用于线路差动保护的电流互感器饱和判据

高压、超高压输电线路由于短路容量大,在短线路等特殊情况下区外故障会引起电流互感器饱和,使电流差动保护误动作,采用提高差动门槛及比例制动系数的方法会降低差动保护的灵敏度,增加保护的动作时间。介绍了一种短数据窗与分段积分法相结合的电流互感器饱和识别方法,该方法使电流差动保护能在区外故障,电流互感器饱和时不误动作;在区内故障时可靠动作,快速切除故障。目前,该方法已成功应用于基于32位DSP的数字式光纤电流差动保护装置。     

电流差动保护在高压线路中的应用前景

介绍高压线路分相差动保护的应用和新判据，分析电流差动保护应用于高压线路保护上的优势和仍需进一步研究的问题     

多端线路电流差动保护实现故障定位及测距的新方法

多端线路具有多个T节点及分支的复杂性,已有的故障定位和测距方法不能直接应用到保护装置中。为此,提出通过故障类型选择故障定位和测距的序分量,以提高测距精度,即相间故障和三相故障时采用正序分量,而单相接地故障,多端线路所有节点的正序电压差小于预设阈值时采用零序分量,否则采用正序分量。为解决多端线路测距计算量大的问题,结合二分搜索法,通过评估T节点不同侧序分量电压的差异,实现多端线路的故障定位;将故障点两侧的电气量节点等效为双端系统,按选择的序分量进行双端故障测距。该方法经RTDS入网试验,可以满足现场要求,对比固定采用正序分量的测距方法,在高阻接地故障时具有明显的优势。     

一种超高压输电线路自适应分相电流差动保护新原理研究

根据分相电流差动保护的基本判据。分析线路两端电流量幅值和相位对保护动作特性的影响．提出一种制动系数自适应于线路两端电流量幅值之比的分相电流差动保护新原理。按照穿越性电流对差动保护进行制动的传统方法忽略了线路两端电流量幅值之比对保护动作特性的影响。新原理则充分考虑了这一影响。理论分析和动模试验数据表明,采用该新原理可以增加分相电流差动保护抗电流互感器饱和能力。有效提高保护反映区内、外故障的总体性能。     

高压输电线路新型差动保护的研究

提出了一种基于相关分析的新型电流差动保护 :通过被保护线路两端电流相应的瞬时值相乘再积分的方法来比较电流波形的一致性 ,充分考虑了故障暂态过程的影响 ;它具有相位比较的功能 ,也兼有幅值比较的作用。电力系统正常运行时 ,将其看成线性系统 ,故障时 ,可将其近似地看或故障分量系统与正常系统的叠加 ,保护分析采用故障分量系统 ,以减少负荷电流的影响。同电流差动保护相比 ,该保护可望更可靠、更快速动作 ,同时 ,它对信号的同步要求较低 ,也较容易实现与整定 ,能够成为超高压长距离输电线路的主保护     

基于光纤通信的多端线路电流差动保护装置

针对常规保护配置不能满足中低压系统中多端线路快速全线切除故障的难题,提出了一种基于光纤通信的多端线路电流差动保护新方案.具体介绍了保护装置的工作原理、同步方式、通信方式、硬件构成及测试结果等.动模试验结果表明,所提出的多端线路光纤电流差动保护装置性能优越,完全能够满足T接线路全线速动切除故障的要求,在中低压系统中具有良好的推广使用价值.     

采样值差动在线路差动保护中的应用

在简要介绍基于采样值的线路差动保护的基础上,结合具体案例重点分析了采样值差动在线路保护中的2个重要作用:一是解决传统变电站中的电流互感器饱和问题;二是提高数字化变电站中抗异常数据的能力.采样值差动保护的引入可以同时解决这2个问题,从而使传统变电站和数字化变电站的线路差动保护得到有机统一.     

电力线路行波差动保护与电流差动保护的比较研究

线路电流差动保护的基础是线路的RL集中参数模型和电荷连续性。行波差动保护的基础是线路的分布参数模型和行波传输不变性。针对两类差动保护在电力线路上的应用进行了详细的理论和仿真对比研究。指出二者的根本区别在于行波差动保护考虑了线路的分布参数特性和空间传播特性,而电流差动保护把线路看成节点,完全忽略了分布参数特性和空间传播特性,差动电流是行波差动电流的退化形式。对于特高压长距离输电线路,行波差动保护相比于电流差动保护有明显的性能优势。对于高压和超高压输电线路,行波差动保护和电流差动保护性能无显著差别,电流差动保护可以胜任该类线路。     

串联补偿输电线路稳态量电流差动保护改进算法

稳态量电流差动保护是目前串联补偿(简称串补)输电线路的主要保护。文中归纳了国内外输电线路保护装置电流差动保护判据,从理论上分析了它们在串补输电线路上应用的灵敏性,以及系统阻抗和线路的串补度对保护灵敏性的影响。分析表明,稳态量电流差动保护会由于灵敏度不足而拒动。提出的稳态量电流差动保护改进算法能有效解决这个问题。PSCAD/EMTDC软件对四川电网500kV串补线路的仿真计算验证了这一结论。     

基于Hausdorff距离算法的自适应线路差动保护方案

为同时提高传统电流差动保护的速动性、灵敏性与安全性,提出一种基于Hausdorff距离算法的自适应线路差动保护方案。该方案应用Hausdorff距离算法对线路两侧电流进行实时短窗计算,并据此调整保护制动系数,以提高保护的耐受过渡电阻及抗电流互感器饱和能力,具有自适应、免整定的优良特性。基于PSCAD的仿真测试验证了所提方案的可行性及优越性。     

