四边形阻抗原理应用中出现的问题及解决办法

对110 kV线路距离保护有关圆阻抗与四边形阻抗相结合的原理在电力系统应用中出现的问题进行了分析和探讨.经实例分析发现,四边形阻抗元件在现场应用中无法整定退出,当本线路保护不需要作为下一级线路变压器远后备保护时,会造成距离Ⅲ段保护范围扩大,当下一级线路变压器中、低压侧发生故障时,可能导致本线路距离III段保护超范围动作.针对此问题,提出在保护装置定值项目中增加四边形阻抗元件投退控制字,从而解决保护超范围动作问题,为继电保护装置的安全可靠运行提供运行维护经验,为保护装置的制造、研发提供参考和借鉴.     

架空-电缆混合线路接地故障距离保护整定研究

针对架空线与电缆的线路参数不均一,提出了架空-电缆混合线路接地距离保护的整定优化方法。分析了零序电流补偿系数对测量阻抗的影响,两侧保护分别采用从母线起混合线路全长70%的正序阻抗和零序阻抗来计算零序电流补偿系数;分析了故障处于不同位置时,架空线侧和电缆侧的保护所采集的故障相电压波形特征,发现电缆侧保护所采集的故障相电压含有较大幅值的非整次谐波,故架空线侧保护采用从母线起线路全长70%的正序阻抗作为整定阻抗,而电缆侧保护采用整条线路正序阻抗的70%作为整定阻抗。利用PSCAD建立了架空-电缆混合线路模型并进行故障仿真,结果表明,该方法可有效提高架空-电缆混合线路接地距离保护Ⅰ段的灵敏性。     

电缆-架空混合线路相间距离保护方案研究

在详细分析了电缆以及电力电缆-架空混合线路的参数特性的基础上,提出了一种适合于混合线路相间短路的距离保护方案,即由电抗继电器和方向阻抗继电器相结合构成的新保护方案:由电抗继电器来判断区内、外故障,由圆特性的方向阻抗继电器来判断故障方向。并利用ATP进行系统仿真,Matlab进行数据处理以及保护性能的仿真,结果表明该保护方案适合于电缆-架空混合线路,且具有较高的灵敏度。     

输电短线路的相间自适应距离保护

针对常规距离保护应用到传统意义的短线路时常常因为末端故障时残压小造成保护超越而退出工作的情况,简要分析了影响距离元件测量误差的因素,并利用仿真数据定量分析了短线路保护范围末端故障时,阻抗测量误差与系统阻抗和线路阻抗比(电源线路阻抗比)的关系.在此基础上提出一种根据系统阻抗和线路阻抗比自适应调整距离保护动作范围的短线路相间距离保护方案.该方案在线路发生故障时,假定故障发生在保护末端,结合实测的电源线路阻抗比按可能出现的最大测量误差调整保护范围,从而消除了短线路末端相间故障时距离保护的超越问题,保证了选择性.EMTP仿真验证,说明该方法可以有效地避免短线路末端故障时距离保护的超越问题,改善了短线路距离保护的性能.     

线路测量阻抗与距离保护的关系

距离保护中阻抗继电器的测量阻抗值与短路类型无关,均等于正序阻抗.对架空线路的正序阻抗参数计算,通常有理论计算、工程查表及工程实际测量三种方法.     

输电短线路的相间自适应距离保护

针对常规距离保护应用到传统意义的短线路时常常因为末端故障时残压小造成保护超越而退出工作的情况,简要分析了影响距离元件测量误差的因素,并利用仿真数据定量分析了短线路保护范围末端故障时,阻抗测量误差与系统阻抗和线路阻抗比（电源线路阻抗比）的关系。在此基础上提出一种根据系统阻抗和线路阻抗比自适应调整距离保护动作范围的短线路相间距离保护方案。该方案在线路发生故障时,假定故障发生在保护末端,结合实测的电源线路阻抗比按可能出现的最大测量误差调整保护范围,从而消除了短线路末端相间故障时距离保护的超越问题,保证了选择性。EMTP仿真验证,说明该方法可以有效地避免短线路末端故障时距离保护的超越问题,改善了短线路距离保护的性能。     

