母线差动保护区外转区内故障再动作判据

文中根据故障时母线差动保护制动电流突变大的特点提出了保护启动判别方案,在启动之后保护连续判断3个差流采样点的幅值是否变化的特征,确定故障是区内故障或区外故障。判为区内故障时,开放差动保护,判为区外故障时,闭锁差动保护。考虑到由区外故障转换为区内故障时差动保护能够可靠动作,保护判为区外故障后需要投入差动保护的再动作判别;提出了2种基于差动电流采样值的差动保护区外转区内故障再动作方案。一种是基于差动电流采样值的再动作方案;另一种是将差动电流采样值差分处理后的差分再动作方案。     

母线采样值差动保护数据窗选取方法研究

采样值差动保护动作行为的正确性取决于数据窗选取的准确性。文中基于电流互感器(current transformer,CT)的磁滞特性,分别对母差区内外故障情况下制动电流与差动电流瞬时值和变化率的特征进行分析,在此基础上,提出一种应用于母线采样值差动保护的数据窗选取方法:首先选取数据窗特征点,再由数据窗特征点倒推数据窗起始点,并进行了实时数字仿真(real time digital simulation,RTDS)验证。本采样值差动保护原理不受系统频率、电流非周期分量及CT传变特性等影响,在区外转区内复杂故障情况下,依然可以保证差动保护动作的快速性和可靠性,数据窗选取方法精准可靠,提高了采样值差动保护动作的灵敏性。     

基于电流突变采样值轨迹特征的快速母线保护

新能源电源提供的短路电流幅值受限,故障特征弱化,影响母线故障的快速准确识别。该文利用三相电流同一采样值突变量快速提取电流突变特征,将母线各支路电流进行分组,分别构造了两种启动元件,根据启动元件的动作时序,快速识别母线区内、外部故障和区外转区内故障。建立了母线多支路分组电流突变量采样值的分析平面,经过极性转换与采样值积分,直观反映母线区内外故障时电流突变采样值的运动轨迹,在此基础上,建立了识别母线区内外故障的保护动作区。利用实时数字仿真平台(real time digital system,RTDS)建立仿真系统,仿真结果表明,母线故障时,启动元件动作时间小于1ms,利用电流突变采样值轨迹可以快速识别区内外故障及转换性故障。     

双馈风场进线对220 kV母线采样值差动保护的影响

由于采样值差动保护具有计算速度快、易考虑CT饱和等优点而被普遍应用于当前的母线保护装置中。然而暂态特性不同于传统火电机组的双馈风电机组大量接入电力系统,这会给现有的继电保护带来严重的挑战。以双馈风电场远距离接入220 kV电压等级变电站母线为例,在RTDS仿真平台上研究双馈风场进线对母线采样值差动保护的影响。结果表明,在母线区内故障时风场侧支路提供的短路电流存在弱馈、高谐波及频率偏移等特点。与此同时,计及CT饱和、双馈机组本身的无功优化控制策略等因素影响,使得该短路电流的复杂性更加突显,进而造成传统母线釆样值差动保护动作有延迟。为此,提出了一种自适应变数据窗的釆样值差动保护判据,并通过RTDS仿真平台验证了该方法行之有效。     

按支路计算制动的母线三折线比例差动保护

常规母线保护比例差动区内故障和区外故障制动特性相同,区外抗CT饱和的能力受到制动系数提高的限制。根据母线区内故障和区外故障时短路电流的分布特点,提出了按支路计算制动电流的母线保护比例差动原理。各支路的制动特性取为非线性的两段折线特性,制动电流按支路分别计算再求和。新方法区内故障时动作特性和常规差动相同,区外故障时提高了制动电流,在各支路CT变比不同时制动能力也更强。算例分析和仿真表明,区外故障时的抗饱和能力较常规差动提高了30％。     

基于幅相平面的三区域差动保护方法

在幅相平面上对双端差动保护进行分析,传统的全电流差动保护灵敏性较低且与安全性存在矛盾。为使之兼具灵敏性与安全性,充分利用了不同故障时的两端电流相对幅相关系,提出将整个幅相平面划分为包含制动区、模糊区以及动作区的三区域差动保护方法,并利用短数据窗小矢量算法计算差动电流与制动电流来区分模糊区时为区外故障电流互感器(TA)饱和还是区内高阻故障。当为区内高阻故障时,保护可灵敏动作。该方法不仅解决了传统电流差动保护判据灵敏性与安全性间存在矛盾的问题,同时具有在区外转区内故障时不受TA饱和闭锁时间的影响而快速动作的优点。最后,由仿真验证了所提方案的有效性。     

