接地故障零序方向元件拒动保护改进方案

对于大电源长线路的输电系统,当线路末端发生接地故障时,虽然零序电流达到定值,零(负)序方向元件由于零(负)序电压可能达不到方向元件的门槛值,造成保护拒动.针对这类问题,提出了2种解决方案:一种是当零(负)序方向元件由于零(负)序电压可能达不到方向元件的门槛时,以正序电压代替零(负)序电压作为零序电流方向判别;另一种是采用无方向零序电流反时限过流保护作为接地故障后备保护,并提出了新的电流互感器断线方案,解决了国内保护装置电流互感器断线与反时限零序后备存在的矛盾.     

基于动态虚拟磁通分析的CT饱和识别方案研究

阐述了CT的工作原理,分析了CT饱和时铁芯磁通的特征,提出了基于动态虚拟磁通分析的CT饱和识别方案。该方案通过二次电流与CT铁芯磁通存在的联系计算动态虚拟磁通,根据CT饱和时饱和区磁通达到最大值与电流过零时刻的相对时间变短进行CT饱和识别,根据CT饱和时线性区磁通小于饱和区的磁通进行线性区识别。该方案利用磁通特征识别饱和及线性区,不受非周期分量、高次谐波等电流特征的影响。经仿真验证,该方案能够快速判断CT是否发生饱和,准确定位线性区起止点,原理简单,实现方便,具有实际应用价值。     

平行线弱电强磁下零序方向元件的改进

平行线在弱电强磁的影响下,相邻线接地故障时可能会引起本线零序方向纵联保护的误动。文中分析了目前克服弱电强磁所采取的解决方案,指出消除零序方向元件比相电压中零序互感电压是防止零序方向保护误动的一种有效手段。根据上述原理,提出了2种新型零序方向保护方案。考虑零序电压与母线相电压受到相同的零序互感影响,引入非故障相电压差、零序电压与故障相电压之差2种电压作为比相参考电压,从而形成不受零序互感影响的零序方向保护判据。PSCAD/EMTDC的仿真分析表明,文中提出的新保护方案在平行线弱电强磁时能保证可靠不误动。     

一种幅值比较原理的零序方向元件

以零序电压为参考方向的零序方向元件存在电压死区问题,需采取措施解决。对此,提出一种基于变压器中性点接地电流幅值比较原理的零序方向元件,分析了新型零序方向元件的工作原理与性能。分析表明,基于变压器中性点接地电流幅值比较的零序方向元件没有电压死区问题。幅值比较零序方向元件有较高灵敏度,且相位比较动作判据在最灵敏时幅值比较动作判据也最灵敏。     

一个判别零序功率方向元件接线的实用方法

在大电流接地系统中广泛采用着零序方向保护,其零序功率方向元件接线正确与否的判别通常采用带负荷测试的方法。目前教科书以及有关试验规程介绍的方法存在原理上的缺陷,而采用拉开电压互感器高压侧一相隔离闸刀人为产生零序电压的方法,不仅操作不方便,而且要影响其它保护(如距离保护)的正常运行。本文介绍的方法是原有基础上的改进,已在我局某站的110kV线路零序方向保护上进行了模拟试验,证明该方法是可行的。     

利用相电流突变防止零序方向元件误动的方法

弱电强磁情况下相邻回线间互感是造成零序方向元件误动的根本原因。文中分析了零序方向元件正确工作的条件,对比了零序方向元件正确动作与误动作情况下该回线电气量的特征差异,得出了误动线路的三相电流具有相同突变的故障特征。在此基础上利用模型误差识别三相电流相同突变特征,提出了一种防止零序方向元件误动的方法。通过PSCAD建立同塔双回线路模型进行仿真验证,仿真结果表明:文中方法能够可靠闭锁相邻回线短路、断线情况下健全线路的零序方向元件,不会闭锁该线路故障情况下的零序方向元件。所述方法具有识别弱电强磁环境下相邻回线互感的能力,提高了零序方向元件的适应性,具有实用价值。     

基于变压器中性点零序电流的方向元件

零序方向元件测得的零序电压实际为变压器的零序分压。随着电力系统的发展,变压器容量越来越大,其零序阻抗越来越小,导致保护上零序电压很小,不满足灵敏度要求,零序方向元件误动或者拒动。针对这一缺陷,通过分析变压器中性点零序电流和保护零序电流的相位关系,提出一种基于变压器中性点零序电流的方向元件。该元件以变压器中性点零序电流为参考,与保护零序电流进行比相,进而判断故障方向。经仿真验证,该方向元件动作准确、可靠。     

