反应重负荷下高阻故障的稳态量线路差动保护判据

指出传统稳态量差动保护判据受穿越电流影响,导致重负荷接地故障情况下带过渡电阻能力弱,提出一种改进的稳态量电流差动判据,对两种判据灵敏度的理论分析表明,改进判据在内部带电阻接地故障中,具有较高的灵敏度,特别是对重负荷下的高阻接地故障,表现出明显的优越性。根据一条750 kV线路故障和保护的仿真试验,证明该电流差动改进判据较传统稳态量判据,在保证区外故障安全性的基础上,对重负荷状况下的带过渡电阻能力有很大的提高,是一种比较理想的超高压或特高压输电线路电流差动保护判据。     

基于贝瑞隆模型的线路差动保护实用判据

推导出了基于贝瑞隆模型的差动判据在三相耦合线路区内故障时的故障相差流和非故障相差流表达式,并在此基础上,提出一种新的基于贝瑞隆模型的实用判据,新判据在区外故障时能完全补偿暂态和稳态电容电流,区内故障时灵敏度高、允许过渡电阻能力强。仿真结果表明分析正确、新判据可靠。     

基于电流变化量的自适应母线保护

提出了母线差动保护的自适应判据和母线外部故障时TA饱和的判别方法,用于快速反应母线故障和解决母线区外故障保护误动问题。根据母线外部故障时工频电流变化量差动电流主要表现为母线分布电容电流的变化量,母线内部故障时特别是经高阻故障时可能有一部分穿越性负荷电流流经母线,流进母线的工频变化量电流在流出电流支路的阻抗和故障点等效的过渡电阻之间分配的特点,得到自适应母线保护的动作判据。基于饱和的TA在瞬时电流过零时有一线性传变区,瞬时电流变化量制动电流时间先于瞬时电流变化量差动电流这种特点,得到母线区外故障时TA饱和的判别方法。提高了保护的可靠性和灵敏度,不受系统运行方式和过渡电阻的影响。     

输电线路突变量电流差动继电器

为提高突变量差动保护的性能,提出了全新的突变量差动保护方案,包括纯电流突变量差动继电器、不灵敏电流突变量差动继电器、灵敏电流突变量差动继电器和突变量零序电流差动继电器。该保护方案中利用递推傅里叶算法计算突变量,随故障后数据窗的移动自适应修改动作特性,提高继电器的动作速度;在制动量中引入灵敏系数,实时修正动作特性,提高区外短路时保护的可靠性和区内故障时的灵敏度;针对弱馈线路,设计了一种突变量差动阻抗继电器来开放突变量电流差动继电器。方案中的4个突变量继电器,在动作时间上形成了良好的反时限特性。动模试验结果表明本方案动作迅速,不受电压互感器(voltage transformer,VT)断线影响,且耐过渡电阻能力强。     

大串补线路电流差动保护拒动因素及改进保护方法

大串联补偿设备在超高压输电系统中得到越来越广泛的应用,伴随着复杂多系统的互联,含大串联补偿设备的线路(简称串补线路)在特定运行方式下出现线路背侧系统阻抗较小,可能导致线路内部故障时系统电流反向,此时串补线路电流差动保护可能会因灵敏度不足而拒动。基于此,详细分析了串补线路电流反向的原因及其对差动保护的影响。重点对不同串补度、系统功角差和过渡电阻等影响因素下的差动保护的动作特性进行研究。进一步地,为解决差动保护拒动问题,提出一种基于串补线路两侧电流幅相综合制动的电流差动保护改进判据,该判据能够有效解决串补线路内部故障时灵敏度降低的问题。仿真结果显示,相比传统差动保护,改进方案能够明显提高保护灵敏度。     

光伏T接高压配电网电流差动保护研究

分析了光伏电站故障电流的特性,研究了两个目前常用电流差动保护判据应用在光伏T接线路上存在的问题。研究结果表明,传统T接线路差动保护判据不能同时满足内部故障的灵敏性和外部故障的可靠性。结合光伏电源故障电流特点,提出了适合于光伏T接线路电流差动保护的综合判据。对改进后的判据进行了大量的仿真试验,仿真结果表明,该判据能满足区内故障时的灵敏性和区外故障时的可靠性,并且具有很强的抗过渡电阻的能力。     