带串联电抗器输电线路距离保护整定改进方法

串联电抗器可以很好地限制电网的短路电流,但同时给输电线路继电保护带来了挑战。文中提出了一种带串联电抗器的输电线路距离保护整定改进方法,根据串联电抗器阻抗和线路阻抗重新整定零序电流补偿系数,根据串联电抗器阻抗和原距离保护阻抗定值重新计算距离保护定值。只需修改保护装置定值,无需改变距离保护算法代码,即可保证带串联电抗器的输电线路距离保护Ⅰ段的可靠性和距离保护Ⅱ段、Ⅲ段的灵敏性。仿真结果验证了文中方法在保护可靠性和灵敏性方面的效果。     

LZ—96型距离保护装置的改进

<正> 一、概述 LZ—96型距离保护装置是瑞士BBC公司比较新的产品,它是一个三段式的阶梯特性的距离保护装置。另有一个独立的一段可以作为距离保护的第四段、也可以和收发讯机接口构成高频距离保护。它适用于高压和超高压(220千伏到500千伏)接地或不接地或通过低阻抗接地的架空线路或电缆线路、作为接地和相间故障的主保护或后备保护。 这个装置的逻辑电路主要是采用CMOS集成元件构成的,结构是采用杠杆式的插件,功能配置是按模块化设计的。所以这套保护装置结构比较新颖,电路设计比较合理,使用和维护比较方便,质量比较稳定和可靠。因而这套保护装置在国际市场销路较好。1983年初我们为了更好地学习国外先进技术,根据“先尝后买”的原则,瑞士BBC...     

基于电压降落比较的高压架空线路断线保护原理

针对现有保护装置无法应对高压架空线路因断线故障造成的安全问题,提出了一种基于电压降落比较的高压架空线路断线保护原理。新原理使用架空线路两端电压采样值获得线路各相“测量电压降落”,采用均匀传输线路阻抗矩阵以及线路两端电流采样值计算得到线路各相“计算电压降落”,通过比较两种电压降落的瞬时值构成架空线路断线快速识别判据。仿真结果表明,所提断线保护原理动作速度快,可靠性高,在轻载情况下仍具有较高灵敏度。     

过渡电阻对距离保护的影响及其对策分析

110kV线路多采用距离保护作为线路主保护,而短路点过渡电阻的存在使阻抗继电器的测量阻抗发生变化,易造成距离保护拒动。针对过渡电阻对距离保护的影响问题,基于PSCAD仿真平台搭建110kV双侧电源输电线路及线路距离保护的仿真模型,分析在不同短路情况下保护的动作特性,并基于此线路对仿真结果进行测试验证。仿真结果表明,过渡电阻对距离保护会产生较大影响,而零序电流保护元件抗过渡电阻干扰的能力较强,作为110kV线路的后备保护,与距离保护配合具有较高的可靠性,能维持系统的稳定性。     

覆冰状态下架空输电线路模型参数变化分析

架空输电线路的覆冰灾害一直都是困扰输电线路的重要问题,线路覆冰后,其等效的模型参数将发生变化。根据导线覆冰的种类和导线外层覆冰的时空特点,通过电磁场的相关计算,对覆冰架空输电线路的单位阻抗和导纳参数进行了修正。根据架空线路模型的建立方法,分析了考虑分布参数时不同电压等级和长度的架空输电线路的等效模型,在理论上得出了覆冰后架空输电线路更加精确的模型参数。     

线路杆塔对雷电流分布和浪涌响应的影响

为解决现有回击模型在架空线路防雷性能计算时与实际情况分歧极大的问题,首先根据传统回击模型考虑线路杆塔与雷击通道以及杆塔与大地之间的反射,分析了杆塔对其电流分布及浪涌响应的影响,然后通过实例计算雷击电力杆塔雷击电流分布及其浪涌响应,总结出雷击通道回击模型以及杆塔电流分布的变化。分析表明,输电线路杆塔高度越高杆塔顶部浪涌响应越大,而杆塔波阻抗越小杆塔中入射雷电流越小,且最终相应地影响输电线路防雷性能。     

特高压长线路距离保护算法改进

特高压长距离输电线路呈显著的分布参数特性,其电容电流很大。分析表明,线路末端三相故障时,线路首端的测量阻抗不与故障距离成正比。研究指出,相间距离保护的测量阻抗与故障距离呈双曲正切函数关系,而传统接地距离保护应用于特高压长线路时存在原理性缺陷。理论分析并推导了新的接地距离元件测量阻抗的计算表达式,并提出了距离保护的改进措施,大量仿真证明了改进措施在特高压长线路上应用的正确性与有效性。     