自适应变压器电流差动保护判据研究

为了提高变压器电流差动保护的正确动作率,通过对区内外短路时故障电流特性的分析研究,提出了一种自适应变压器电流差动保护判据。对于变压器区外故障,能自动增大差动保护制动系数,提高区外故障的防卫度,对于区内故障,自动减小差动保护的制动系数,提高区内故障差动保护的灵敏性。通过RTDS试验证明自适应判据对提高保护性能是有效的。     

神头一电厂220kV母差保护动作情况分析

分析ＰＭＨ－１３母线差动保护在倒母线过程发生区内故障时失去选择性，延时１２２０ｍｓ动作的原因，提出今后改进的建议。     

自适应变压器电流差动保护判据研究

为了提高变压器电流差动保护的正确动作率,通过对区内外短路时故障电流特性的分析研究,提出了一种自适应变压器电流差动保护判据.对于变压器区外故障,能自动增大差动保护制动系数,提高区外故障的防卫度,对于区内故障,自动减小差动保护的制动系数,提高区内故障差动保护的灵敏性.通过RTDS试验证明自适应判据对提高保护性能是有效的.     

环形直流微电网故障分析与保护

直流微电网故障的快速检测与切除是提高其运行可靠性的关键。电流差动保护可快速有选择地切除故障,但受短路阻抗影响较大,在高阻抗短路时可能拒动。针对环形直流微电网,文中提出基于母线功率变化率的差动保护,由母线两侧功率变化率作为差动量,在区内故障时,母线功率变化率差动值大于动作值,保护动作切除故障线路。功率变化率差动值与短路电流平方及短路阻抗成正比,相比电流量保护,具有更快的故障识别速度和更高的保护灵敏度。仿真结果验证了所提保护方案具有更好的速动性、灵敏性,提高了环形直流微电网的可靠性和稳定性。     

神头一电厂220kV母差保护动作情况分析

分析ＰＭＨ－１３母线差动保护在倒母线过程发生区内故障时失去选择性，延时１２２０ｍｓ动作的原因，提出今后改进的建议。     

基于参数识别的纵联保护在交直流混联电网中的应用研究

为分析线路差动保护对交直流混联电网的适应性,利用RTDS试验数据仿真了在直流系统换相失败、交流线路区外故障以及区内高阻接地故障时线路差动保护的动作特性,结果显示线路差动保护在上述情况下存在可靠性不高或灵敏度下降的问题。差动电流频谱分析表明,流过线路并联电抗器的非周期分量和低频分量是造成保护动作性能降低的原因。为此,采用参数识别的思想提出了一种基于并联电抗器的纵联保护原理,将内部和外部故障的模型统一简化为电感模型,通过比较模型中电感参数的符号和幅值来区分内部和外部故障。RTDS试验数据表明,该方法能可靠区分内部和外部故障,有效克服了电流中非周期分量和低频分量的影响,证明了新原理的正确性和有效性。     

利用差动电流及支路序电流特征的母线CT断线识别及保护闭锁策略研究EI北大核心CSCD

现有3/2接线母线的电流互感器(current transformer,CT)断线闭锁策略由于无法引入母线电压信息,某些场景下难以可靠区分CT断线与母线短路故障,存在将母线经高阻短路故障误判为CT断线、重负荷支路CT断线母线差动保护误动的问题。为此,不改变现有母线差动保护动作特性的基础上,文章充分利用母线差动电流及支路序电流的幅值和相位特征,提出一套高适应性的CT断线闭锁策略,避免因CT断线闭锁策略不当导致的母线保护不正确动作的问题。首先推导母线CT断线与母线短路故障时母线差动电流和支路序电流的特征,利用其在相位和幅值上的差异构造一套全新的CT断线识别判据,可实现无需电压信息的CT断线可靠识别,避免单一变量构成的过量保护整定困难的问题。此外,优化CT断线与母线保护间的动作逻辑,短路故障情况下,通过附加短路故障识别判据可实现短路故障后的母线保护快速开放。利用数字仿真系统(real time digital simulation system,RTDS)建立典型3/2接线的母线模型,大量仿真实验验证了CT断线识别判据及母线保护闭锁逻辑的可靠性。     

