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。     

特高压固定串补火花间隙拒触发事故分析及解决方案

当前超、特高压固定串补用火花间隙的试验及考核均以工频和倍频故障电流为主,基本未考虑故障电流含有直流分量的情况.分析了1000 kV特高压南阳站一起特高压固定串补用火花间隙拒触发事故,认为本次线路故障电流中直流分量幅值较大导致火花间隙触发控制回路中电压测量传感器磁饱和,导致火花间隙触发控制单元未能正确测量出串补过电压水平...     

超高压线路串补电容的微机保护算法

在超高压输电线路系统中,串联电容补偿具有提高输送容量和改善系统稳定性等优点,但由于串补电容的存在导致输电线路继电保护存在一系列问题。根据串补电容对距离保护和零序方向保护影响的理论分析,提出了基于TCSC串补电容的线路微机保护算法。算法利用TCSC的运行参数,考虑了串补电容在暂态过程以及电容运行状态对保护参数整定的影响,以避免TCSC使保护拒动或误动。最后通过仿真运行表明,该算法对于带有不同运行状态的TCSC的输电线路有很强的适应力和可靠性,可以满足线路继电保护的基本要求。     

基于模型参数辨识的串联补偿输电线路纵联保护原理

串联电容补偿设备的应用降低了超高压输电线路中差动保护的灵敏度,为解决此问题提出了一种基于模型参数辨识的纵联保护原理。以串补等值阻抗作为辨识参数,引入串补工频阻抗等值模型并结合线路分布参数模型,采用线路两侧电压和电流作为测量量构建了串补等值阻抗辨识方程。辨识阻抗在区外故障时等于串补等值阻抗,在区内故障时与串补等值阻抗有明显差异,基于此构成纵联保护判据。理论分析与仿真结果表明,该保护原理整定简单,可靠性高,受串补本体保护和系统运行方式的影响小,不受分布电容电流的影响。与传统差动保护相比,其保护灵敏度显著提高,可与差动保护配合构成完善的纵联保护方案。     

RTDS串补模型参数校正及仿真测试

串补线路近端发生单相经过渡电阻短路故障时,线路两侧故障电流可能反向,纵联电流差动保护存在拒动的风险。分析了不同故障类型对串补线路纵联电流差动保护的影响,通过实测MOV参数并提取短路故障故录数据,对RTDS串补模型MOV参数进行了校正,确保了仿真模型的正确性。根据实际线路实测参数和网架结构搭建了RTDS检测环境及模型,并对国内主流线路保护厂家含串补功能线路保护进行了仿真测试。     

基于物联网5G技术的特高压串补控保系统智能试验装置

串补控保系统作为保护串补一次设备的装置,在串补设备故障后可及时将其退出运行,避免事故扩大。为了保证串补控保系统的正常工作,设计了一种基于物联网5G技术的特高压串补控保系统智能试验装置。介绍了装置的硬件和软件构成,并通过试验对装置的性能和参数进行了评价。试验结果表明,智能试验装置可高效合理地优化串补控保试验平台的搭建,优化缩短检修工期,在保证测试人员、设备的安全前提下,显著提高串补保护的测试效率,高效完成定检工作,为固定串补的运行、检修、维护提供有力支撑。     

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。     

一起串补MOV的故障分析

对一起串补MOV设备在运行过程中发生的故障进行了分析。对串补MOV进行外观检查、电气试验,分析了MOV的设计要求,分析了故障录波,开展了故障仿真分析,发现某支MOV在区外故障时发生故障,导致了电容器组对故障MOV放电,MOV过电流保护动作,而GAP拒触发保护动作。针对此次故障提出不可随意更换单支MOV,及早整组更换运行年限久、性能裂化的MOV设备,以提高设备的运行可靠性。     

适用于串联电容补偿线路的距离保护新原理

以串补电容安装于线路末端的运行方式为例,定义保护与串补电容之间的线路末端的计算电压为补偿电压,分别分析了在串补电容前和串补电容后故障时补偿电压的不同特征.在串补电容前故障时,补偿电压和保护安装处的电压反向,在串补电容后故障时,补偿电压和保护安装处的电压相位接近.据此提出了串联电容补偿线路故障点位置识别的方法,配合传统的距离保护形成新的适用于串联电容补偿线路的距离保护新原理.串补电容前故障距离保护动作情况完全由阻抗继电器决定,无需考虑串补电容影响.新原理能可靠防止距离保护的超越问题,且灵敏度基本不受串补电容的影响.EMTP仿真验证了新原理的有效性和可靠性.     

改进式晶闸管串联调压电容无功补偿装置的断态过电压仿真

改进式晶闸管串联调压电容无功补偿装置的晶闸管开关带电断开时,要承受危险的断态过电压,为保证装置的安全运行,阐述了晶闸管断开时过电压产生的原理及状态。对装置投入、换级以及故障等各种工况下断态过电压的大小进行了理论分析,用电磁暂态分析PSCAD/EMTDC软件对典型工况的断态过电压进行了仿真分析。采用氧化锌压敏电阻过压保护后,重新对严重故障时的断态过电压进行了仿真。结果表明,装置投入、换级等正常操作时,晶闸管开关断态过电压不高;但在装置故障时,会出现严重过电压,若过压保护动作后,断路器在0.1s内跳闸,压敏电阻通流容量不很大。     

