基于实际装置的距离保护动态仿真研究

以距离保护为研究对象,分析距离继电器的动作方程在阻抗平面上的动态特性,采取与实际保护装置相同的数据处理过程,开发了距离保护仿真软件。仿真软件数据载入部分采用COM-TRADE格式,图形显示部分采用多视图方法,将距离保护内部各元件的动态工作过程按故障数据的采样点以直观的方式再现出来,实现对保护装置动作过程描述的透明化、可视化、定量化。以实际故障录波数据和基于PSCAD/EMTDC模型仿真产生的故障数据为例对软件进行仿真,分析距离保护的启动元件、选相元件、工频变化量继电器、接地距离继电器的仿真结果,说明软件能精确地再现故障时保护内部各元件的动态行为。并可评估在不同运行工况下,继电器在数据不同采样点之间的动态表现。     

不对称整定阻抗的多相补偿距离继电器在单相接地条件下的动作特性

采用单相补偿电压与相间补偿电压向量关系的多相补偿距离继电器能够有效防止系统振荡对距离保护的影响,补偿电压方程中整定阻抗相等,但该距离继电器在系统振荡较大且单相接地情况下反映故障相的动作元件存在拒动情况,以及反映非故障相动作元件存在误动情况;通过分析多相补偿距离继电器的动作方程,减小相间补偿电压的整定阻抗值和保持单相补偿电压整定阻抗值不变的不对称整定原则解决了上述问题,利用选相元件判断单相接地故障发生时刻相间补偿电压整定阻抗值,仿真计算结果有效证明了理论分析的正确性。     

新型自适应距离继电器

距离保护测量到的阻抗由于受对侧系统助增电流的影响会偏离故障线路的实际值,从而引起距离保护发生超越或者缩短保护距离。实际应用中往往利用零序电抗元件来解决这个问题,但对于相间故障则无能为力。通过分析发现,无论对于相间故障还是接地故障,当线路经过渡电阻故障时,距离保护测量阻抗随着过渡电阻变化的轨迹是一段圆弧,利用故障前保护测量到的电压、电流量可以估算出其圆心和半径。文中利用对阻抗变化轨迹的估算,提出了一种基于自适应电抗元件的四边形距离继电器的原理以及实施方案。理论分析和仿真计算都表明,所提出的自适应距离继电器除了能够有效防止区外经过渡电阻故障时发生超越,在区内故障时其耐受过渡电阻的能力也较常规四边形继电器有所提高。     

方向阻抗继电器暂态超欠问题的分析

方向阻抗继电器暂态超欠问题的分析晏国华宋振宇阿城继电器厂（１５０３０２）前言在１１０～２２０ｋＶ输电线路距离保护中，广泛采用方向阻抗继电器做为测量元件。当被保护线路发生短路故障时，有时产生较大的一次与二次暂态过程，使方向阻抗元件发生暂态超欠测量现象。…     

新型阻抗选相方法

针对现有阻抗选相方法存在的误选相问题,提出了一种适用于微机保护的新型阻抗选相方法。该方法利用了单相测量阻抗、相间测量阻抗以及故障前负荷阻抗负荷状态下阻抗继电器的测量阻抗的幅值大小关系以及3个单相测量阻抗的相位关系进行比较。仿真计算表明,新的阻抗选相方法在高阻接地、弱馈等故障情况都有很好的选相能力,适于作为线路保护稳态故障选相元件。     

一九八六年《继电器》全年目录索引

题 目 电力系统大接地电流网络零序保护整定计算应用软件的研究 相间距离保护第一段在非金属性短路情况下超越性能的分析 BcH型差动继电器平衡线圈整定汁算的理论分折 关于保护用电流互感器二次电缆截面的选择问题 500kV电力系统故障暂态的数值计算 用微机进行阻抗继电器动作行为分析的方法研究 关于距离测量元件记忆回路过渡过程的理论分析 电力系统计算机分析计算中有关零序互感的分析研究 计算机继电保护算法讨论 整流型阻抗继电器特性研究 电力系统接地短路故障点的分析计算方法运行经验: 变压器差动保护的结线错误及其纠正的方法 母…     