基于双端电流波形相关度识别的线路零序差动保护启动元件

对一起线路保护误动案例的分析结果表明:若某侧电流互感器在区外故障时发生轻微暂态饱和,因其电流波形畸变不明显使饱和判据失效,零序差动保护容易误动作。为解决这一问题,对三相电流互感器的暂态饱和特性进行了分析,得到了暂态饱和时间与故障角、故障电流的关系,并采用迭代方法计算出进入饱和的最小时间和使电流互感器饱和的最小全偏移故障电流。在此基础上,以两端零序电流作为识别对象对电流互感器饱和状态进行鉴别,构建了改进的零序差动保护启动元件。在电流互感器有剩磁和无剩磁工况下对各种故障进行了仿真,结果表明该启动元件可大幅提高零序差动保护动作的准确率,证明了其可行性和有效性。     

基于无死区零序功率方向的纵联零序保护

常规纵联零序保护的功率方向元件有一定零序电压门槛,因而会存在电压死区,若在一侧零序阻抗特别小的长线路中发生高阻接地故障时,有可能使该侧零序电压低于门槛值,导致纵联零序方向保护拒动。针对该问题,在考虑不平衡零序电压的条件下,提出一种通过判断补偿零序电压与保护安装处零序电压大小的方法,可有效判断出正反方向故障。仿真结果表明,本方案简单,易于实现,可提高纵联零序方向保护的可靠性。     

基于故障类型的零序方向元件

输电线路发生接地故障时，可能因零序电压不满足灵敏度要求，而导致零序方向元件误动或者拒动。针对上述问题，本文通过分析零序电压和故障相电压之间的相位关系，提出了一种新的基于故障类型的方向元件。当零序电压低于门槛值时，依据选相结果，该元件采用保护安装处故障前的故障相电压代替零序电压，进行零序功率方向判别。经现场故障数据验证，该元件正确、可靠，已应用于750kV线路微机保护装置。     

反应全类型故障的改进零序方向元件

纵联零序方向保护已成功应用于特高压输电线路的继电保护中。零序方向元件作为纵联零序方向保护的核心器件,其基本原理决定了其只能反应接地故障而不能反应相间故障和对称故障,针对这一问题提出了改进方法。改进的零序方向元件是利用数据窗的延迟和三选二的逻辑配合来实现对相间故障和对称故障的正确判断。改进后的零序方向元件,不仅能正确反应接地故障,而且对于三相故障和相间故障也可以很好地反应。理论分析和大量仿真对改进的零序方向元件的工作正确性进行了验证,证明了其可以在特高压输电线路上很好地应用,满足特高压交流输电继电保护的要求。     

纵联零序方向保护零序弱馈拒动的改进方案及其仿真

线路发生接地故障时,两侧零序阻抗相差过大将导致两侧零序电流差别过大,虽然两侧的零序方向元件均能正确动作,但是由于一侧零序电流达不到动作定值,从而造成纵联零序方向保护拒动.文中针对这种零序弱馈现象的产生进行了仿真分析,并且提出了针对零序弱馈的纵联零序方向保护的改进方案,进行了验证.实时数字仿真试验结果表明该方案解决了零序弱馈时的纵联零序保护拒动问题,有效改善了纵联接地保护的性能.     

基于采样值的CT饱和检测方案的研究

电流互感器(CT)饱和时,母线保护装置的可靠、安全、稳定运行是衡量母线保护的一项重要指标.文中分析了CT饱和时的特点,提出了一种用于数字母线保护装置的基于瞬时值的CT饱和检测方案.该方案与基于瞬时值比率制动的差动保护有机的结合,使数字母线保护装置具有快速、较高的抗CT饱和的优势.已有采用此方案的数字母线保护装置在电力系统中运行.     

