交直流互联系统对电流差动保护的影响分析及对策

理论分析了交直流互联系统中仅发生交流侧故障时直流系统等值工频变化量电流的特性,然后分别探讨了,直流馈入对与直流系统直接相邻的,输电线路电流差动保护故障分量判据和稳态量判据的影响。研究表明仅发生交流系统故障时,对稳态量电流差动保护影响相对较大,容易引起保护的拒动,然后提出了一种仅基于幅值判据的应对措施。最后基于PSCAD/EMTDC的仿真验证了上述结论的正确性。     

基于Park变换和Teager能量算子的晶闸管逆变器保护新方法

在高压直流输电系统中,晶闸管逆变器直流差动保护误动于区外故障,以晶闸管逆变器作为研究对象,提出了基于Park变换和Teager能量算子的晶闸管逆变器保护新方法。首先,利用Park变换分析逆变器交流侧电流,建立和直流侧电流的平衡关系,提出主判据;其次,采用逆变器交流侧接地故障的零序电流和逆变器交流侧电流的Teager能量算子作为辅助判据;最后,通过PSCAD仿真将该保护和传统直流差动保护进行比较。结果表明：该保护可有效解决传统直流差动保护误动于区外故障的问题,对于直流差动保护不能动作区内的相间短路故障,该保护方法可正确动作。     

基于改进换相面积的直流输电换相失败判别方法

对换相电压时间面积判据进行了改进,在判断换相失败时考虑到直流电流的波动,得到改进换相面积判据,该判据的推导过程更接近工程实际。在仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建了±800 kV传统直流输电仿真系统LCC-HVDC。分别采用改进前后的换相面积作为换相失败的判据,搭建了换相失败的判断程序并用于判断LCC-HVDC仿真系统中由于交流侧故障导致的换相失败。仿真结果表明,改进换相面积判据可以更加准确地判断换相失败。最后,根据仿真结果,进一步分析了故障时刻对换相失败的影响。     

特高压换流变压器差动保护适用性分析及其改进方法

特高压换流变压器具有特殊的结构和运行方式且与非线性元件换流器相连,导致其与交流变压器特性不同,传统变压器保护原理可能不再适用。文中分析了传统基于二次谐波制动的比率式差动保护在特高压直流输电系统中的适用性;针对传统变压器保护在换流变压器阀侧发生单相接地故障时出现严重延时的问题,利用该工况下差流中的直流分量大、励磁涌流时直流分量小的特点,在传统变压器保护原理的基础上提出一种基于直流分量的特高压换流变压器差动保护改进新方法;通过PSCAD仿真验证了改进新方法的可行性。     

特高压直流分层接入方式下抑制连续换相失败的优化控制策略

针对分层接入的特高压直流输电(UHVDC)中连续换相失败问题,分析其换相机理,提出了一种基于直流电流变化量的定熄弧角优化控制策略。理论上分析定熄弧角控制的作用机理,在控制中引入直流变化量,充分利用故障期间和系统故障恢复过程中直流电流的动态波动特征,来快速调节定熄弧角运行值,补偿因直流电流上升而减小的熄弧角,以达到有效抑制换相失败的目的。利用PSCAD/EMTDC软件实现了所提出的控制方法,并对比分析所提改进策略与CIGRE标准模型控制对换相失败的抑制效果。大量仿真结果表明,所提出的改进控制策略能有效抑制各种交流故障下连续换相失败,改善故障恢复特性。     

双馈风电场送出变保护动作特性仿真分析

作为双馈风机实现低电压穿越的重要措施,Crowbar保护的投入会导致短路电流频率发生偏移.而目前双馈风电场送出变仍使用常规变压器保护,风电场短路电流的频偏特性会导致基于工频量的传统变压器保护动作性能受到影响.选取全电流差动、故障分量电流差动和复合电压启动过流三种保护作为研究对象,在Matlab/Simulink中建立带Crowbar保护的双馈风电场送出系统和保护仿真模型,分析三相、两相以及匝间短路故障下,风电场短路电流频率偏移对三种保护的动作性能影响.仿真结果表明:全电流差动保护和故障分量电流差动保护电流差动元件和二次谐波制动元件均受到频率偏移的影响,导致动作时间延迟,而复合电压启动过流保护不能准确动作.     

