利用差动电流及支路序电流特征的母线CT断线识别及保护闭锁策略研究EI北大核心CSCD

现有3/2接线母线的电流互感器(current transformer,CT)断线闭锁策略由于无法引入母线电压信息,某些场景下难以可靠区分CT断线与母线短路故障,存在将母线经高阻短路故障误判为CT断线、重负荷支路CT断线母线差动保护误动的问题。为此,不改变现有母线差动保护动作特性的基础上,文章充分利用母线差动电流及支路序电流的幅值和相位特征,提出一套高适应性的CT断线闭锁策略,避免因CT断线闭锁策略不当导致的母线保护不正确动作的问题。首先推导母线CT断线与母线短路故障时母线差动电流和支路序电流的特征,利用其在相位和幅值上的差异构造一套全新的CT断线识别判据,可实现无需电压信息的CT断线可靠识别,避免单一变量构成的过量保护整定困难的问题。此外,优化CT断线与母线保护间的动作逻辑,短路故障情况下,通过附加短路故障识别判据可实现短路故障后的母线保护快速开放。利用数字仿真系统(real time digital simulation system,RTDS)建立典型3/2接线的母线模型,大量仿真实验验证了CT断线识别判据及母线保护闭锁逻辑的可靠性。     

CT断线判据在母线保护中的应用分析

变电站正常运行过程中存在母线保护间隔电流互感器二次回路断线的概率,而电流互感器二次回路断线会引起母线差动保护误动。为了提高母线保护的整体性能,保障电力系统的安全、稳定、可靠运行,母线保护中配置CT断线告警、CT断线闭锁等功能。介绍了母线保护中CT断线告警、CT断线闭锁、支路CT断线、CT断线快速识别的原理及判据,该原理及判据在母线保护装置中得到了广泛应用。     

3/2接线方式下TA二次环流及断线闭锁逻辑的改进

研究3/2接线方式下TA断线造成2组TA间二次环流,导致TA断线闭锁差动保护逻辑失效的问题.介绍2种3/2接线方式下TA二次电流合流的方法以及线路、主变、母线保护的TA断线闭锁判据,对TA二次环流现象进行阐述,分析TA断线时TA二次环流故障特征.指出部分装置TA断线闭锁逻辑的不足,提出3/2接线方式下TA断线闭锁逻辑改...     

母线保护电流互感器断线判据的分析及改进判据

母线差动保护一般都配置电流互感器断线判断功能,以提高差动保护的可靠性。按照现有规范,当母线支路发生电流互感器二次断线时,需闭锁差动保护;当母联间隔电流互感器发生断线时,不闭锁差动保护。因此电流互感器断线判据的选择将影响母线差动保护的正确动作。从大负荷电流互感器断线、不完全电流互感器断线、高阻接地故障、单电源系统等多个角度分析现有母线电流互感器断线的判据存在的问题,并在此基础上提出了新的母线电流互感器断线判据:对于接入电压的母线保护,采用灵敏的电压判据作为辅助判据,对于无电压引入的母线保护,采用支路零序电流与差流的比值及差值作为辅助判据。试验结果表明,所提判据能够准确有效地识别电流互感器断线与故障,当发生电流互感器断线时,可靠闭锁差动保护,而当母线发生故障时,不会影响差动保护的快速性。     

多间隔信息融合的母线保护电流互感器断线再开放策略

对于电流互感器(CT)断线后发生金属性故障的情景,现有母线保护采取的闭锁差动保护动作方式将会引发多个变电站停电。此外,当母线区内发生高阻接地故障时,现有母线保护判据可能会将其误判为CT断线故障,不利于电力系统的安全稳定运行。针对这一问题,提出了一种母线保护CT断线再开放策略,该策略基于断线间隔与非断线间隔的零序电流变化量对负荷波动和故障进行区分,并基于非断线间隔的差流有效值和间隔失灵保护信息对区内外故障进行判别。实时数字仿真系统仿真结果验证了所提CT断线识别判据和再开放策略的正确性。     

一种特高压3/2接线纵差保护抗电流互感器饱和措施

特高压长线路3/2接线侧母线附近区外故障时2个分电流互感器都有可能饱和,使引入2个电流互感器和电流的相量差动保护遇到了较大困难.提出了一种实用抗电流互感器饱和措施,采用低电压启动判据筛选出可能引起电流互感器饱和的3/2接线侧母线附近的区内和区外故障,然后根据短数据窗电流不饱和的特点,采用适当的定值区分3/2接线侧母线附近区内故障差流和区外故障分布电容电流,从而通过闭锁防止区外故障因饱和误动.该方法已在实验样机中得到应用,并成功地通过保护动模试验.     

