的串联正序阻抗比值作为制动量。同时,上述数据之间彼此独立且可以相互转化,确保了保护能够在系统正常运行的情况下准确区分出区内、区外故障。通过对三相输电线路合理的解耦算法,达到了消减相间电磁耦合的目的,使所提算法实现分相判别的功能。在EMTP软件中,建立了高压多端输电线路模型,仿真结果表明,所提算法具有良好的状态判别能力,整定简单、判别裕度大,可靠性高,同时能够有效抵御线路电容电流和电流互感器饱和所带来的影响,具有较好的工程推广前景。     

基于差值矩阵的多端输电线路故障定位研究

针对现有多端输电线路故障行波检测困难、定位精度不高、判定算法复杂等问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)算法和Hilbert变换相结合的行波检测法和一种基于差值矩阵的多端输电线路故障行波定位算法。首先通过行波传感器采集故障行波信号,利用VMD分解算法对故障行波进行分解,结合Hilbert变换提取模态分量IMF1的瞬时频率,根据第一个瞬时频率的奇异点位置确定故障行波的达到时刻。然后利用行波到达各端的时间和行波传输原理,得到多端输电线路故障分支判定矩阵。最后根据故障分支判定矩阵确定故障支路,实现故障点的精确定位。ATP/EMTP仿真结果表明,所提检测方法能够准确检测故障初始行波的到达时间,多端输电线路定位算法能够准确判定故障支路,相比于HHT检测方法下的定位算法,进一步提高了定位精度。     

A combined impedance and traveling wave based fault location method for multi-terminal transmission lines

A new fault location method suitable for multi-terminal transmission lines that combines the advantages of both impedance and traveling wave based methods has been developed and presented in this paper. The proposed method first determines whether the fault is grounded or ungrounded by comparing the magnitude of the ground mode wavelet coefficients at the measurement end. Next, the impedance based method is used to identify the faulted half of the line in the case of two-terminal line and the faulted line section as well as the faulted half of the line section in the case of multi-terminal lines. Finally the fault location is determined by taking the time difference between the first two consecutive aerial modes of the current traveling waves observed at one end of the multi-terminal line. The proposed method has been tested on four- and five-terminal transmission lines with different types of faults, fault resistances and fault inception angles using ATP simulation.     

交直流输电系统潮流计算中换流器运行方式的转换策略

分析了多端直流输电系统和多馈入直流输电系统控制运行方式,提出了采用计算机进行控制方式转换的方法。在考虑各种控制方式的控制作用和转换条件的基础上计算交直流系统潮流。该方法用加入2条直流输电线路的IEEE 300节点算例系统和加入三端直流输电系统的IEEE 118节点算例系统进行测试,计算效果较好,能够处理运行条件改变导致的运行方式发生的转换。     

适用于MMC多端高压直流系统的精确电压裕度控制

当多端高压直流输电系统用于远距离输电时,直流线路的电压降落以及线路功率损耗会对电压裕度控制的精度带来较大影响,使直流电压不能稳定控制于一点,为此提出一种适用于多端柔性直流输电系统的精确电压裕度控制方法。推导了多端柔性直流输电系统的dq坐标数学模型,基于直流系统潮流计算的思想,充分考虑线路压降和损耗对控制参考值的影响,对电压裕度的取值进行计算,并在控制器中实现裕度修正。在PSCAD/EMTDC环境中建立了基于模块化多电平换流器的三端直流系统仿真模型,仿真结果验证了所提出的控制方法的正确性和有效性,该方法能够有效避免因电压裕度取值不当造成的控制特性偏移,并在系统受到较大功率扰动时可以有效、迅速地转换控制方式,提升系统稳定性。     

基于改进时域法的多端MMC-HVDC故障电流计算

为解决基于模块化多电平换流器 (modular multilevel converter,MMC) 的柔性直流输电 (high voltage direct current,HVDC) 故障电流解析计算精度不足的问题,提出一种计及远端站影响的多端MMC-HVDC故障电流改进时域求解法。首先,在分析故障后子模块电容放电路径的基础上,推导换流站等效电容值等系统参数,建立MMC-HVDC系统故障后网络等效模型。其次,将直流电网各换流站解耦,以故障后各支路电流近似解为初值,逐次修正计及远端站影响的多端MMC-HVDC线路等效电阻及等效电感,得到多端MMC-HVDC系统中各支路的故障电流值。最后,基于RT-LAB仿真平台搭建四端柔性直流电网模型,对故障电流计算值与详细电磁暂态仿真结果进行对比。结果表明,所提故障电流求解方法能够准确、有效地计算出多端MMC-HVDC短路故障后各支路电流值,最大误差小于5%。     

含多端柔性直流互联的交直流电力系统静态安全分析

含电压源换流器的多端直流系统在工作原理及控制方式上与常规直流系统存在本质区别,现有静态安全分析无法直接对含多端柔性直流的交直流系统分析计算。文中以传统交流电网静态安全分析为基础,首先,提出了多端柔性直流混联系统的交直流静态安全分析计算框架,阐述了功能实现方法及采用的关键技术。然后,在预想故障计算中考虑了交直流电网运行条件变化情况,保证计算结果与实际电网运行状态一致,提高了静态安全分析计算的准确性。最后,通过构建含四端柔性直流的交直流混联系统仿真模型,验证了算法的有效性和实用性。     

Adaptive Distance Relaying Scheme for Transmission Network Connecting Wind Farms

This article presents an adaptive distance relay setting for a power transmission network connecting more than one wind farm. The ideal trip characteristics of the distance relay is greatly affected in the presence of complex mutual coupling of transmission lines, as the apparent impedance is significantly affected. Similarly, the reach setting of the relay for the lines connecting wind farms is significantly affected, as the relaying voltage fluctuates continuously. Thus, the proposed study focuses on developing an adaptive relay setting for a transmission network including more than one wind farm and considering variations in operating conditions of wind farms and mutual coupling of transmission lines together. The proposed relay algorithm is extensively tested on two-terminal as well as multi-terminal power networks with wide variations in operating parameters. The performance testing of the proposed adaptive relay characteristics for faults and faults during power swing indicates the potential ability of the approach in handling distance relaying in a transmission system.