基于零序导纳的消弧线圈接地系统馈线单相断线故障保护方法

配电网规模逐渐扩大且运行环境复杂多变,消弧线圈接地系统的单相断线故障愈发频繁,由于消弧线圈的补偿作用,发生断线故障时的电气量较弱,难以监测故障构建保护方案。针对消弧线圈系统馈线发生单相断线故障,提出了一种基于零序导纳的消弧线圈接地系统馈线单相断故障保护方法。首先分析线路首端零序电流和母线零序电压的特征,利用零序电流与零序电压之比得到零序导纳,指出非故障线路零序导纳相位在第一象限,而故障线路零序导纳相位在第二象限或第三象限。然后对消弧线圈过补偿情况的故障线路零序导纳进行改进,用线路零序导纳相位乘以对应的符号系数,扩大了故障线路与非故障线路零序导纳相位对的差异,基于零序导纳的相位特性建立了故障保护判据。最后通过PSCAD/EMTDC仿真,结果验证了所提方法的可靠性。     

不接地系统单相断线故障负序电流分析

配电网架空线发生单相断线故障后,部分负荷电流缺失,易被忽视。通过建立配电网断线故障电磁暂态仿真模型,分析发生单相断线故障后线路电压电流变化特征,提出了一种基于负序电流的配电网单相断线故障分析方法。仿真结果表明,提出的单相断线故障分析特征量具有良好的可靠性和灵敏度。     

小水电发电系统的非接地电网单相断线故障分析及诊断方法

小水电站输电线路由于运行中遭受各种复杂的环境影响,因而频繁出现断线故障问题,严重影响了电网的稳定运行。本文以含小水电系统的10kV中性点非接地电网单相断线故障为研究对象,分析了电网单相断线故障后稳态电气特性,主要包括电流、电压的变化特征。并提出一种以电流为主、电压为辅的单相断线故障的诊断方法,通过分析电流、电压的幅值与相位角是否处于故障量的阈值内,来判断单相断线故障的发生及其类型。为小水电发电系统的线路后续保护提供可靠的动作依据,提高电网运行的稳定性。最后通过MATLAB的仿真验证该诊断方法的可行性和有效性,也得到了现场实测数据的验证。     

小电流接地系统单相断线接地复故障类型诊断

在考虑负荷性质、中性点接地方式、过渡电阻等因素的条件下,利用复合序网分析了配电线路单相断线接地复故障的故障特征,得出不同影响因素下零序电压的幅值和相位信息变化差别显著的结论,从而提出一种基于零序电压幅值和相位的小电流接地系统单相断线接地复故障类型的诊断判据。PSCAD仿真验证了该判据的有效性。     

110kV 电力线路单相断线故障分析及保护方法研究

当前处理电力线路单相断线故障时,主要依靠电流信号进行故障识别,而电流信号中包含的故障特征不明显, 最终导致保护动作时间较长.为此,以110kV电力线路为研究对象,展开单相断线故障分析,并提出对应的保护方法. 运用对称相量法,针对电力线路故障后的电压、电流等多方面数据分别进行分析,获取线路故障特征,再基于此识别单 相断线故障.深入分析三相电压的相序关系,并确定故障后的电压相序突变信息,从而判断故障方向.最后,在电力线 路中安装自动重合闸,并结合零序电流保护原理快速切除单相断线故障,实现电力线路保护.实验结果表明将所提方法 应用在110kV电力线路中,面对单相断线故障时保护动作时间为0.4s,满足了故障处理实时性要求.     

输电线路断线故障保护逻辑分析及附加判别方法

目前架空输电线路继电保护装置针对断线故障缺乏快速、准确的识别方法,导致断线故障判决、处理不及时,容易引起关联设备损坏及重大安全事故。针对断线故障后主保护和后备保护动作逻辑进行分析,阐释距离保护和零序电流保护拒动机理,并进一步提出输电线路断线故障的快速判别方法。该方法利用输电线路断线后线路两侧故障相的电压、电流变化特征构建附加断线保护判据,实现了对简单断线故障和断线再接地故障的快速识别和保护。最后,通过PSCAD输电网仿真分析和四川省某水电外送线路实例测试,验证了断线故障附加判别和保护方法的可行性和有效性。     