基于采样值的CT饱和检测方案的研究

电流互感器 (CT)饱和时 ,母线保护装置的可靠、安全、稳定运行是衡量母线保护的一项重要指标。文中分析了CT饱和时的特点 ,提出了一种用于数字母线保护装置的基于瞬时值的CT饱和检测方案。该方案与基于瞬时值比率制动的差动保护有机的结合 ,使数字母线保护装置具有快速、较高的抗CT饱和的优势。已有采用此方案的数字母线保护装置在电力系统中运行。     

不受电压互感器二次回路两点接地影响的零序方向元件

电压互感器二次回路出现两点接地情况(简称"两点接地")下再发生单相故障,若引起零序方向元件误判,零序电压和故障相电压之间相位差较小,而正常情况下故障零序电压与故障相电压之间的相位差一般较大,文中据此提出了电压互感器二次回路两点接地的实时识别方法.根据两点接地再故障时附加电压分量对各相电压影响的特点,提出用健全相相间电压替代零序电压的零序方向算法.将两点接地的实时识别和零序方向新算法结合形成一种不受两点接地影响的零序方向元件,可有效防止纵联零序保护不正确动作.现场事故录波数据的分析验证了该方法的有效性.     

基于超高压自耦变压器中性点零序电流的方向比较 纵联保护的研究

随着电力系统向超高压方向发展,自耦变压器容量越来越大,而其零序阻抗越来越小,导致保护上虽然零序电流达到定值。但零序电压很小,不满足灵敏度要求,零序方向元件误动和拒动,从而零序方向纵联保护无法投入。但超高压自耦变压器中性点所产生的数值很大的零序电流的作用一直被忽略,没有被有效利用。据此提出利用自耦变压器中性点零序电流来代替保护上两侧零序电压的基于自耦变压器中性点零序电流的方向比较纵联保护方案。该方案以自耦变压器中性点零序电流为参考量,与两侧保护处的零序电流进行比相,以两者相位差作为方向判据,判断自耦变压器两侧故障方向,进而根据纵联方向比较原理比较两侧故障方向来易区分内部故障和外部故障。该方案能够消除保护处零序电压对零序方向元件方向判据的不利影响,有效地解决了目前保护处零序电压太小而引起的传统零序方向纵联保护拒动和误动的难题。经动模实验数据和数字仿真验证了该方案对接地故障具有灵敏度高,选择性好,能够正确地反应变压器各种轻微匝间故障,判据不受故障侧电流互感器(CT)饱和影响等优点。     

500kV零序方向电流保护的新应用

<正> 1 问题的提出 500kV线路上,广泛使用距离保护作为主保护和后备保护。距离保护有很多优点,可构成按相跳闸,可构成相间和接地保护,可构成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段阶梯时限特性,当和通道设备结合时,还可构成全线速断保护。但距离保护也有一些缺点,当线路接地故障电阻较大时会…     

基于相角差的发电机定子接地保护方向元件

分析了发电机发生内外部单相接地故障后,机端和中性点侧3次谐波电压、基波零序电压和零序电流之间相角的变化关系。在此基础上,提出基于相角判别的新型发电机定子接地保护方向元件。该方向元件由2部分组成:对距中性点50%以内的定子绕组故障,利用机端和中性点两侧故障分量3次谐波电压的相角值相等且为负值的特点构成;对50%以上范围的定子绕组故障,由于零序故障电压和电流均相对较大,采用零序电压和零序电流相位的关系来识别故障方向。该方向元件构成原理简单,可以与目前现场应用的各种单相接地保护方案配合使用,具有较强的工程应用前景。     

对零序方向继电器的几点改进意见

众所周知,零序方向继电器主要用于大接地电流系统中的接地保护。它为消除单相接地故障,保证继电保护动作的选择性,发挥了重要作用。据统计单相接地故障率在各种不同类型故障中,竟达到83.9％。     

一种基于Hausdorff距离算法的电流互感器饱和识别策略

为解决电流互感器(TA)饱和导致的线路电流差动保护误动问题,提出一种基于Hausdorff距离算法的电流互感器饱和识别策略。首先,分析了电流互感器的饱和特性,指出现有饱和识别方法的问题。然后,基于电流互感器正常电流波形和饱和电流波形的特征,引入了在几何建模、图像识别等领域广泛应用的Hausdorff距离算法,提出了TA饱和识别判据,该判据能在线路区外故障发生互感器饱和时可靠闭锁电流差动保护,在区内故障时可靠不动作。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明,所提TA饱和识别策略能有效识别不同程度的电流互感器饱和,识别快速且准确性较高,具有一定的工程借鉴意义。