光学电流互感器对线路差动保护的影响

基于Matlab/Simulink和ATP,建立了电网模型、电磁型电流互感器、光学电流互感器以及线路纵联差动保护的仿真模型。引入了一套保护系统测量单元和决策单元的评测指标。对于同一线路差动保护,在相同故障条件情况下,分别安装电磁式电流互感器和光学电流互感器进行了对比仿真。以评测指标为基准,定量分析了光学互感器对线路差动保护的影响。结果表明,光学电流互感器能降低保护测量单元的稳态误差,加速保护动作,减小误动、拒动情况的发生,从而有效提高了线路差动保护的可靠性和快速性。但光学电流互感器却易导致测量单元产生较大的过冲量,其抑制直流分量的能力也较差,这将给保护带来潜在的误动可能性。     

高压直流输电换相失败对交流线路保护的影响(二)直流换相失败瞬态特征分析及对交流线路保护的影响

在PSCAD环境下,基于已建成的山东电网电磁暂态模型,分析了由交流线路不同位置发生不同类型的短路故障引起的换相失败对交流系统电气瞬态特征的影响;并结合山东电网线路实际保护配置情况,使用Fortran语言编程建立了三种线路保护的模型:RCS901(突变量纵联方向保护)、PSL602(纵联距离保护)及RCS931(纵联差动保护),研究宁东直流工程投运后对青岛换流站附近交流线路保护的影响.仿真结果表明,换相失败使故障线路的平行线路的电流发生严重畸变,且在线路中间发生单相接地短路故障时畸变最严重;且线路上的突变量纵联方向保护动作特性所受影响最大,纵联距离保护和纵联差动保护动作特性基本不受影响.     

CT二次接线混用引起线路差动保护误动分析

介绍了电流互感器10%误差曲线、电流互感器混用产生的危害及对纵联差动保护的影响,分析了110kV输电线路一次差动保护误动案例,得出误将线路电流互感器的测量绕组当作保护绕组使用,而使在空投主变时线路电流互感器测量绕组发生严重饱和是导致事故的主要原因。     

基于统一纵联原理的抗电流互感器饱和保护算法

提出一种构建统一纵联保护系统的思想,基于光纤通信系统获取多种模拟量和数字量信息,从而在一套保护系统中实现多种判据,以提高纵联保护系统的性能,并实现诸如重合闸配合、线路参数测算等辅助功能.在此基础上,研究了利用故障方向信息克服差动保护易受电流互感器(TA)特性不一致和饱和等因素影响的方法,分析了TA饱和对电流相量差动元件...     

高压电网多端线路保护配置方案的探讨

在高压电网中多端输电线路的特殊性影响常规线路保护的设计与运行。分析常规线路保护用于多端线路时面临的问题。从通道配置选取和保护原理使用两个方面,研究多端线路的配置方案。比较单频率与双频率载波通道的纵联距离保护和环状与链状连接光纤通道的差动保护方案。推荐在条件允许的情况下优先考虑环状连接方式的差动保护。早期线路需改建为多端运行方式时,可以酌情采用双频率载波通道的纵联距离保护。     

高压电网多端线路保护配置方案的探讨

在高压电网中多端输电线路的特殊性影响常规线路保护的设计与运行.分析常规线路保护用于多端线路时面临的问题.从通道配置选取和保护原理使用两个方面,研究多端线路的配置方案.比较单频率与双频率载波通道的纵联距离保护和环状与链状连接光纤通道的差动保护方案.推荐在条件允许的情况下优先考虑环状连接方式的差动保护.早期线路需改建为多端运行方式时,可以酌情采用双频率载波通道的纵联距离保护.     

高压直流输电换相失败对交流线路保护的影响（二）直流换相失败瞬态特征分析及对交流线路保护的影响

在PSCAD环境下,基于已建成的山东电网电磁暂态模型,分析了由交流线路不同位置发生不同类型的短路故障引起的换相失败对交流系统电气瞬态特征的影响;并结合山东电网线路实际保护配置情况,使用Fortran语言编程建立了三种线路保护的模型:RCS901(突变量纵联方向保护)、PSL602(纵联距离保护)及RCS931(纵联差动...     

