Core balance ground fault protection of motors on a low-resistancegrounded, medium-voltage system

The core balance current transformer is the basis for sensitive ground fault protection of motors. All phase conductors pass through the same opening in the current transformer so that it senses only zero sequence or ground current. Possible sources of nonfault relay current include current transformer error, harmonics, and unbalanced currents through impedances to ground, especially capacitances. The core balance connected ground fault relay is usually an instantaneous type, or a time-delay type of the short time or very inverse characteristic. The standards provide typical ranges of relay settings. They do not provide a procedure for determining the minimum settings that will not result in nuisance trips from nonfault currents nor the maximum settings that will provide adequate protection. This paper develops that procedure     

统调动力源系统单相接地故障选线研究

发电厂辅机统调动力源系统为非工频小电流接地系统,其单相接地故障常规保护装置及工频小电流接地选线装置均无法正确识别。文中分析了统调动力源系统的运行工况,计算了单母线低频率的极端工况下最小接地电容电流数值,据此提出研制非工频小电流接地选线装置的技术要求,并开发出高精度、能够适应系统频率变化的发电机统调动力源接地选线装置。设计了专用的功能及性能模拟测试电路对装置进行检测,结果表明,该装置完全满足设计要求,投运后运行良好,解决了工程难题。     

小电阻接地系统零序电流Ⅱ段保护整定策略研究

小电阻接地系统发生接地故障时,各级零序电流保护动作切除接地故障,该故障电流包括短路电流和电容电流,在整定零序电流Ⅱ段保护定值时必须考虑电容电流对10 kV线路零序保护和主变低后备零序定值的影响.利用图示说明10 kV线路发生单相接地时电容电流和故障电流的流向,定性地计算10 kV线路发生单相接地时,线路零序保护和主变低后备零序电流保护获得的故障电流的大小,为主变低压侧零序电流Ⅱ段保护和10 kV线路零序电流Ⅱ段保护的定值配合提供参考数据.     

变压器DCD型差动保护误动行为分析

鲁南热电厂3号Y0/Y-10型主变压器装设了DCD型差动保护[1],运行10余年来只要110kV系统区外发生单相接地故障时该保护则误动跳闸。原因是变压器110kV侧的中性点接地运行,当110kV系统单相接地时,进入继电器高低压侧的电流相差1/3,两侧电流失去平衡而动作作跳闸。断开110kV中性点的接地刀闸,变压器作为不接地方式运行可以回避问题的出现。但采用微机型的差动保护,从算法上可以补偿掉高压侧零序电流所造成的单相接地时的差电流。最后更换为微机型差动保护,运行结果表明误动现象得到彻底解决。     

Ground Fault Protection for Bus-Connected Generators in an Interconnected 13.8-kV System

This paper is based on modifications implemented in the protection and grounding systems of a large paper mill and describes selective ground fault protection for a 13.8-kV system with multiple bus-connected generators, synchronous bus ties, and utility interconnections. The ground fault current in the system is reduced from the existing 3400 A to 500 A, and a hybrid grounding system is implemented for each of the generators. As the ground fault currents are reduced to limit the fault damage, the sensitivity and selectivity of the ground fault protection become important. Directional ground fault relays with coordinating pickup settings are applied to achieve this objective. The new platform for directional elements (numerical relays) drives its performance from sequence impedance measurements     

大型多分支绕组水轮发电机动态模拟研究

大型多分支绕组水轮发电机内部结构的复杂性,增大了对其自身和保护等问题的研究难度,动态模拟系统可以保持原型系统的物理本质,因此采用动态模拟试验可以对大型多分支绕组发电机进行有效的研究。文章介绍了以一台具有多分支绕组结构的凸极水轮发电机为主构成的动态模拟试验系统,并且模型发电机的内、外电气特性与原型机基本一致。采用该模型系统对发电机单元件横差不平衡电流、内部故障主保护的性能以及注入式定子接地保护进行了研究和测试,其结果可为故障分析、保护原理、保护配置、定值整定和保护性能测试等问题的研究提供依据,并可对数字模拟试验和原型试验的结果起到验证和补充作用。     