分布式潮流控制器控制保护策略研究

近些年,随着波动性与间歇性新能源电源的大规模接入,具有成本效益与功能强大优势的分布式潮流控制器(Distributed Power Flow Controllers,DPFC)在国内外逐步得到关注,并有多个工程项目相继投产运行。为提高DPFC运行的安全可靠性,结合DPFC的组成结构,研究了DPFC运行时可能发生的故障类型,并构建了各故障类型对应的等效电路。基于等效电路模型,分析并提取了串联耦合变压器故障、IGBT器件故障、触发信号丢失/直流电源损坏等故障情况下DPFC装置子模块的外在表现特征。结合故障特征与DPFC的启停动作时序,提出了DPFC的保护配置方案,并提出了DPFC变压器过压、直流电容过流、直流电容过压以及直流电容失压的保护策略。基于PSCAD/EMTDC构建了含DPFC的电磁暂态模型。仿真结果表明,所提保护配置方案及保护策略可以有效兼顾DPFC多种故障保护的需求。     

1 000 kV稳态过电压保护装置现场校验

介绍了特高压试验示范工程稳态过电压保护装置的功能和配置,分析了稳态过电压保护联跳长治—南阳—荆门三站的方式,对长治站现场单机调试、三站联调的方法以及现场调试中发现的问题进行了研究,总结了现场调试稳态过电压装置需注意的问题。     

配电网消弧装置应用中相关问题的研讨

分析了几种常用消弧装置对配电网中内部过电压防护的作用和效果;综合考虑了变电站、开闭所接地选线的实现,以及配电网自动化系统中接地故障区段定位等问题;结合现场运行实践,给出了消弧装置应用的指导原则和技术建议。提出了对于电缆化比例较大的配电网,宜选用自动跟踪补偿消弧装置,为了实现可靠接地保护及区段定位,短时加并中值电阻是一种较好的解决方案;延时加并高值电阻方案,也值得进一步研究;建议对于以架空线路为主的配电网,可以考虑选用新型消弧及过电压保护装置,并对该装置加以完善。     

串联补偿电容器在超高压输电系统中的应用

介绍了外熔丝电容器与内熔丝电容器在串联补偿装置中的应用及其优缺点,指出了故障电容器元件对分布电压的影响;分析了金属氧化物变阻器(MOV)、触发间隙、旁路断路器的作用,提出了限制电容器组上的过电压,保护电容器组的措施,以及对串联补偿装置操作的顺序与控制方法。     

小电阻接地配电网多回线故障分析与自适应零序电流保护

当小电阻接地配电网发生同母多回线接地故障时,每条馈线的零序电流相比于单回线故障时有较大差别,馈线零序电流保护可能不正确动作。为此,首先推导了发生多回线同名相单相接地与单回线单相接地故障时馈线零序电流间的关系,揭示了保护不正确动作机理。提出了考虑负荷且能适用于不同类型多回线接地故障的零序电流计算方法。基于实际变电站参数搭建RTDS仿真模型,分析了不同类型多回线接地故障对零序电流保护的影响。在此基础上,提出了自适应馈线零序电流保护方案,利用故障前电压等参数将发生多回线接地故障时的零序电流修正为发生单回线接地故障时的零序电流,在不改变原有保护定值的情况下使零序电流保护能够自主适应于不同类型的多回线接地故障。基于RTDS和自主研发的保护测控装置的测试结果表明,所提保护方案不受负荷电流的影响,能够在不同类型的多回线接地故障发生时正确动作,且能够提高馈线零序电流保护对过渡电阻的耐受能力。     

Practical Low Voltage Equipment Ground Fault Protection for Solidly Grounded Systems with Wye-Connected Source Transformers

A low voltage equipment ground fault protection system for solidly grounded radial systems is described. The protection provides primary protection for source substation buses. It is capable of providing selective operation with downstream ground fault trip devices or phase-overcurrent devices set to detect ground faults. It also provides source transformer protection for phase-to-ground through faults to supplement transformer primary phase-to-phase and three-phase through-fault overcurrent protection.     

10 kV消弧线圈补偿系统线路耦合谐振分析

通过对城市某110kV站10kV母线设备两次闪络事故分析,得出如果两个非有效接地10kV系统之间通过线路有较强的耦合联系,当一个系统发生单相接地故障时,所产生的零序电压就会通过线路耦合电压,对另一个有自动跟踪补偿消弧线圈的系统产生作用,其作用结果因消弧线圈的补偿方式不同而各异,其中采用过补偿方式就有可能形成串联谐振,产生危险的过电压,是造成设备闪络事故的原因之一。针对形成该类串联谐振的条件,提出采用欠补偿方式避免闪络事故的发生。     

基于模糊集理论变压器微机差动保护系统构成

本文介绍一种用双机CPU构成的基于模糊集理论的双绕组变压器微机差动保护装置。高性能单片机87C552和DSP器件TMS320C30通过双口RAM芯片IDT7132等构成一个高功效的微机控制系统。该差动保护动作判据集标积制动原理和突变量原理为一体,由程序适时计算修正模糊控制系数,可以保证在区内故障时,尤其是在匝间短路时具有较高的灵敏度,在区外故障时能可靠的不动作。     

终端线路变压器组继电保护配置及变压器中性点接地方式研究

分析研究了终端线路变压器组继电保护配置及变压器中性点接地方式的发展历史和存在的问题,针对目前国内经常出现的终端线路发生单相故障单相跳闸非全相运行期间。终端变电站主变中性点间隙保护动作,造成终端变电站全停的问题,提出了在没有更好地防止过电压措施的情况下,终端变电站主变中性点应采取直接接地运行的方式。吉林省电网采取该措施后,已经成功避免过终端变电站全停事故的发生,取得了良好的效果。