配电网多级保护技术及其应用

针对现有配电网保护动作选择性差以及小电流接地故障保护主要依靠人工拉路选线的问题,提出了配电网多级保护方案。相间短路采用出线开关(断路器)、支线开关与分界开关三级电流保护方式;通过提高出线Ⅰ段保护电流定值,减少越级跳闸率。小电流接地故障保护采用出线断路器与线路上分段开关、支线开关、分界开关多级配合的保护方案,快速就近切除永久性接地故障。在国网山东省电力公司泰安供电公司建立了多级保护示范工程,实际故障动作结果表明所提出的多级保护方案是技术上可行的,能够有效减小故障停电范围,提高供电安全性与可靠性。     

基于多指标综合评价的配电网接地故障山火风险等级划分

近年来由电力故障引发的森林火灾时有发生,配电网接地故障若未被及时切除,故障电弧可能引燃周边植被,进而引发森林火灾。为开展差异化的防山火措施,提出一种基于多指标综合评价的配电网接地故障山火风险等级划分方法。结合无人机巡线数据、配电线路历史故障数据、气象数据及自主设计的植被电弧燃烧性实验,分析相关山火风险因子。利用德尔菲网络分析法确定各山火风险因子权重及风险得分,加权求和得到山火风险综合得分,从而确定配电线路山火风险等级。对湖南电网某10 kV配电线路进行实际案例分析,验证了该方法能较为准确地划分配电线路山火风险等级,明确线路山火防治重要区段,为面向山火防治的配电线路接地故障处置装置运行机理提供有力辅助参考。     

某110 kV变电站主变差动保护动作分析

介绍了一起区外故障引起的主变差动保护动作分析处理过程。通过对现场相关电气设备、回路进行了特性试验、绝缘检查、回路测量,对动作报告和录波进行了分析,确定原因是变压器中压侧B相区外发生接地故障,同时C相区内发生瞬时性绝缘击穿,诱发接地故障,B、C相通过过渡电阻（大地）发生转换性B、C相间短路,从而导致差动保护跳闸。     

某110 kV变电站主变差动保护动作分析

介绍了一起区外故障引起的主变差动保护动作分析处理过程.通过对现场相关电气设备、回路进行了特性试验、绝缘检查、回路测量,对动作报告和录波进行了分析,确定原因是变压器中压侧B相区外发生接地故障,同时C相区内发生瞬时性绝缘击穿,诱发接地故障,B、C相通过过渡电阻(大地)发生转换性B、C相间短路,从而导致差动保护跳闸.     

一起区外故障引起主变差动保护动作的分析

介绍了一起区外故障引起主变差动保护越级跳闸事故的相关情况,通过对现场相关电气设备进行了特性试验、绝缘检查、二次回路测量等,并就保护动作报告和事故录波进行分析,确定是变压器中压侧B相区外发生接地故障,同时C相区内发生瞬时性绝缘击穿,引发接地故障,B、C相通过过渡电阻(大地)发生转换性B、C相间短路,一点区外,一点区内,导致差动保护跳闸,得出结论为:保护为正确动作.     

一起区外故障引起主变差动保护动作的分析

介绍了一起区外故障引起主变差动保护越级跳闸事故的相关情况,通过对现场相关电气设备进行了特性试验、绝缘检查、二次回路测量等,并就保护动作报告和事故录波进行分析,确定是变压器中压侧B相区外发生接地故障,同时C相区内发生瞬时性绝缘击穿,引发接地故障,B、C相通过过渡电阻（大地）发生转换性B、C相间短路,一点区外,一点区内,导致差动保护跳闸,得出结论为：保护为正确动作。     

基于小波变换和强跟踪滤波器的配电网短路故障定位

针对配电线路故障测距受过渡电阻的影响问题,提出强跟踪滤波器的方法实现配电网相间短路故障测距。利用小波分析对配电线路首端故障电流和电压进行预处理,消除信号中的高频噪声信号。分析配电网相间短路构成的故障回路,建立关于线路故障电流和短路过渡电阻的微分方程。合理选择状态量和输出量将故障回路的微分方程转化为状态估计方程,利用强跟踪滤波器的状态估计算法实现相间短路的故障测距。通过Matlab仿真表明该算法是有效的,利用小波分析对故障电流和电压进行处理,能提高测距的快速性和准确性。     