基于瞬时功率理论的新型功率方向元件

基于瞬时无功功率理论及故障附加网络,提出了一种新型功率方向元件。该功率方向元件由突变量及负序无功方向元件组成,在故障附加网络中,突变量无功元件计算对称三相故障时线路两侧等效无源系统的无功损耗,负序无功元件计算不对称故障的无功损耗,由两侧的无功计算结果可判断区内、区外故障。该功率方向元件基于系统阻抗呈感性这一显著特征,物理意义明确,具有工频故障分量保护原理的优点,且无需设计专门的工频滤波器。而且该继电器的动作速度快于常规的基于工频电气量的方向保护,其可靠性优于行波方向保护,具有较高的灵敏度。理论分析及仿真结果都验证了算法的灵敏性、可靠性及快速性。     

输电线不同故障对距离保护影响的仿真研究

针对输电线路中相间不同短路故障,分析故障对输电线距离保护的影响。根据输电线距离保护原理,计算三相系统中各相电压值,利用PSCAD/EMTDC建立双端电源系统的仿真模型并进行仿真实验。根据计算的测量电压、电流和阻抗,判断故障点距离及保护动作特性。结果表明：双端电源系统中三相线路不同相间故障时,其对应测量阻抗能够正确反映保护处故障点的距离,其阻抗继电器能够准确而快速动作,保证了系统对故障反应的灵敏性,提高了保护的可靠性。     

基于EMTP稳态计算的距离继电器静态动作特性分析方法

介绍了一种基于电力系统电磁暂态仿真程序（EMTP）稳态计算的距离继电器静态动作特性分析方法。该方法建立分布参数的网络模型，按照 “改进直接法”的原理反复修改过渡电阻，并调用EMTP进行稳态故障计算来确定继电器的动作情况，从而求出某个故障点的临界支接电阻。综合全网络所有故障点的计算结果可得到某种距离继电器在该系统中的支接阻抗特性。该方法的网络结构具有一般性，故障计算准确可靠，仿真结果具有说服力。     

基于阻抗轨迹估计的自适应相间距离继电器

在双电源系统中，由于对侧系统助增电流的影响，保护测量到的阻抗会偏离故障线路的实际值，从而引起距离保护发生超越或缩短保护距离。正向经过渡电阻故障时，距离保护测量阻抗随着过渡电阻变化的轨迹可以利用故障前保护测量到的电压、电流，经过估算得到。通过对阻抗变化轨迹公式的推导和分析，提出一种基于阻抗轨迹估计的自适应四边形距离继电器的原理及实施方案。该继电器利用故障前系统正常运行时电压和电流的测量值，实时估计出阻抗变化轨迹，并自动调整继电器的动作特性。理论分析和仿真计算表明，提出的自适应距离继电器可应用于相间距离保护，可有效防止区外经过渡电阻故障时发生超越，同时在区内故障时提高耐受过渡电阻能力。     

高压电网自适应接地距离保护研究

为提高接地距离保护对高压电网高阻接地故障反应的灵敏性,提出了一种对过渡电阻Rg具有高度自适应动作边界的新型动作判据。根据接地阻抗继电器自适应动作判据的构成原则,在分析了负序电压极化的自适应阻抗继电器动作特性的基础上,分析了负序电压移相极化阻抗继电器的移相控制方法、移相极化的工作性能。分析表明,将负序电压根据近保护安装点侧系统的负序阻抗角的大小适当移相后作为极化电压,接地阻抗继电器对Rg不但有更好的自适应性,也保持了其方向动作的明确性。MATLAB仿真结果表明,新的动作判据确实提高了继电器对保护范围末端高阻接地故障动作的灵敏性和自适应性。     

自适应接地距离继电器

基于单相接地模型,推导得到由故障点两侧零序阻抗角差异引起测量电抗的综合误差,根据综合误差的具体情况对测量电抗进行补偿,从而得到自适应接地距离继电器动作判据.新判据的多边形阻抗特性用纯电抗线来代替传统的电抗下倾线,不再像传统距离保护那样盲目地缩小动作范围.在可靠防止距离保护超越误动作的前提下,扩大了距离保护的动作范围.用EMTP进行了大量的数字仿真实验,结果表明,自适应阻抗动作判据能有效防止保护超越误动作,也提高了区内故障的动作灵敏度.     

数字保护继电器的抽象建模方法研究

该文提出了一种新的数字保护继电器抽象广义混杂Petri网（GHPN）分层建模方法,利用GHPN模型的连续层描述数字保护继电器连续变量的动态变化,由其逻辑层（Petri网）描述保护继电器的逻辑动态行为.文中建立了三段式数字距离保护继电器的GHPN模型,为了考虑影响保护动态行为的信号采集回路的非线性,建立了距离保护的暂态GHPN模型.仿真结果表明,保护模型GHPN是有效的,通过保护GHPN模型,可以详细地刻画保护内部动态行为以及保护与系统间的相互作用.     