换流站极中性母线差动保护动作原因分析

换流站直流滤波器连接于极高压母线与极中性母线之间,当直流滤波器发生接地故障时,某些位于特定位置的故障点会对直流电流进行分流,引起中性母线差动保护动作。以某±500kV整流站直流滤波器接地故障为例,分析中性母线差动保护动作的原因,并提出导致该保护动作的直流滤波器接地故障发生区域,最后通过仿真试验证明了所提假设的正确性。     

适用于微机母线保护的电流互感器饱和的检测方法

通过对电流互感器(TA)饱和时电流特点的分析,提出了一种用于微机母线保护装置的TA饱和检测方案.该方案与基于瞬时值比率制动的差动保护相结合,在区外故障且TA饱和发生的情况下能够可靠闭锁保护,当发生区外转区内故障时能够快速开放保护.已有采用此方案的微机母线保护装置在电力系统中运行.     

基于小波包变换的母差保护

TA饱和时,母线大差电流波形发生严重畸变,传统全电流比较原理母线差动保护很难判定区内或区外故障。基于小波包变换原理提出一种母线差动保护新方法。该方法应用小波包对大差电流进行变换,提取高频小波包系数来判定区内或区外故障。大量的仿真结果表明,该母线差动保护方案准确可靠。     

基于电流行波极性的高压直流极母线保护

高压直流极母线的差动保护在外部故障时可能出现较大的暂态不平衡电流,从而引起保护误动。分析了基于故障时电流行波极性的极母线保护原理,通过判断行波极性区分母线的区内区外故障,能从根本上解决因不平衡电流引起的保护误动问题。理论分析表明,利用电流行波实现的母线保护具有动作速度快,灵敏度高和简单可靠等特点。PSCAD/EMTDC仿真验证了该方案的有效性。     

交流二次回路中性线阻抗对母线差动保护的影响及防范措施

为了提高母线差动保护的正确动作率,通过对现场一起母线差动保护误动事故的原因进行研究,从理论上分析了交流二次回路中性线阻抗的存在对母线差动保护的动作行为可能造成的影响。研究结果表明,当母线上所连支路发生故障时,若线路空载或轻载,故障相的短路电流及非周期分量均达到一定水平时,由于交流二次回路中性线阻抗的存在,会造成非故障相的电流互感器反向饱和,从而可在非故障相中产生异常电流,造成母线差动保护误动作。EMTP仿真结果证明了上述分析结论的正确性和合理性。对此进一步提出了相应的防范措施和建议,以避免现场类似事故的发生。     

不受非同步采样影响的母线差动保护方案研究

提出了一种新的母线保护原理,该原理通过引入母线电压对现有差动判据进行等式变形得到,可有效消除电流采样非同步的影响。结合陕西电网实际工程,建立了相应的母线故障仿真模型。仿真分析了母线区内、外各种故障情况下,所提保护判据和常规母差保护的动作情况。仿真研究表明,常规母差保护判据在采样数据不同步时,存在区内故障误选相问题和区外故障误动问题;而所提方案可有效消除采样非同步的影响,区内故障保护可靠动作,区外故障可靠不动。同时,保护的定值整定原则与常规母差保护相同,无需特殊整定。     

一起高阻接地故障时线路差动保护拒动的分析及其改进研究

通过对一起线路高阻接地故障时电流差动保护拒动的分析,得出是由于弱故障侧电流启动元件灵敏度不足使得线路两侧差动保护启动元件没有同时动作的原因。因此提出了一种改进的电流差动保护双端零序电流电压辅助启动方法。改进后的辅助启动元件借助线路两侧电流或电压中的故障分量信息,提高了弱故障侧电流差动保护启动性能。现场故障录波数据回放以及RTDS仿真结果显示,改进后的电流差动保护在高阻接地故障,尤其是对于在靠近线路一侧故障而远故障侧仅感受到很小的故障量时,动作性能有明显提升。