配电线路接地短路故障调查分析

针对辽源供电公司七一变电所配出的２条１０ｋＶ线路同时发生故障、２套线路保护同时动作的情况,简述了故障查找过程,分析了同时发生故障的原因：由于高压电缆接头绝缘强度不够而被击穿,引发接地和相间短路故障。由此提出对高压电缆接头的绝缘强度要引起足够的重视,以保证配电线路和用户用电的安全可靠。     

基于参数识别的长输电线路接地距离保护算法

针对长输电线路补偿算法采用传统距离保护测距方程后耐过渡电阻能力不强,在保护范围末端发生高阻接地故障时保护容易超越的问题,提出了一种新的基于参数识别的时域长输电线路接地距离保护算法。故障发生后,采用引入插值法的Bergeron模型,利用保护安装处的电压电流来计算线路末端的电压电流,在线路末端应用所推导出的可用于长输电线路分布参数的具有3个系数的时域解微分方程算法来计算故障距离。当计算距离小于保护整定距离时,判为区内故障,保护动作跳闸;否则,保护不动作。理论分析和仿真实验证明,该算法不受长输电线路分布电容和故障暂态的影响,动作速度快,耐过渡电阻能力强,在300km长输电线路、300Ω过渡电阻条件下,保护可靠动作,不会发生超越。     

基于故障信息的高阻接地故障辨识与定位方法

高压输电线路发生高阻接地故障时,由于受过渡电阻的影响,线路保护动作行为较为复杂,故障测距结果往往误差过大。针对以上问题,提出了一种高阻接地故障辨识和故障定位的方法。该方法的核心思想是基于故障录波数据,计算故障区域各条线路两侧电流矢量和及跳闸线路两侧零序电流比值,然后根据序网络故障分析和差动保护原理,利用电网分布式继电保护计算系统进行故障辨识和定位。计算和现场巡线结果表明该方法受过渡电阻和负荷电流的影响很小,故障定位精度较高,可满足现场的应用要求。     

配电网站域式快速线路保护方案及其实现

为解决现有配电线路保护越级跳闸、动作时限长以及分布式电源(distributed generation, DG)并网后保护不适用等问题,提出了配电网站域式快速线路保护及其实现方案。首先,采用基于连接点路径搜索的拓扑模型解析方法,并构建基于单向邻接矩阵的拓扑描述模型,形成保护应用拓扑矩阵。然后,分析随机投退的多类型DG并网系统相间和接地短路时的故障特征,并提取故障定位有效信息,形成故障信息矩阵。综合保护应用拓扑和故障信息生成故障定位矩阵,提出故障定位判据。最后,设计开发保护成套装置,并利用已研制样机进行基于RTplus平台的试验。试验结果证明配电线路不同位置发生不同类型故障时保护出口时间不超过60 ms,目标终端接收到跳闸命令并控制相应断路器跳闸,保护速动性和选择性要求均能得到满足。     

过渡电阻对故障暂态分量的影响分析

线路故障后产生大量的暂态分量,会影响常规保护的动作性能。利用分布参数等值超高压长距离输电线路,重点分析了过渡电阻对暂态高频分量的影响,分别讨论了相间短路和接地故障时,暂态高频分量与过渡电阻之间的关系。理论分析表明：故障暂态高频分量在频域上表现为一系列固有频率的形式,固有频率受过渡电阻的影响,固有频率的衰减系数与过渡电阻成反比,接地故障时,暂态高频分量中频率最低者与过渡电阻无关,只与电源侧反射系数和线路长度有关。利用PSCAD进行了仿真验证,仿真结果与理论分析相符。     

过渡电阻对故障暂态分量的影响分析

线路故障后产生大量的暂态分量,会影响常规保护的动作性能.利用分布参数等值超高压长距离输电线路,重点分析了过渡电阻对暂态高频分量的影响,分别讨论了相间短路和接地故障时,暂态高频分量与过渡电阻之间的关系.理论分析表明:故障暂态高频分量在频域上表现为一系列固有频率的形式,固有频率受过渡电阻的影响,固有频率的衰减系数与过渡电阻成反比,接地故障时,暂态高频分量中频率最低者与过渡电阻无关,只与电源侧反射系数和线路长度有关.利用PSCAD进行了仿真验证,仿真结果与理论分析相符.     