基于Matlab和ATP的微机距离保护动态仿真

基于M atlab的M语言,将故障仿真(ATP)和保护仿真(S imu link)集成为一个完整系统。通过M atlab对ATP的调用,实现两个软件之间数据共享;基于S imu link实现了继电保护仿真,得到微机距离保护的误动率、拒动率和平均跳闸时间等性能指标。在软件实现上,采用了软件框架技术,并介绍了整个框架和相关类。该系统实现了故障暂态计算与微机距离保护仿真程序的同步运行,开放性好,集成度高,可视性强。仿真算例表明该系统使用灵活方便,可方便地观测保护内部动作情况、分析继电保护装置的动态特性。     

距离继电器作为变压器低压侧故障远后备保护时的性能

对Y,d接线变压器低压侧故障时高压侧线路保护距离继电器的测量阻抗进行了分析,得出装设在Y,d接线变压器高压侧线路上的距离保护对变压器低压侧的各种短路故障可以起到远后备作用.在此基础上提出圆阻抗结合四边形阻抗作为线路末端变压器后故障的远后备保护,并给出了负荷校验公式.动模试验验证了理论分析结果.     

Stochastic analysis of fault-induced transients for distance relaying application

It is well known that the operation of distance relays relies on the power frequency components to calculate the fault impedance and hence make decision on tripping. It is also discovered that the transient induced during fault has a significant effect on the performance of distance protection, especially on that of the high-speed protection. A better understanding on fault transient can lead to a better relay design and better performance in terms of speed and relay reach. This paper analyzes the fault transients in EHV transmission lines by using time-domain stochastic techniques. Major emphasis are placed in the investigation into the differences between the fault transient attributes of different fault types and the transient features of the composite signals used in distance relay, such as the phase-to-phase quantities. This investigation leads to the development of adaptive approaches that can be implemented in digital distance relays in order to achieve an improved relay performance.     

Distance-differential protection of transmission lines connected to wind farms

Distance relays are often used in the protection of the transmission lines connected to the wind farms. The distance relay using the transmission line impedance measurement identifies the type and location of the fault. However any other factors that cause the failure of the measured impedance, makes the relay detect the fault in incorrect location or do not detect the fault at all. One of these factors is the fault resistance which directly increases the measured impedance by the relay. One of the methods to eliminate relay under-reach effect is using of the trip boundaries. Trip boundaries are changing with wind variation and following with output power of the wind farms. Therefore, trip boundaries should continuously change proportional by the wind speed. In this paper, a method is provided based on the combination of distance and differential protection. In this method, using active power calculation in both ends of the transmission line, fault resistance is calculated and its effects are directly deducted from the calculated impedance by the relay. Therefore, variable trip boundaries are not needed anymore. Also in this method, unlike the technique that the trip boundaries are used, the exact location of fault and its distance from the relay also is calculated. Detailed model of a doubly-fed induction generator (DFIG) driven by a wind turbine is used in the modelling. Results of studies show that the presented method eliminates properly the mal-operation of relays under all different fault resistance conditions.     

一种改善距离保护动作特性的方法及其应用

以正序电压极化为原理的方向阻抗继电器,广泛运用于线路距离保护中;然而由于原理及处理过程复杂,动作性能有缺陷。文中分析了其工作原理及缺陷,提出了一种改进型方案,即采用复合电压极化的方向阻抗继电器,并对距离保护的各元件作了优化,改善了动作特性,特别是出口处正反方向对称故障的动作特性。通过理论分析试验对比,提高了动作正确率及出口时间。基于此开发了一套线路66 kV线路距离保护测控装置,通过了数动模试验,并在现场投入运行,显著改善了运行性能。     

电网继电保护动作仿真软件开发

结合电力网的实际结构及运行特点,利用定值判断法,采用面向对象的程序设计思想开发了基于图形界面的电网继电保护动作仿真系统.该系统可模拟电网在实际故障中的保护动作情况,通过调用故障计算模块得到故障下各保护处测量值,与系统保护整定值进行比较判断,得到保护仿真结果,实现对全网保护整定值的校验.提出了面向装置的距离保护整定值校验思想,保证了保护动作仿真功能的正确性和有效性.该系统通用性好、使用灵活,具有较大的实用价值.