架空线单相断线接地复故障分析

中低压6~66 kV配电系统中,架空线路单相断线接地复故障时有发生,危及人身安全,影响电力负荷正常运行。在考虑接地点在负荷侧及考虑负荷性质的前提下,对小电流接地系统单相断线接地复故障时保护安装处、断线点、接地点和负荷侧的电流、电压进行分析,并导出各点电压、电流的计算公式,绘出相应的电压、电流相量图。分析表明,保护安装处、接地点及负荷侧的电压与负荷性质和过渡电阻有关;断线相断线点的电压与负荷性质有关。用PSCAD仿真验证上述结论的正确性。研究结果为小电流单相接地故障、单相断线故障和断线接地复故障的判断提供了理论依据。     

基于母线异常电压的线路单相断线故障判别

110kV或35kV线路单相断线会引起10kV母线电压偏移,造成缺相和低电压运行故障。针对配电网广泛使用的Yd11接线组别变压器,推导了高压侧线路单相断线后10kV母线的异常电压特征,提出了基于变电站母线异常电压的高压侧线路单相断线判据,并使用MATLAB软件进行了仿真验证。结合某地区发生的一起35kV线路单相断线故障,验证了该判据的正确性和实用性。     

PT断线后电抗器匝间保护新判据EI北大核心CSCD

电抗器在电压互感器(potential transformer,PT)断线后均采取闭锁匝间保护的策略,容易造成故障范围的扩大。该文分析电抗器PT断线时零序阻抗计算的方法,研究电抗器区外故障和匝间故障时首末端故障电流的特点;在此基础上提出基于零序阻抗和故障电流特征的PT断线后电抗器匝间保护新判据,并在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台上验证理论分析的正确性。该判据完善了现有电抗器保护方法。最后在动模实验室建立线路电抗器系统模型,动模仿真结果验证了理论分析计算的正确性。     

基于负序电流的主动配电网单相断线故障保护方法

随着分布式电源(DG)的接入以及主动配电网(ADN)的迅速发展,网络结构日趋复杂,断线故障频发,严重威胁设备与人身安全,影响电力系统稳定运行。由于受DG和可变拓扑的影响,ADN断线故障的识别面临较大的挑战,现有研究存在一定的空白,因此提出了一种基于负序电流的ADN单相断线故障保护方法。首先解析分析了DG上、下游发生单相断线故障时故障馈线与非故障馈线序电流以及ADN中性点电压的变化特征。在此基础上,以中性点电压和负序电流作为保护特征量构造了保护判据,提出了中性点经小电阻接地的ADN断线故障保护方法。理论分析和仿真结果表明,该保护方法不受负荷分布、故障位置、网络拓扑的影响,具有灵敏度和可靠性高、适用范围广以及易于实现的优点。     

基于联合电压判据的高压并联电容器单相接地故障保护方法

针对目前电容器组单相接地故障保护存在的不足,提出了一种通过比较三相对地电压来进行单相接地故障判别的联合电压判据保护方法。对构造联合电压判据的电压幅值比较法和电压相位比较法进行了理论分析,给出了保护定值的计算方法。通过分析比较两种方法的优劣,推荐采用电压幅值比较法来构造联合电压判据,并通过仿真计算,验证了联合电压判据的可行性。由于只有在三相电压均满足条件时,保护才能动作,故联合电压判据具备较好的防止PT断线造成保护误动的能力。     

不接地系统单相断线故障分析及区段定位

由于绝缘导线的应用,配电线路断线故障发生概率增大,现场缺乏有效的检测技术措施。针对不接地系统,建立了单相断线不接地故障模型。在考虑断线位置、故障线路对地电容占系统总对地电容的比例和负载阻抗的大小及其分布等因素的影响下,分析了中性点偏移电压、断口前后相电压以及线电压的变化规律。根据相电压和线电压的变化规律分别提出单相断线不接地故障区段定位的方法。所提方法可利用配电网自动化平台或者故障指示器系统实现,提高了断线故障区段定位的可靠性和适应性。最后用Matlab仿真验证了方法的正确性。     

基于电压相量平面的单相高阻接地保护方案

针对经过渡电阻发生单相接地故障时电流差动保护灵敏性降低的问题,提出了一种基于电压相量平面的单相高阻接地保护方案。首先,利用保护安装处的序电流与故障点电流相位近似相等的特点,计算线路两端电流的夹角。然后,通过对线路两端电流的夹角实测值与计算值求取差值,得到单相接地保护相角差。最后,根据单相接地保护相角差在区内故障与区外故障的差异,构造了单相高阻接地故障的动作判据。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该方案不受故障相别、过渡电阻、故障位置、运行工况等因素影响,能够准确地反映保护区内与区外故障,且具有很高的灵敏性和可靠性,可作为电流差动保护的有效补充。     