直流输电换流变压器阀侧接地故障保护动作分析

直流换流变阀侧交流接地故障具有时空离散性,造成了故障分析和保护配合的复杂性。故障发生在高压桥或是低压桥会造成阀工况的差异性,而故障点与电流互感器的安装位置也会带来保护动作的不同,故障发生时刻的不同也会带来的故障特征的差异性。本文结合某直流工程的保护配置,进行全面的保护动作校核,并指出投旁通对时故障桥应选择故障相桥臂。     

超高压线路差动保护的高阻接地故障拒动分析及改进措施

500kV超高压线路高阻接地时,初始阶段故障电流突变量很小,主保护有可能拒动．随着接地故障电阻变小,故障电流增大后由后备保护动作切除,而后备保护较长时间切除故障可能影响电网稳定．介绍“7·10”500kV花博甲线高阻接地故障差动保护拒动事件,分析不同运行方式对两侧故障电气量的影响,总结现有差动保护启动判据的缺陷,并提出采用近故障侧保护装置启动判据、负序电压启动判据等改进措施,有效提高了高阻接地时差动保护的动作可靠性．     

联于弱交流系统的HVDC换相失败研究

高压直流输电(HVDC)系统逆变侧换流器处交流系统的强度直接影响HVDC系统的动态性能,换相失败是HVDC系统最常见的故障之一.通过分析逆变器换相失败的机理,归纳了联于弱交流系统的HVDC换相失败的各种影响因素,包括直流电流、换相电抗、换相电压、越前触发角,受端系统不对称等.利用Matlab的Simulink对交直流系统模型的动态特性及换相失败进行了仿真.     

交直流互联系统对电流选相元件的影响分析及对策

交直流互联系统中,在交流系统发生故障期间逆变侧等值交流电流会产生复杂的暂态过程,进而对电流选相元件产生不利影响。详细分析了交流故障期间基于电流突变量选相元件的选相性能,分析结果表明无论交流故障是否引发换相失败,交直流互联系统都会对基于电流突变量选相元件的正确选相产生较大影响,并且交流系统强度对选相结果也有影响。最后提出一种电压选相的解决措施,PSCAD/EMTDC仿真验证了结论的正确性。     

变压器差动保护动作判据研究

详细分析了变压器比例制动差动保护在系统发生区内、区外故障时的动作行为 ,并针对现场经常发生的 ,由变压器区外故障转化为变压器区内匝间短路的情况对保护的影响做出了重点的研究 ,定性分析了低压侧流出电流对差动保护动作灵敏度的影响。最后以一个实例 ,就如何在保证保护安全性的前提下 ,提高保护的灵敏性的方法做出了有益的探讨     

变压器差动保护动作判据研究

详细分析了变压器比例制动差动保护在系统发生区内、区外故障时的动作行为，并针对现场经常发生的，由变压器区外故障转化为变压器区内匝间短路的情况对保护的影响做出了重点的研究，定性分析了低压侧流出电流对差动保护动作灵敏度的影响。最后以一个实例，就如何在保证保护安全性的前提下，提高保护的灵敏性的方法做出了有益的探讨。     

考虑直流断路器的MMC-HVDC系统直流电压保护误动分析

随着柔性直流输电技术的不断发展以及直流断路器研究的不断突破,直流断路器的逐渐应用将对MMC-HVDC系统的继电保护产生重要的影响.在含直流断路器的MMC-HVDC交直流混合系统中,一些原本由交流断路器跳闸的直流侧故障将修改为动作于直流断路器跳闸.在此背景下,交流故障和直流故障时反映在直流侧的暂态响应具有相似性,可能造成直流保护发生误动.通过研究各种交、直流系统故障时直流系统的暂态响应,分析MMC-HVDC直流侧在交流系统故障和直流系统故障下的暂态响应的相似性,研究有可能造成的直流电压保护误动,并针对引起误动的保护特征给出避免保护误动的改进建议.在PSCAD/EMTDC仿真平台中,搭建含MMC-HVDC的交直流混合系统,仿真验证所作分析的正确性.     