利用故障分量的分相式电流差动保护

本文在分相式全电流差动保护的基础上，提出了一种利用相电流突变量构成分相式突变量差动保护、利用两端零序电流构成零序差动保护的新方案，在保证区外故障具有足够防卫能力的前提下，该保护在重负荷大电阻区内故障时具有很高的灵敏度。     

基于差动电流与分布电容电流比值的直流线路纵联保护方案

分布电容电流会对直流线路纵联保护性能造成影响。文中以三端混合高压直流输电线路为对象,讨论分析了差动电流与分布电容电流比值的故障特征。由于差动电流和分布电容电流都会随着过渡电阻的增大而减小,采用差动电流与分布电容电流的比值作为判据,可以削弱过渡电阻对判据的影响,提高保护的灵敏性。基于此,提出了一种基于差动电流与分布电容电流比值的纵联保护方法。基于PSCAD/EMTDC的仿真验证表明,所提保护判据整定简单且天然具有故障选极功能,能可靠识别区内外故障,耐过渡电阻能力强且具有较高的灵敏性和可靠性。     

基于采样值差动原理的低频输电线路差动保护研究

低频输电线路发生区内故障时，因线路两端M3C（模块化多电平矩阵变换器）对故障电流幅值、相位的限制，使得两侧电流呈现穿越特性，进而造成传统基于相量的线路差动保护灵敏度降低甚至拒动。为解决上述问题，首先基于低频输电系统架构分析了线路故障后的电气特征及相量差动保护适应性；随后结合采样值差动原理，给出了3个基于采样值的逻辑判据，与稳态量差流门槛及低比率制动方程共同构成适用于低频输电线路的差动保护实现方法；最后在RTDS（实时数字仿真系统）中搭建了低频输电系统模型，通过对低频线路区内、区外不同类型故障的仿真分析，验证了该方法在低频输电线路中的有效性，为后续工程应用奠定了基础。     

三端线路差动保护中全电流差动判据的研究

通过对三端线路相对于二端线路特殊性的分析,并结合差动保护灵敏度的计算,得出了影响差动保护灵敏度的主要原因是穿越性电流。在当前故障分量判据还无法代替全电流判据的情况下,寻找一种有效消除穿越性电流影响的全电流判据,分析了全电流判据的可能组成方式后,得到了2个新的差动判据。经过对区内故障灵敏度及区外故障安全性的评价,得出了新判据2与原判据结合将有利于消除穿越性电流所带来影响的结论。     

一种高压输电线路故障分量差动保护新方法

提出了一种高压线路故障分量电流差动保护新方法,该保护方法理论上不受分布电容电流和负荷电流的影响,具有较高的灵敏度和可靠性。在非全相运行状态下发生高阻接地故障时能正确跳开故障相,提高了保护的抗过渡电阻能力。仿真验证了该保护方法的正确性和有效性。     

基于电压和电流突变量的高压直流输电线路保护原理

在对高压直流输电线路区内、外故障和雷击等暂态过程研究的基础上,提出了一种基于电压、电流突变量变化特征的高压直流输电线路主保护原理。该原理对两极线路同侧保护安装处测得的电压突变量幅值的比值设定阈值,选出故障极;利用故障线路两端电流突变量的极性在线路保护区内故障时相异、在区外故障时相同,区分线路上保护区内和区外故障。PSCAD/EMTDC软件对实际高压直流输电系统的仿真结果表明,该保护原理在双极两端中性点接地方式下能够快速判别故障极和区分线路上保护区内、外故障,可靠排除雷击干扰,在故障性雷击和高阻抗接地时准确动作,并适用于一极降压和一极全压运行、功率反送、一极停电检修及单极金属回线运行方式等。采样频率在10～100kHz范围内时可满足保护判据计算要求。     