基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理

针对中性点非有效接地配电网单相接地故障处理难题,提出一种基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理方案。自动化系统由变电站内的故障相接地熄弧选线装置和配置于馈线开关的故障相接地启动保护装置构成。通过采用故障相接地手段实现单相接地故障的可靠熄弧,利用故障相接地断开前后的零序电压和零序电流变化特征实现永久性单相接地故障选线、选段、隔离和健全区域供电恢复。通过对故障相接地断开前后系统零序电压和零序电流的变化规律分析,构造了基于故障相接地断开前后基波零序电流比值的单相接地选线和选段判据。讨论了单相接地故障处理启动判据、故障相接地断开时刻感知、故障相接地断开前中性点中电阻投入必要性等关键技术问题。结合实例对所提出的单相接地故障处理过程进行了说明,并开展了实验验证,结果表明了所提出方法的可行性和有效性。     

基于半波傅氏算法的小电流接地选线装置设计

为了解决小电流接地系统中单相接地故障选线困难的问题,经过现场调研分析了现有选线方法无法有效地检出和切除故障相的原因。然后对小电流接地系统单相接地故障的特征和选线原理进行了深入的理论分析,并对小电流接地选线方法进行了阐述。在此基础上提出了基于半波傅氏算法的接地保护原理,建立了基于半波傅氏算法的动作判据算法模型。根据动作判据,设计了小电流接地系统单相接地故障选线系统,并对系统的硬件部分进行了选型。     

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。     

考虑短路及断线故障的有源配电网保护

分布式电源大量接入和极端灾害导致的复杂故障形态,使得有源配电网保护面临新的挑战.基于分析不同故障类型区内外故障时电压故障分量的特征差异,提出一种基于电压故障分量比较的保护新方法.所提方法利用电压故障分量推算公式以及实测的线路一端的电压故障分量、电流故障分量求取线路另一端的电压故障分量,将推算得到的电压故障分量与实测的电压故障分量求比得到电压故障分量比值,再利用电压故障分量比值识别线路内外部故障,从而能够兼顾有源配电网在短路故障、断线故障等不同故障场景下的保护需求,且具有不受不可测分支影响、不受分布式电源渗透率影响、耐受过渡电阻能力强等优点.     

微网混合式孤岛检测及运行模式切换研究

孤岛运行是微网稳定控制的核心内容,而非计划孤岛检测是微网在故障解列时转入稳定孤岛运行的前提条件。提出一种基于电压-相角下垂控制的混合式孤岛检测方法。结合被动式的过/欠频、过/欠压检测法和基于正反馈的主动式孤岛检测法,实时感知非计划孤岛。通过负荷调度,快速实现网内功率平衡,保证网内负荷的供电连续性。在Matlab/Simulink中搭建微网系统模型,通过多复杂工况对所提方法进行仿真验证。     

基于故障相电压功率谱的高压输电线路单相自适应重合闸

分析了带并联电抗器的高压输电线路发生单相接地故障时故障相恢复电压的特性,结果表明：单相瞬时性故障时的恢复电压由自由分量与工频分量叠加而成,其功率谱有2条谱线;而单相永久性故障时的恢复电压中只包含工频分量,其功率谱有1条谱线。文章据此提出一种基于输电线路故障相电压功率谱的单相接地故障识别方法,该方法利用故障相电压功率谱中谱线在基频附近的分布状态来区分瞬时性和永久性故障。该判据不需要高频参量,易于整定和实现。针对超高压输电线路单相接地故障的仿真结果验证了判据的准确性和可行性。     

一种谐振接地系统的配电线路接地故障选线新方法

为解决小电流接地系统中发生故障时选线准确率低的问题,提出一种谐振接地系统单相接地故障选线新方法。通过分析不同线路的零序电流与零序阻抗特征,发现健全线路的零序阻抗始终呈容性,零序电流为纯容性电流;而故障线路零序电流在低频段含有消弧线圈的感性分量,且幅值大于高频段。先使用低通滤波器提取母线零序电压和各馈线零序电流在低频段的信号分量,并对母线零序电压求导;然后比较任意两条线路的零序电流与纯容性电流交叉相乘后乘积的差值,差值最大的为故障线路。分别对不同工况下的单相接地故障进行了仿真验证,结果表明,该方法选线准确,适应性强。