基于模型参数识别的母线保护原理

提出一种基于模型参数识别的母线保护新原理。将母线内部故障状态等效为一个电感电路模型,发生故障时可实时计算出模型参数的等效瞬时阻抗值及参数的离散度,并利用其在母线区内、外故障及电流互感器(current transformer,CT)不同饱和程度时的幅值特点,构造出具有自适应制动特性的母线保护判据。当母线外部故障伴有CT饱和发生时,该判据能可靠制动,无需闭锁母线保护;而当母线内部故障且CT饱和时,保护能快速动作,具有较高的动作可靠性和灵敏度。与传统的母线保护相比,该保护无需滤波,对各次谐波及非周期分量都适用,动作速度更快。在3/2断路器接线的母线区内故障有汲出电流的情况下,保护的灵敏度不受影响,数字仿真和动模数据验证了其可靠性和有效性。     

变压器差动保护装置的改造

我厂原有一套变压器差动保护电流回路断线闭锁装置，其采用老式继电保护，其中有一次CT断线没有正确判断出来，造成变压器差动保护误动作的事故。究其原因：设备落后、装置复杂、灵敏性差、判据单一。该变压器的连接组别为Y／D11，变压器各侧CT均按Y型接线，它的保护原理如下：     

双母单分段主接线母联电流异常处理方案

针对双母单分段主接线方式下母联/分段电流异常时(如电流互感器断线,采样值断链等),与该母联/分段不相邻的母线发生故障,母线差动保护会误跳该母联/分段元件的问题,本文分析了问题产生的原因,提出了在母线保护现有大差比率差动、小差比率差动的基础上,增加中差比率差动来选择故障母线,保证母线差动保护在母联/分段电流异常时能正确选择跳闸元件、不误跳相关元件的解决方案,并通过实时数字仿真仪仿真,验证了该方案的正确性。     

母线差动保护电流互感器断线闭锁功能存在问题及其改进方法

介绍和分析母线差动（简称母差）保护电流互感器（currenttransformer,CT）和支路CT的断线情况及断线告警和闭锁功能复归方式存在的问题及改进方法,母差保护支路CT不平衡判据存在的问题及改进方法,母差保护CT断线闭锁相别选择存在的问题及改进方法;目的是提高母差保护的整体性能,保障电力系统的安全稳定运行。     

差电流轨迹扫描法的研究

针对母线区外故障CT严重饱和时母差容易动作和区外故障转区内故障时存在流出电流而使得差动电流偏小母差不易动作的问题,一般微机母线保护对这两种情况反应不够灵敏。对SG B750数字式母线保护装置中采用的抗CT饱和新原理———差电流轨迹扫描法进行了探讨。该原理抓住故障CT传变特性,快速有效判断出系统所发生的故障类型,判据准确可靠。     

基于Hausdorff距离的自适应母线保护新原理

传统基于工频量的差动式或比相式母线保护装置受滤波算法数据窗影响动作速度较慢且原理上无法摆脱电流互感器(current transformer, CT)暂态饱和带来的不利影响.为此,提出了一种基于Hausdorff距离算法的自适应母线保护新原理.首先给出了Hausdorff距离算法的基本原理,然后将与母线相连任一支路电流...     