基于浮动门槛值的改进电流互感器饱和识别方法研究

线路纵联通道中传统电流互感器(CT)与电子式电流互感器(ECT)混用时,CT饱和可能导致线路差动保护不正确动作。目前虚拟制动电流法是解决这一问题的常用方法,但虚拟制动电流法开放差动保护门槛值固定,并未考虑线路参数变化对其的影响,使得开放差动保护时间较长。针对这一问题,文中在虚拟制动电流法基础上,提出了一种基于浮动门槛值的改进方法。通过对CT进行建模,获取线路参数与饱和程度关系,计算出浮动门槛值参考曲线,并根据具体线路参数自适应选取门槛值,以确保差动保护不误动,同时缩短差动保护闭锁时间。仿真表明,该方法能够有效提高灵敏性,减小差动闭锁时间,并具有较大的适用范围。     

混合级联特高压直流输电线路纵联差动保护适应性分析

为探究现有高压直流输电线路纵联差动保护对混合级联特高压直流输电系统的适应性,结合混合级联特高压直流输电系统的运行方式,理论分析和仿真分析3种特殊运行方式下直流系统不同位置故障的故障特性和保护适应性。理论分析发现纵联差动保护适应性较好。仿真分析发现直流线路分布电容和逆变侧模块化多电平型换流器(modular multilevel converter,MMC)控制特性影响在直流线路故障时直流线路电流延时自减值长时间处于波动状态,导致纵联差动保护长时间处于闭锁状态,此时,系统长时间承受MMC超大故障电流冲击。直流线路区外故障时整流侧与逆变侧直流电流差值的绝对值数值较大且长时间处于波动变化状态,纵联差动保护存在误动的风险。     

分接开关可控移相变压器保护配置及故障特征分析

移相变压器是一种经济型的潮流调节设备,可提高电网运行的安全性和经济性。为了实现分接开关可控移相变压器工程化应用,首先,针对电流电压互感器配置情况,提出了移相变压器的主保护配置方案,并分析了各保护元件的保护范围。其次,提出了基于控保协同的差动计算自适应调整策略,可根据分接开关的实时档位实现移相变压器差动保护计算的自适应调整。接着,给出了基于移相变压器差动平衡的各侧电流校验方法,可用于校验电流互感器的接入极性和参数。最后,通过仿真和实际波形,分析了不同故障下和空充时的波形特征以及保护的适应性,并证明了所提方法和保护配置的有效性。     

大串补度输电线路的电流差动保护分析与对策

串联电容补偿技术是超高压及特高压远距离输电中的关键技术之一。随着串联补偿装置的广泛应用和电网的快速发展,有可能出现大串补度输电线路的情况,这将对输电线路继电保护甚至是主保护的动作性能产生影响。文中结合工程实际,对大串补度输电线路的电流差动保护动作特性进行了研究,并分析了过渡电阻、系统的运行方式及功角变化对电流差动保护的影响。根据仿真结果,对提高电流差动保护的灵敏度提出了相应的改进措施。     

Transmission line individual phase impedance and related pilot protection

This paper proposes a kind of new Individual Phase Impedance (IPI) and a novel pilot protection scheme for transmission line based on the IPI. The IPI is calculated by the ratio of the voltage difference of fault-superimposed component to the current difference of fault-superimposed component at both terminals of the protected line. The IPI has accurate mathematical expressions and reasonable physical definitions for various line models. The calculated result of IPI can be used to distinguish the internal faults from the external faults. When the IPI is identical to the value of line positive-sequence impedance, the external fault is detected; otherwise, the internal fault is detected if it differs from that value. The feature of the pilot protection scheme is that the inter-phase coupling relation and the distributed capacitance based on the three-phase line model are directly considered and included in the IPI expression. The novel pilot protection can be used for long distance HV transmission lines with some preeminent performances which are deficiency in the conventional directional comparison pilot protection and current differential protection. The test results obtained by EMTP simulation and from a laboratory model of a simplified real power system have demonstrated that the pilot protection is of high reliability and good adaptability.     

A review of the protection for the multiterminalVSC-HVDC grid

The multi-terminal VSC-HVDC grid is believed to be widely applied in the future power system. The dc line protection is the key technique for operation security and power supply reliability of the dc grid. In this paper, the single-ended protections, namely, the traveling-wave based protection and transient-variable based protection, as well as the pilot protections, mainly including the directional pilot protection and current differential protection, are discussed in detail. With the analyzed protections, the effective main and back-up protection strategy can be configured for the dc line in multi-terminal VSC-HVDC grid.     