统一潮流控制器接入对距离保护的影响及对策

统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller, UPFC)接入交流系统将改变传输线的潮流,进而对距离保护产生重要的影响。为了研究UPFC的接入对线路距离保护的影响,文章建立了UPFC直流侧电压的暂态数学模型,进而推导出在UPFC存在时阻抗元件的测量阻抗表达式。通过定量分析测量阻抗在阻抗复平面上的轨迹变化,发现UPFC的串联侧注入电压改变阻抗元件的动作边界。为了减小UPFC对距离保护性能的影响,提出了距离保护的偏移圆特性,并配合功率方向元件构成完整的距离保护方案。在MATLAB/Simulink中建立UPFC系统模型,仿真结果表明,与基于广义回归神经网络的自适应保护方案相比,所提出的距离保护方案具有更高的可靠性、选择性和灵敏度。     

基于自适应阻抗继电器的风电T接线路纵联保护方案

风电的T型接入改变了系统拓扑和故障特性,导致继电保护整定与配合困难,传统距离保护应用于风电T接线路时存在适应问题。基于风电T接线路拓扑,分析了双保护方向对保护范围的影响,推导了测量阻抗表达式并提取了主要影响参数,指出风电的T型接入影响距离保护的动作性能;鉴于此,提出了基于自适应阻抗继电器的风电T接线路纵联保护方案。该方案实现了保护方向的唯一化,且保护动作区域能够根据过渡电阻、三端电源电势幅值比、相位差和风电电源等效序阻抗的变化进行自适应调整,提高了保护的可靠性和灵敏性。同时给出了自适应整定阻抗的具体计算方法,一定程度上降低了保护对通信系统的要求。仿真结果验证了所提保护方案的正确性和有效性。     

复合阻抗对线路零序电流保护的影响

为了降低逐杆接地的光纤复合架空地线(OPGW)上的能量损耗,防止其因长期发热而迅速老化,同时保证线路遭受雷击和发生接地故障时OPGW的大电流迅速入地,可在OPGW与地间安装复合阻抗。为方便分析考虑复合阻抗全部导通和全未导通两种极限情况,利用卡松理论分析了复合阻抗安装前后输电线路的零序参数,并研究了220 kV输电线路零序参数的变化对零序电流保护的影响。分析表明,随安装的复合阻抗导通个数的增加,输电线路的零序阻抗趋于减小,零序电流保护的范围趋于增大,但一般不超过复合阻抗安装前的保护范围。     

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。     

Improvement of distance protection of overhead transmission lines rated over 1000 V having self-supporting insulated wires under electromagnetic impact of railroad AC networks

The principle scheme and parameters of overhead transmission line distance protection capable of detecting a rupture of a self-supporting insulated wire over 1000 V hanging on railroad AC towers are presented. The protection is based upon phase-to-ground voltage measurement at a line end made in a resistor-capacitor zero-sequence compensation cubicle. A communication carried out over the overhead transmission line.     

基于广域保护系统的距离后备保护整定方案

电网中发生潮流转移现象后,受影响的输电线路会承受大量的转移负荷,进入过负荷运行状态。距离保护后备段的整定要求躲开线路正常运行时的最小负荷阻抗,因此潮流转移带来的线路过负荷将会对距离保护后备段带来显著影响。针对这一情况,提出了一种能够应对潮流转移情况的距离后备保护整定方案。该方案基于广域保护系统,利用WAMS可测幅值与相角的特点快速计算线路的视在阻抗值。然后根据线路视在阻抗的变化幅度确定线路所承受的转移负荷比例,针对线路不同的过负荷状态进行与之对应的后备保护整定值调整,既防止过负荷线路上的后备保护发生误动,又使后备保护保有正确识别短路故障的能力。最后将整定信息与负荷波动情况上传至调度中心,为调度中心进行负荷控制提供辅助决策,并依据调度中心的决策进一步调整后备保护的整定值,直至线路恢复正常的负荷输送状态。以新英格兰10机39节点系统为样例,采用BPA仿真验证了该方案的有效性。