A novel complex current ratio-based technique for transmission line protection

With respect to sensitivity, selectivity and speed of operation, the current differential scheme is a better way to protect transmission lines than overcurrent and distance-based schemes. However, the protection scheme can be severely influenced by the Line Charging Capacitive Current (LCCC) with increased voltage level and Current Transformer (CT) saturation under external close-in faults. This paper presents a new UHV/EHV current-based protection scheme using the ratio of phasor summation of the two-end currents to the local end current, instead of summation of the two-end currents, to discriminate the internal faults. The accuracy and effectiveness of the proposed protection technique are tested on the 110 kV Western System Coordinating Council (WSCC) 9-bus system using PSCAD/MATLAB. The simulation results confirm the reliable operation of the proposed scheme during internal/external faults and its independence from fault location, fault resistance, type of fault, and variations in source impedance. Finally, the effectiveness of the proposed scheme is also verified with faults during power swing and in series compensated lines.     

T接线路电流纵差保护新判据研究

根据T接线路的特点 ,提出一种基于故障分量的电流纵差保护新判据。该判据在保证外部故障稳定性的前提下 ,对内部故障具有灵敏度高、允许过渡电阻能力强等特点 ,动作性能不受负荷电流的影响 ,适应于有电流流出的内部故障情况。文章给出了该判据的理论分析、应用条件和仿真结果。     

基于电阻性差流的差动保护新原理

差动保护原理已经广泛应用于高压线路保护,但受电容电流的影响,全电流差动保护的抗过渡电阻能力低。文中提出基于电阻性差流分量的差动保护新原理,利用差电流的电阻性分量来构成差动保护判据,可以避免电容电流的影响。该原理与线路电容参数及电抗器补偿情况无关,对于高阻接地故障的灵敏度高,可以作为现有差动保护原理的补充。EMTP仿真验证了基于该差动保护新原理所构成的保护判据的可靠性和灵敏性。     

基于故障分量的方向电流差动保护

针对全电流差动保护经大过渡电阻短路时灵敏性不足的缺点，提出了利用故障分量构成的方向电流差动保护新判据。该判据可以进一步提高保护对内部故障的灵敏性和对外部故障的制动作用，与其它保护判据相比其耐受过渡电阻的能力也有了显著提高。分析了其判据和动作特性，通过数字仿真证明了此新判据在500kV、300km单回输电线路末端单相接地短路能承受300Ω以上的过渡电阻。     

基于时域电压比的高压直流输电线路暂态保护方案

针对传统行波保护在高压直流输电线路中耐受过渡电阻能力不足、T区两侧故障线路定位依赖边界元件等问题,以最具代表性的多端混合高压直流系统为例,从数学层面上分别明晰了高压直流输电线路区内外故障和T区故障下的行波特征,进而构造了不同采样周期下的时域暂态电压比判据,以削弱T区和过渡电阻的影响,实现区内外故障识别;利用时域电压比判据,提出了基于单端量保护配合的高压直流输电线路暂态保护方案,实现了高压直流输电线路故障的快速判别以及T区两侧故障线路的准确定位;最后,利用实际工程的电磁暂态仿真模型对所提方法进行详细验证,结果表明,所提保护方案可行且具有较高的灵敏性和可靠性。     

涌流工况下换流变压器零序差动保护误动对策

针对高压直流输电工程中换流变压器零序差动保护误动的案例,采用基于工程实际参数的高压直流输电仿真模型,对换流变压器外部故障切除恢复性涌流及空载合闸励磁涌流导致中性线零序电流幅值较大且衰减缓慢的现象进行了仿真分析。通过识别中性线零序电流与自产零序电流波形呈现出的相似度特征在涌流工况和区内故障时的差异,提出了基于零序电流动态时间弯曲距离的换流变压器零序差动保护新判据。经仿真算例和录波案例验证,该判据在各类区内故障时具有与传统零序差动保护相同的保护范围及抗过渡电阻能力,可以正确辨识涌流工况下电流互感器传变异常引起的虚假差动电流,进而降低零序差动保护误动风险。