采用电流突变量夹角余弦的直流电网线路纵联保护方法

直流线路的保护是多端柔性直流电网发展面临的关键问题之一。文中针对现有纵联电流差动保护存在的问题,提出了一种采用电流突变量夹角余弦值的纵联保护方法,它利用线路两端电流突变量计算夹角余弦值从而进行区内、外故障判断。区内故障时,线路两端电流突变量方向相反,夹角余弦值为负值;区外故障时,线路两端电流突变量方向相同,夹角余弦值为正值。保护方法采用改进电压梯度法快速启动,并利用正、负极电压比值来识别故障极。仿真表明,所提出的保护方法不仅可以可靠识别区内、外故障,同时具有较强的耐过渡电阻能力且不易受线路分布电容电流的影响。     

同塔双回线纵向故障特征分析及零序方向保护改进

同塔双回线在发生不对称纵向故障时,由于负荷电流的转移,健全线路上会流过较大的不平衡电流,可能导致健全线路上带零序电压补偿的纵联零序方向元件误动。分析了同塔双回线纵向故障时零序、负序分量的特征,阐释了单相故障跳闸后健全线路上带零序电压补偿的零序方向保护误动的机理,并且提出了利用单回线负序分量信息的保护改进方法。在零序电流达到门槛值而零序电压不足时,引入负序电流门槛来判断是否启动零序电压补偿,并结合带负序电压补偿的负序方向元件来判断故障方向。仿真结果表明,所提方法在相邻线路发生不对称纵向故障时能有效闭锁本线路的方向保护,防止保护误动作;在本线路靠近对侧发生接地故障,本侧零序电压较低的情况下改进的零序方向保护有较高的灵敏度,能够可靠动作。     

超高压输电线路的自适应保护判据

电流差动保护是超高压线路主保护的首选之一,提高线路电流差动保护的可靠性和灵敏性是一个值得研究的问题。在各种正常运行状态和故障状态下,传统的电流差动保护判据中通过选取固定的制动系数获得灵敏度均较高的保护方案是比较困难的。文章提出了一种自适应保护的新判据,该判据可以根据系统的运行状态自适应地调节制动系数,提高了判据的灵敏度。西北电网长340 km的750 kV兰坪双端带电源的输电线路的EMTP仿真分析结果验证了该判据的正确性和有效性。     

直流馈入下的工频变化量方向纵联保护动作特性分析（三）非故障线路的方向保护

基于各种换相失败情况下的直流系统等值工频变化量阻抗特性,对非故障线路的工频变化量方向元件动作特性进行了理论研究,分析了直流换相失败暂态过程造成非故障线路方向元件所感受到的暂态功率方向突变的问题;在此基础上结合方向纵联保护不同的动作逻辑,对直流换相失败暂态过程引起非故障线路方向纵联保护误动情况进行了分析;基于PSCAD/EMTDC的仿真验证了理论分析的正确性。     

基于触发角变化特性的高压直流线路纵联保护

现有的行波保护和电流差动保护间的配合存在延时,使得故障过程中的直流控制暂态阶段缺乏相应的保护。基于控制保护融合的思路,利用故障后直流控制暂态阶段两换流站侧的触发角变化特征,提出一种基于触发角变化特性的高压直流线路纵联保护新原理。通过构造整流侧和逆变侧的触发角变化率均值间的余弦相似度判据和固定时间间隔的触发角变化量判据,实现区内外故障的准确识别。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,所提方案可在直流控制暂态阶段识别故障,耐受过渡电阻能力强,动作速度较快,且数据采集不需要严格同步,可作为高压直流线路的快速后备保护。     

弱电源系统的输电线路保护方案的探讨

输电线路存在弱电源系统，线路发生区内故障，由于弱电源侧系统不能提供足够的短路电流而不能启动保护，导致两侧保护不能快速跳闸甚至拒动。本分析了弱电源系统输电线路故障特征，提出弱馈输电线路保护配置宜采用纵联方向(距离)、光纤电流差动保护，尤其光纤电流差动保护利用两侧电压信息能彻底解决弱馈线路存在的问题。弱电源侧选相问题，光纤电流差动保护能很好解决，纵联方向(距离)保护需采用弱馈识别的逻辑，在弱电源侧选用突变量电压及稳态量序分量电压选相，是保证重合闸合闸成功的关键。     

统一潮流控制器对线路纵联保护的影响分析

外部交流系统故障时,统一潮流控制器的保护可能动作于使统一潮流控制器退出运行。这将引起交流系统中电气量的再一次快速变化,与交流故障造成的扰动形成“电气竞争”,可能给线路纵联保护带来不利的影响。对南京西环网统一潮流控制器示范工程进行了介绍。并在分析统一潮流控制器保护系统设计原则的基础上,通过理论分析和数字仿真研究了统一潮流控制器对纵联零序保护、纵联距离保护和工频变化量方向保护的影响。研究表明统一潮流控制器的接入可能导致工频变化量方向保护区内故障拒动或区外故障误动,有必要对相关线路的保护进行改造。