在复杂故障条件下,距离继电器动作行为分析

<正> 引言 文[2][3]论述了相间和接地距离继电器在故障开始瞬间的动作行为。本文是针对两端电源输电线路,当一相经过渡电阻接地短路,两测故障相的断路器在不同时断开的情况下(属于两种复故障状态),相间和接地距离继电器随功率角、无功流向、过渡电阻和故障点位置的变化,被保护线路两侧的故障相和非故障相继电器动作行为的计算分析。实际上,这是分析距离继电器在复杂故障并伴随振荡时的动作行为。本文所得到的结论,是根据复杂故障条件下数学模型,由数字计算机进行了计算。它的部分结果还在输电线路静态模型上进行试验,两者基本是吻合的。     

配电线路行波故障测距初探

探索综合利用故障初始电流、电压行波线模分量实现配电线路双端故障测距的新方法。根据不同配电线路的结构特点,分别提出了“电流-电压”、“电压-电压”和“电流-电流”3种双端行波测距模式。简要分析了小电流接地故障及相间短路故障的行波特征,阐述了故障行波信号的获取、故障过渡电阻、配电网混合线路、多分支线路以及行波波头的准确标定等影响故障测距的关键技术问题。提出利用线路末端配电变压器传变电压行波,解决配电线路末端行波信号不易获取的问题。最后通过现场试验初步验证了该方法的可行性。     

实用化的配电线路无通道保护方案

针对单断路器分断的配电线路结构提出了一种新型无通道保护,该保护连同它的断路器既能开断电源端故障亦能开断无电源端故障。当短路故障发生后,无电源侧的保护和断路器根据无电源故障状态动作首先跳闸,有电源侧的断路器感受对端跳闸而加速动作;或者有电源侧的保护和断路器根据过电流保护原理首先动作,无电源侧保护和断路器实现加速动作跳闸,从而保证故障线路从两端快速、有选择性地切除。对于一个典型开环系统的仿真研究表明,所提出的保护方案是正确的,一个6段线路的系统最长保护动作时间不超过1.2 s。     

一种主动探测式的配电网相间重合前永久性故障判别方案

针对配电线路相间故障后采用自动重合闸存在重合于永久故障的问题,提出一种采用附加电容的主动探测式配电网相间重合前永久性故障判别方案。通过预充电的附加电容多次定时限投切到跳闸后相间回路,利用三个相间回路放电电流衰减特性进行故障回路状态鉴别。任一回路放电电流衰减特性与其他回路放电电流衰减特性存在较大差异时,则该相间回路存在故障。附加电容多次投切到该故障回路,判别周期内放电电流衰减特性高度一致则认为是相间永久性故障。依据前述相间回路放电电流衰减特性的差异,建立了永久故障识别判据及实现方案。PSCAD的仿真验证表明,所提方案能够在不同故障位置、不同过渡电阻情况下准确地识别线路相间永久故障,有助于避免配电网相间故障重合闸动作的盲目性。     

35kV接地电阻失去后系统接地故障分析和保护配置建议

目前35kv电网中大多采用中性点经小电阻接地方式,文章分析了一起两条35kV线路先后跳闸的事故,发现该事故是由于某220kV变电站3SkV中性点接地电阻长期与系统断开运行,当系统发生单相接地故障时无保护动作,直至发展为相间接地故障后跳闸引起。为此,提出了35kV中性点经电阻接地的变电站应装设35kV母线零压保护的建议。     

基于暂态电流突变量的直流配电系统快速纵联保护新原理

文章深入分析了系统电容的放电特性和过渡电阻对直流配电系统极间短路故障特征的影响,在深入挖掘故障特征的基础上,提出了一种基于线路暂态电流突变量的纵联保护新原理。该方法利用线路首末端故障前后暂态电流的变化量来隔离故障线路,能够适用于单端电源系统,尤其适用于双端或多端电源系统,保护原理的速动性不受过渡电阻和系统运行方式的影响,具有很强的适应性。最后,在10k V辐射型直流配电系统中对该方法进行了验证,仿真验证结果表明,在考虑启动元件、断路器动作时间以及通信等因素的情况下,该方法可以在1ms左右切除线路故障,满足系统对保护快速性和抗过渡电阻性能的要求。     

小电流接地故障保护技术及其发展

分析小电流接地故障的特点与危害，指出小电流接地保护应把保护人身与公共财产安全放在第一位，提出了对保护耐过渡电阻能力、动作时限等方面的要求；归纳了国内外主要的小电流接地保护方法及其在实际工程中的应用情况。介绍小电流接地保护技术研究的方向，包括提高耐过渡电阻能力、完善间歇性接地保护方案、解决相继故障与跨线故障问题，就提高我国小电流接地保护工程应用水平提出了建议。