大串补线路电流差动保护拒动因素及改进保护方法

大串联补偿设备在超高压输电系统中得到越来越广泛的应用,伴随着复杂多系统的互联,含大串联补偿设备的线路(简称串补线路)在特定运行方式下出现线路背侧系统阻抗较小,可能导致线路内部故障时系统电流反向,此时串补线路电流差动保护可能会因灵敏度不足而拒动。基于此,详细分析了串补线路电流反向的原因及其对差动保护的影响。重点对不同串补度、系统功角差和过渡电阻等影响因素下的差动保护的动作特性进行研究。进一步地,为解决差动保护拒动问题,提出一种基于串补线路两侧电流幅相综合制动的电流差动保护改进判据,该判据能够有效解决串补线路内部故障时灵敏度降低的问题。仿真结果显示,相比传统差动保护,改进方案能够明显提高保护灵敏度。     

串补电容引起的次同步谐振对距离保护的影响

基于实际系统参数搭建仿真模型,通过模拟仿真并观测保护测量阻抗的轨迹图,研究次同步谐振对距离保护的影响。研究表明,次同步谐振对距离保护Ⅰ段有影响,而对Ⅱ、Ⅲ段没有影响。串补线路上区外故障时,保护Ⅰ段可能误动作,而区内故障时保护不会拒动作。在非串补线路上,若保护安装点到故障点的线路上有串补电容存在,保护可能会误动。次同步谐振对距离保护Ⅰ段的影响与串补度、故障点、故障类型和串补电容安装位置都有关。对保护安装处的电压、电流进行频谱分析表明,保护误动作本质上是由于电气量中含有次同步分量,造成测量阻抗发生了偏移。     

含串补输电线路对继电保护的影响

通过理论分析,总结了串补装置对继电保护的影响,由于串补装置的接入会破坏输电线路阻抗的均匀性,对传统的继电保护将产生不利影响,严重时可能导致线路保护误动、拒动。通过原理分析和案例仿真,对发生电压反向、电流反向、方向继电器电压反向的条件进行了研究,针对串补问题,提出为保证极化电压不反向,采取带记忆的极化电压处理措施,保证正方向区内故障不拒动,正向故障时无论是电压反向还是低频分量造成电压的波动,由于采用了故障前的记忆电压,保护的动作特性不会受到影响。     

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。     

基于串补线性化模型的含串补线路距离保护整定方法

在含串联补偿装置(简称串补)线路的距离保护整定中,往往忽略金属氧化物非线性电阻(MOV)动作时串补对外呈现的非线性阻抗特性,这使得距离保护整定存在不准确、灵敏度低的不足。采用串补线性化模型描述串补MOV的影响,分析了含串补线路距离保护测量阻抗的分布特性,提出了一种基于串补线性化模型的距离保护整定方法,实现了含串补线路距离保护的精细化整定。采用某实际电网算例,验证了所提方法的有效性。仿真结果表明,该方法所得保护定值较传统整定方法具有更高的灵敏性。     

串联补偿线路的距离保护研究

分析继电保护安装处的测量阻抗与线路阻抗的关系,在此基础上定义一个具有自适应特性的补偿阻抗,并分析故障点相对于串联补偿装置不同位置时补偿阻抗的相角特性,即金属性故障位于串补装置之前时,补偿阻抗的相角为0°;金属性故障位于串补装置之后时,补偿阻抗的相角介于90°和270°之间。据此提出识别串补线路故障点的方法,并与传统的电平检测方案相结合形成新的距离保护方案。该方法适用于串补装置安装于线路不同位置的运行方式,不仅可以有效解决超越动作问题,而且可提高保护的灵敏度。MATLAB仿真验证了该方法的正确性。     

关于线路串联电容后线路保护的调试研究

由于线路在串联电容后发生短路故障时，会引起某些保护（如距离保护Ⅰ段、工频变化量阻抗）超越，这与串联补偿电容的补偿度、安装位置、暂态低频分量电流大小、电压互感器位置、串联电容保护间隙等有关。在线路保护调试中对于串补电容正向以及反向故障情况的影响下，采用正序极化电压，可以有效解决保护误动与拒动。     

雷击引发的电网事故分析

通过一起雷击引发的电网事故,分析了雷击频繁地区输电线路防雷措施缺失和断路器失灵保护拒动对系统造成的影响,并结合距离保护的阻抗特性圆和故障录波图进一步分析了线路远后备保护拒动和主变零序反时限过流保护越级动作的原因,最后提出相应的防范措施.     

基于补偿点阻抗的阻抗角特性的串补线路距离保护方法

将保护安装处到串补电容间线路阻抗与测量阻抗之差定义为补偿点阻抗,深入分析了串补电容前后金属性故障时补偿点阻抗的阻抗角特性.在电容前金属性故障时,补偿点阻抗的阻抗角介于70°～90°之间;在电容后金属性故障时,补偿点阻抗的阻抗角介于90°～270°之间.据此提出了串补线路故障点位置识别方法,结合传统距离保护形成了适用于串补线路的距离保护新方法.与传统的电平检测方案相比,该方法明显提高了串补线路距离保护的保护范围.EMTP仿真验证了该方法的正确性和有效性.     