一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法

当光伏发电系统所连电网发生短路故障时,光伏电源的故障电流会发生暂态突变,但由于逆变器控制电路的保护作用,短路电流的幅值较小,因而传统的保护方法对光伏并网发电系统不一定适用。为寻求适合光伏并网发电系统的保护方法,建立了基于PSCAD/EMTDC的光伏并网发电系统仿真模型,对其短路电流的特性进行了仿真分析,利用希尔伯特-黄变换(HHT)对故障电流的波形进行分解,提出一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法,并进行了算例分析。结果表明,在含有光伏发电的电网发生短路故障时,该保护方法具有一定的有效性和可行性。     

云广直流工程换流器交流侧接地故障仿真分析

云广直流输电工程采用双12脉动换流器串联的特殊结构,其换流器发生故障时的运行特性有待研究。基于云广直流输电工程控制保护系统的RTDS仿真实验数据,研究了站间通信处于正常和故障两种状态下的换流阀的交流侧接地故障,发现故障电流由于周期性的两相短路和三相短路从而形成周期性变化,建议增加直流极差动87DCM保护动作延时以避免保护动作可能扩大停电范围。     

一种城市配电网自适应全线电流保护方法

针对现有电流速断保护无法保护线路全长且可能失去保护范围的问题,提出一种双层判据的自适应全线电流保护方法。该保护方法先通过第一层判据中可自适应调整的低整定值,实现不受系统运行方式与故障类型影响的全线故障监测,再利用第二层判据实现线路故障区段定位,确保保护正确动作。考虑到电流保护难以准确辨识高阻接地故障,通过分析系统零序网络,提出一种基于复合功率的高阻接地故障辨识方法。仿真结果表明,所提保护方法不受系统负荷变化及故障类型影响,可有效提升配电网线路保护范围及高阻接地故障辨识能力,保障保护动作的可靠性及灵敏性。     

三峡大型发电机中性点接地电阻的合理选择

通过分析中性点接地电阻对定子绕组单相接地保护、重燃弧过电压以及接地故障电流的影响,认为适当地提高中性点接地电阻有助于提高外加20Hz电源定子单相接地保护的灵敏度、有利于减小接地故障电流和中性点接地电流,且不会带来威胁发电机安全的过电压。结合三峡发电机的特点———定子绕组绝缘等级高、定子绕组对地电容大,认为中性点接地电阻取3~5倍的对地容抗值比较合适。     

基于电阻性差流的差动保护新原理

差动保护原理已经广泛应用于高压线路保护,但受电容电流的影响,全电流差动保护的抗过渡电阻能力低。文中提出基于电阻性差流分量的差动保护新原理,利用差电流的电阻性分量来构成差动保护判据,可以避免电容电流的影响。该原理与线路电容参数及电抗器补偿情况无关,对于高阻接地故障的灵敏度高,可以作为现有差动保护原理的补充。EMTP仿真验证了基于该差动保护新原理所构成的保护判据的可靠性和灵敏性。     

直接并网的中小型发电机定子接地保护

指出了现有中小型发电机定子接地保护原理的不足.详细阐述了在发电机中性点不接地和经消弧线圈接地2种情况下,分别在系统侧单相接地和定子接地时机端零序电流和零序电压的方向关系.提出了基于零序电流与零序电压方向关系以及基于零序差流与零序电压方向关系的新型的定子接地保护原理.通过试验和现场运行情况表明了该保护原理的可行性.     

对IEC标准中高压熔断件保护电动机回路的理解及建议

IEC 标准考虑高压厂用电源为中性点接地系统, 8.2 条规定采用瞬时接地故障保护。但是我国高压厂用电源系统大多为不接地系统, 故可取消瞬时接地故障保护。关于电动机定子两相接地故障, IEC 标准按短路绝热过程和短路热稳定要求来选择电缆截面, 偏保守, 会增加投资。所以可取消反时限过电流保护, 改由热控保护装置切除故障电动机电源, 这样可选择较小的电缆截面。另外, 易过负荷电动机现有保护方式可以简化, 以利控制盘的设备布置。     