PCS-915母线保护装置

在总结以前系列母线保护多年运行维护经验的基础上,PCS-915系列母线保护装置采用了新的原理及技术。采用基于工频变化量差动的自适应加权式抗电流互感器饱和判据及谐波制动判据,具有很强的抗电流互感器饱和能力及稳定可靠的动作特性。基于新一代控制保护硬件平台UAPC实现,软硬件设计模块化,便于升级维护;采用了新型面向间隔对象的母线保护设计方法,母线保护的差动构成灵活、可靠,可以灵活适应各种主接线系统的需求。分布式母线保护采用基于链路层数据时标锁定的同步方案,同步算法占用计算资源少,无需外接同步源,同步方案稳定、可靠且同步精度高。     

主变保护启动失灵电流回路的探讨

以变压器保护启动失灵的电流判据取向为研究的对象,通过举例子的方法,分析了在变压器附近的不同位置发生短路接地故障时,使用变压器套管CT的电流作为变压器保护启动失灵的电流判据的做法,可能会导致失灵保护拒动或误动的严重后果,以供设计部门和同行专家进行探讨。最后结合现场CT二次绕组的实际,提出整改建议,以达到规范回路接线的目的。     

一种基于异步法的母线保护中电流互感器饱和判据

准确判别出电流互感器(CT)饱和是区外故障还是区内故障引起的可提高母线保护的可靠性。区内外故障CT 饱和前存在线性传变性,在有效的数据窗内(通常取半个周波的数据作为差动保护判据的有效数据),饱和点前后差流与制动电流的大小和相位变化不同步,即饱和时刻超前于差动保护动作时刻,差流和制动电流变化量不一致,利用这种不同步关系文章提出了一种新的CT饱和判据,通过仿真和动模实验证明了该判据的可靠性,它可以有效避免因区外故障CT深度饱和而引起差动保护误动。     

不同电流互感器混用对线路差动保护的影响及对策的研究

分析了电磁式电流互感器和电子式电流互感器暂态特性的差异,提出了采用差分虚拟制动CT饱和开放的办法来解决不同互感器混用时线路光纤差动保护饱和误开放的问题。该方法能够有效解决因暂态传递特性不一致引起的饱和误开放问题。此外由于电子互感器二次时间常数与常规互感器有较大差异,导致在故障切除后电子互感器侧电流拖尾,会造成开关跳开后线路保护仍计算有差流,同时保护各侧电流互感器的二次电流衰减时间常数不一致也存在导致差动保护在区外故障电流切除时误动作。提出使用全周差分傅氏计算保护跳开相的电流,以避免造成线路保护跳令不能及时收回导致误启动失灵以及区外故障切除引起差动误动的问题。     

内桥接线变压器保护电流回路接线方式的探讨

内桥接线方式下,主变差动保护高压侧电流一般采取进线和分段电流并接求和的方式取得,当主变高压侧发生外部短路或正常运行中发生CT开路时,均可能会导致差动保护误动。误动的原因是进线和分段电流没有在保护装置内部软件求和,导致保护装置感受到的二次电流与主变高压侧电流不一致,当发生外部短路或CT开路时无法正确闭锁保护。提出了采用将进线和分段电流分别接入差动保护的解决方案,并指出了保护运算处理过程中应注意的事项。     

双馈风场进线对220 kV母线采样值差动保护的影响

由于采样值差动保护具有计算速度快、易考虑CT饱和等优点而被普遍应用于当前的母线保护装置中。然而暂态特性不同于传统火电机组的双馈风电机组大量接入电力系统,这会给现有的继电保护带来严重的挑战。以双馈风电场远距离接入220 kV电压等级变电站母线为例,在RTDS仿真平台上研究双馈风场进线对母线采样值差动保护的影响。结果表明,在母线区内故障时风场侧支路提供的短路电流存在弱馈、高谐波及频率偏移等特点。与此同时,计及CT饱和、双馈机组本身的无功优化控制策略等因素影响,使得该短路电流的复杂性更加突显,进而造成传统母线釆样值差动保护动作有延迟。为此,提出了一种自适应变数据窗的釆样值差动保护判据,并通过RTDS仿真平台验证了该方法行之有效。     

2号机辅变倒送电带负荷校验方案及试验分析

针对三门核电2号机组辅变倒送电期间负荷不足、母差及辅变差动保护无法校验的问题,采用一次通流和冲击电流校验母差CT极性,采用调整变压器有载分接开关挡位使两台并联变压器产生环流的方式校验辅变差动CT极性。试验结果分析表明,该方法能够可靠地校验母差回路和辅变差动保护回路正确性,为后续机组调试用电、机组试运和并网发电提供了保障。