附带STATCOM的HVDC系统改进参考电压控制法

在弱交流系统下对于附带有STATCOM的电网换相换流器高压直流输电(Line Commutated Converter based High Voltage Direct Current, LCC-HVDC)系统,存在着LCC逆变站与STATCOM之间耦合导致LCC-HVDC系统的稳定裕度下降问题,这会减弱LCC-HVDC抑制换相失败的能力。此外,HVDC控制环节之中的电压指令电流控制(voltage dependent current order limiter, VDCOL)环节的输出电流指令大幅剧烈波动还有几率会导致HVDC系统在首次换相失败之后发生后续换相失败。针对上述问题提出了一种“改进参考电压”的思想,对STATCOM和VDCOL的参考电压与输入电压分别进行修正。首先在STATCOM原本的参考电压经过一个“虚拟电抗”之后得到一个新的参考电压,通过这个改进参考电压弱化了STATCOM电压外环控制模块与LCC逆变站的耦合,减小了交流系统等效阻抗的大小,提升了系统对干扰的抵抗能力。然后对VDCOL的输入电压进行改进,新的改进输入电压改善了故障后VDCOL输出电流指令的大幅剧烈波动...     

一起线路接地诱发复故障引起变压器跳闸的分析研究

通过对一起线路接地诱发变电站内电流互感器爆炸引起变压器差动保护动作跳闸案例的分析研究,阐明了变压器差动保护原理及其在区内、区外故障时的动作行为,对故障过程中保护动作行为做出了正确的评价,提出了专业技术管理、设备质量和技术支持系统方面改进的措施。     

考虑平抑直流故障后功率波动的储能系统选址配置方法

多馈入直流系统在受端交流故障发生后,易导致多条直流同时换相失败造成系统功率的大量短缺,产生有功功率波动。为实现对多馈入直流输电系统受端交流故障后电网功率波动的有效抑制,从交直流交互作用强度及有功功率关键节点、线路的角度出发,提出一种平抑换相失败后交流系统有功功率波动的储能系统选址布点方法。首先依据多馈入交互作用因子确定候选区域,然后由多馈入有效短路比确定候选站点,最后以全网有功功率波动率确定储能系统具体选址位置。基于修改的IEEE-39节点系统,在PSCAD中搭建仿真模型,通过仿真验证,提出的储能系统选址方法能够有效减少受端交流故障导致直流换相失败带来的功率波动,提高交流系统的稳定性。     

直流换相失败整体免疫能力评估方法与应用

交流故障导致直流系统换相失败的免疫能力评估方法,可以为交直流混合电力系统的规划和安全稳定运行提供合理有效的决策依据。首先,采用换相失败免疫因子量化交流系统各节点的换相失败免疫能力,通过计算各交流节点允许接入的最大三相接地阻抗确定该指标值。基于此,利用PAM聚类算法辨识电网免疫能力薄弱节点。构建基于换相失败免疫因子均值和均衡程度的免疫能力整体评估指标,综合评估直流系统抵御交流故障的免疫能力。最后,模拟算例和基于某省级电网2种远期规划方案的实际算例,均验证了该文方法的优越性和有效性。     

一起由于电流回路开路导致的保护动作分析

电流差动保护在元件保护中得到了极其广泛的应用,电流回路的正确性对差动保护正确动作有着至关重要。本文从系统中发生的一次由于电流回路开路导致500kV主变跳闸的事故出发,详细地从理论上分析了差动保护的动作原因,并提出了预防该类事故发生的具体措施和办法。     

基于暂态电压的多端柔性直流线路保护方案

多端柔性直流线路故障电流具有上升速度快、峰值大的特点。为了限制故障电流,通常会在直流断路器中串联限流电抗器,形成直流线路的天然边界,但这也导致了故障电压暂态过程变化。区内故障时,线路两端保护安装处的暂态电压高频分量的有效值均大于限流电抗器换流站侧的值;区外故障时,故障端的特性与之相反。基于上述故障特征,提出一种基于暂态电压的多端柔性直流系统保护方案,利用单端线路侧的电压微分率实现区、内外故障快速动作,利用线路双端限流电抗器两侧暂态电压比实现区内、外故障的可靠判别。算例仿真结果表明:所提保护方案动作速度快,受过渡电阻影响小,且线路两端无需数据同步。     

一种适用于直流微网的电流差动保护

直流微网线路发生故障时,故障电流的迅速飙升对系统供电的可靠性极其不利,因此快速检测并切除故障对其可靠运行至关重要.传统电流差动保护具有良好的速动性和选择性,但其灵敏度受短路阻抗影响较大,在高阻短路故障时可能出现拒动问题.在此背景下,针对放射形直流微电网,根据故障点两端电流变化特性,引入低制动系数实现对高阻故障的检测,并...