适用于含串补设备的输电线路电流差动保护新判据

串联电容补偿(即串补)设备应用到高压输电系统时增加了电流差动保护误动/拒动的可能性。针对于此,梳理了传统电流差动保护原理、构成及传统制动特性的不足之处。分析了串补设备对传统电流差动保护的影响,并提出了一种基于幅相特性的保护判据。该判据利用串补输电线路两端电流(或故障分量电流)的相角差及最小幅值比构成电流幅相平面,通过对四个故障区域电流幅值及相位的分析,制定电流差动保护的电流构成。进一步形成电流差动保护判据。仿真考虑了串补设备、过渡电阻、电容电流等对保护动作的影响,仿真结果验证了保护的有效性。     

提高电源滤波器插入损耗措施的研究

针对电源滤波器插入损耗受端接负载的影响,在使用时很难匹配负载,导致插入损耗和标准给出的性能相差很大。为提高滤波性能,对电源滤波器端接负载情况下的共模和差模等效电路进行分析,提出了利用并联电容或串联电感等补偿元件提高插入损耗的措施,依据戴维南定理给出了连接补偿元件后的近似等效电路。通过分析和实验验证了并联电容阻抗是负载阻抗的1/N或串联电感是负载阻抗的N倍时,插入损耗将提高N倍估算方法的正确性。     

串联电容补偿的平行双回线上方向继电器的性能

研究串联电容补偿地线路保护的影响具有重要意义。文中在导出串联电容补偿的陕行双回线上各保护安装处的等值电源阻抗表达式的基础上,提出了方向继电器应用于串联电容补偿的平行双回线的一个新问题,即在电容器出口一端区内故障时,故障线路对侧方向保护在高阻接地故障时可能判为反向拒动。ＥＭＴＰ仿真试验证实了理论分析结果。     

使用继电器模型研究串补线路的继电保护特性

串联补偿线路的保护一直都被认为是一个较难的问题。线路保护必须能够适应这些装置带来的变化。在PSCAD/EMTDC仿真平台上,建立了串联电容补偿和正序电压极化的欧姆继电器的详细模型,实现了电力系统与继电保护之间的闭环数字仿真,在此基础上分析了各种情况下串补电容对距离保护的保护范围、保护方向性以及测量电抗值的影响,深入探讨了导致这些影响的关键性因素,例如电容过电压保护、距离保护极化电压的记忆性等;并进一步提出了减小不利影响和提高保护可靠性的对策。     

含串补电容的线路继电保护运行与整定

输电线路装设串联补偿电容后,带来的最大问题是对继电保护的影响。通过对串补电容装置主接线、工作原理的介绍,详细分析了串补电容的出现对各类继电保护运行的影响。结合现行规程,提出了串补电容线路及相邻线路继电保护的整定原则及方法并结合示例予以阐明。     

串联电容补偿线路的继电保护设计研究

结合山西阳城至江苏送电工程,分析了串联电容补偿对线路继电保护的影响,包括它对保护所测相量的影响,对保护动作特性的影响等。基于几种典型原理的保护在串联电容补偿线路中对故障的反应,论述了串联电容补偿线路继电保护设计应注意的问题,并探讨了设计保护原理的思路,最后结合阳城至江苏送电工程,对线路继电保护的设计提出了几点建议。     

高压无功补偿及谐波抑制装置设计

针对已有高电压无功补偿装置存在的不能对补偿电容进行有效保护、运行可靠性差、易造成谐波污染等不足,设计了一种集谐波检测、记忆、治理和过电压、超温度保护于一体,功能完善的新型高电压无功电容补偿装置。谐波检测、记忆电路的频率在150 Hz或250 Hz左右时,启动相应电路进行保护,并使运算放大器始终输出高电位,记忆指示灯永久性点亮。高电压滤波单元在工频状态时串联电抗器呈低阻抗,能量消耗小;出现谐波时,串联电抗器呈高阻抗,可限制电容电流的增加,当谐波超过允许值时,断开电力电容,对电容进行保护。当电压或温度超过设定值时,就会启动相应的过电压、超温度保护电路,对系统进行保护。该装置电路简单、运行安全可靠。     

固定串补电容对工频故障分量继电保护的影响

固定串补电容对工频故障分量继电保护有一定的影响。按Ｋ（Ｚｚｄ－Ｘｃ）整定保护范围时,故障分量距离元件可用于快速切除近端故障,对于远区故障,拒动、误动均有可能。当串补电容的容抗小于系统电源的正序阻抗（含短路点至电源的正序线路阻抗）时,故障分量方向继电器可用于串补线路。     

牵引变电所并联电容补偿装置的电抗器匝间短路保护

并联电容补偿(简称并补)装置是电气化铁路供电系统的重要设备.针对其串联电抗器缺乏必要保护,尤其是匝间故障保护性能的缺陷,基于对电抗器匝间故障和阻抗特性的分析,结合电气化铁路供电系统的特殊性,提出并补装置电抗器的新匝间短路保护.同时简要分析了傅里叶算法计算电抗器测量阻抗受并补暂态过程影响原因,通过均值滤波单元得以减轻影响.Matlab仿真表明阻抗保护能够对匝间故障做出正确判断.     

LFP-901/902应用于串补线路的可行性研究

研究了串联电容补偿对继电保护的影响,特别地对当前应用比较广泛的ＬＦＰ－９０１／９０２微机线路保护研究了当保护背后系统等效阻抗Ｚ。大于和小于ＺＣ两种民政部下对保护正确动作的影响,同时还比较了分析了保护电压分别取自母线侧和电容器后的线路侧两种没方案的优劣,最终得出了ＬＦＰ／９０１／９０２保护完全可以运行于串补线路的结论。