交流二次回路中性线阻抗对母线差动保护的影响及防范措施

为了提高母线差动保护的正确动作率,通过对现场一起母线差动保护误动事故的原因进行研究,从理论上分析了交流二次回路中性线阻抗的存在对母线差动保护的动作行为可能造成的影响。研究结果表明,当母线上所连支路发生故障时,若线路空载或轻载,故障相的短路电流及非周期分量均达到一定水平时,由于交流二次回路中性线阻抗的存在,会造成非故障相的电流互感器反向饱和,从而可在非故障相中产生异常电流,造成母线差动保护误动作。EMTP仿真结果证明了上述分析结论的正确性和合理性。对此进一步提出了相应的防范措施和建议,以避免现场类似事故的发生。     

基于时域卷积功率差的多端混合高压直流线路快速纵联保护方法

针对现有直流线路差动保护速动性不足、双端数据需要严格同步的问题,以三端混合高压直流输电系统为对象,在S域上对不同故障情况下的功率特性进行数学解析,发现利用S域功率差特征可以有效识别区内外故障,并实现故障区域的准确定位;在此基础上,构造了一种时域故障特征量——卷积功率,实现对S域功率特征的有效提取;进而提出了一种基于时域卷积功率差的多端混合高压直流线路快速纵联保护方法。基于PSCAD/EMTDC的仿真验证表明,该方案能在4 ms/10 kHz的时间窗内正确识别区内故障和故障区域,并具有故障选极的特性,无需双端数据严格同步,且具有较高的可靠性、灵敏性及抗干扰能力。     

基于零序差动阻抗的输电线路保护新原理研究

针对现有的输电线路光纤纵联差动保护原理易受分布电容电流影响较大,且要求线路两端信息的严格同步的问题,研究了一种基于双侧信息的零序差动阻抗保护原理。给出了零序差动阻抗的定义为线路两端零序电压与零序电流比值之和。由理论分析可知区内故障时零序差动阻抗为两侧系统零序阻抗和的负值,阻抗位于第三象限,区外故障时零序差动阻抗为线路的阻抗,阻抗位于第一象限。根据零序差动阻抗的阻抗角构成保护判据。在PSCAD中搭建模型进行仿真实验,实验结果表明,零序差动阻抗保护原理不受对地电容电流和过渡电阻的影响,适用于带并联电抗器补偿的线路和弱馈电系统,并不要求两侧信号严格同步。     

基于故障分量的T接线路电流纵差保护新判据

分析了基于故障分量的传统差动保护在复平面上的动作特性,指出传统原理在保障内部故障的灵敏性与外部故障的可靠性方面存在一定的限制。提出了结合电流相位差的T接线路电流差动保护新原理,实现了制动项在区内外故障分别体现为驱动和制动两种状态,同时提高了差动保护的灵敏性和可靠性。理论分析表明新原理在内部故障的灵敏性和外部故障的可靠性方面均优于传统判据,具有良好的抗电流互感器饱和性能。仿真实验证明了新原理的有效性。     

基于测量波阻抗相位特性的多端混合直流线路保护方案

电网换相换流器和模块化多电平换流器(line commutated converter-modular multi-level converter,LCC-MMC)并联型多端混合直流输电系统结合了基于电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)与基于模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multi-level converter-HVDC,MMC-HVDC)的技术优势,但因其不一致的边界特性、特殊的汇流母线结构、不同的换流站控制策略,导致现有的线路保护方案难以直接应用。为此,文中提出一种基于测量波阻抗相位特性的多端混合直流线路保护方案。首先,推导不同故障位置测点处测量波阻抗表达式,发现在高频段内,测点处测量波阻抗相位在区内外故障条件下差异显著,且相位特征与故障距离、类型和过渡电阻等因素无关;接着,利用S变换提取测量波阻抗相位信息,并结合行波高低频能量比判据,实现故障识别;最后,在PSCAD中进行仿真验证。结果表明,所提保护能够区分T区母线与其相邻线路末端故障,在满足快速性的同时具备一定的耐受过渡电阻(500 Ω)和抗噪声干扰(20 dB)能力,满足多端混合直流系统线路主保护要求。     

多抽头电流互感器的使用

电流互感器(TA)在电力系统中是不可缺少的一次元件,在大网、大机组、大用户地方,元件保护越来越全面,灵活性越来越大,多抽头TA得到了广泛的应用。嵩屿电厂2×300MW燃煤机组,采用发-变单元接线接入220kV系统,其中变压器差动保护,就利用了多抽头TA,本文对调试时发现的现象进行了理论分析,并指导实际进行更改,获得成功。     

光纤差动保护补偿电容电流的一种策略

针对输电线路分布电容对差动保护的影响,提出了一种克服电容电流对其影响的保护方案。线路正常运行时,将相电流差动保护的定值整定为线路电容电流的2倍以上,零负序差动保护的定值整定为线路电容电流的1.5倍以上,可靠躲过线路正常运行时的电容电流。在线路空充时,将各差动保护的定值提高两倍同时增加一定的时延,可靠躲过暂态电容电流对各差动保护的影响。     

分相电流差动线路保护中零序差动作用分析

分相电流差动保护装置中一般都配置零序差动保护 ,目的是为了提高保护装置的耐过渡电阻能力。经分析表明 ,零序差动保护并不比故障分量差动保护的灵敏度高 ,并且其整定需躲过外部三相短路时的不平衡电流。零序电流差动保护对整个保护装置的灵敏度和动作速度均没有实质性的提高