阶梯式不接地电网单相接地故障分析及保护实现

分析了阶梯式供电中性点不接地系统中的零序电流特性,详细阐述了在级联线路发生区内外单相接地故障时流过线路两端的零序电流。指出传统的接地保护原理的不足。提出了基于线路两端零序差流与时端零序电流方向判别的接地保护原理。通过试验和现场运行情况表明了该保护原理的可行性。     

低压单相接地保护的几个问题探讨

单相接地是化工企业低压配电系统经常出现的一种事故,通过计算分析了变压器高压侧过流保护能否起到低压侧单相接地保护的作用,以及如何在低压总进线断路器及支线断路器中设置接地保护,论述了在每一用电回路中如何使用带接地保护的断路器实现快速切除单相接地电流,最后结合实际时机运用情况,给出应在低压总进线断路器和馈出干线断路器中取消单相接地保护,而在每一个负荷回路接地电流大于断路器瞬动电流时使用一般断路器的结论.     

超导故障限流器接入电网后单相接地短路距离保护整定的改进措施

当电力系统发生单相接地短路时,超导故障限流器的接入会对其继电保护尤其是距离保护产生很大影响,以电阻型超导故障限流器接入电网为例,首先分析系统发生单相接地短路时限流器的接入对接地距离保护的影响,然后提出一种新的距离保护整定方法,最后采用PSCAD/EMTDC软件搭建模型仿真分析,结果表明在新的整定方式下,测量阻抗误差大大降低,超导故障限流器可以与线路距离保护正确地配合使用。     

瞬时特征下极限学习机在接地故障诊断中的应用

为消除小电流系统下接地故障诊断准确性受系统中性点接地方式、故障类型以及故障位置等因素的影响,分析了系统在各类单相接地故障下的零序电流,提出了一种基于改进的希尔伯特-黄变换和极限学习机的接地故障检测方法。首先用小波变换对信号进行多频带划分,再根据对地电容的充放电特性筛选出的特征频带并进行希尔伯特-黄变换,得到各条线路零序电流的瞬时能量特征,最后利用灰狼算法和粒子群算法对极限学习机进行多层次优化,得到同时具有故障类型识别和选线功能的分类器。设计一款基于数字故障指示器采集和主站数据处理的故障检测系统。经测试,该方法能准确判断故障类型并完成选线,准确度达到90%以上。     

Ground Fault Tests on High-Resistance Grounded 13.8-kV Electrical Distribution System of Modern Large Chemical Plant?II

Actual ground fault tests were conducted to determine the behavior of low-magnitude arcing ground faults in a closed air-filled 13.8-kV terminal chamber. Ground current magnitudes between 10 and 50 A were allowed to flow under various ground fault conditions. The tests that were performed support the value of high-resistance grounding to promote safety and reduce damage to equipment. At higher ground fault current levels the ionization of the air-filled chamber progresses at a rapid rate, and the arc is sustained or phase-to-phase faulting quickly occurs. The lower the ground fault current can be limited the less damage that occurs and the less possibility there is of creating a phase-to-phase fault. The practical consideration appears to be that if ground fault current can be limited to 10 A or less then initial ground faults will either clear themselves or create solid ground paths. This can allow the system to operate until an orderly shutdown procedure can be initiated.     

可通信式智能选择性漏电保护系统的研究

分析了目前矿井低压电网漏电保护系统存在的不足 ,提出了基于附加直流电源检测和零序功率方向的漏电保护新判据 ,介绍了基于这些新判据的智能漏电保护装置 ,该装置构成的可通信式漏电保护系统可以实现无级差的选择性漏电保护 ,提高了井下低压电网的安全水平     

一种耐高阻和抗负荷电流影响线路单相接地距离保护

采用集总参数建模,利用保护安装处测量到的电气量计算保护安装处到接地故障点的电压降,根据线路保护安装处到接地故障点的电压降与故障距离呈线性关系计算接地故障距离和故障线路测量阻抗。该方法原理上消除了过渡电阻和负荷电流对阻抗距离保护动作性能的影响,适用于振荡工况。仿真分析和2套不同电压等级线路的故障录波数据测试表明,所提方法具有很强的耐受过渡电阻和负荷电流影响的能力,具有良好的现场实用价值。