高压直流输电线路微分欠压保护特征量动态特性分析与整定

典型的微分欠压保护有电压变化率(du/dt)和低电压水平(udl)2个特征量。分析表明:du/d t对故障的响应受直流控制系统的影响很小,而udl对故障的响应是直流控制系统对故障进行调整的结果;du/dt对于发生在两极线路上的故障的响应明显大于对于其他区外故障的响应,udl对发生在本极和对极线路上的故障的响应有明显差异。分析了微分欠压保护的逻辑和功能,以及它和其他保护之间的配合关系。最后给出了微分欠压保护的整定方法,并借助EMTDC软件对整定方法进行了算例验证。     

静止无功补偿器接入的配网短路故障特征及保护整定策略

静止无功补偿器(SVC)可以为电网控制提供灵活调节手段,在日益重要的配网中得到越来越广泛的应用。为分析研究其接入配网对配网故障特征的影响,本文对SVC自身短路电流特性进行研究,得到其一定控制策略下的短路模型。研究表明SVC可以提高系统故障时接入点电压,改变网络短路电流特征,总结出SVC对上下游线路短路电流影响规律。并搭建了基于RTDS含SVC配网模型,验证上述结论,分析了SVC接入对电流保护灵敏度及保护的配合带来的影响,为配网电流保护配置与整定提供了依据。     

750kV主变低压侧TCR型SVC运行性能分析

阐述了TCR型静止无功补偿器(SVC)装置基本工作原理,该装置主要包括TCR支路和滤波支路,能够提高系统输送能力、调节系统无功功率、稳定系统电压以及改善电能质量,具有功率连续平滑可调、谐波电流小和响应速度快的优点。根据新能源送出750 kV输变电工程对无功补偿装置的要求,针对750 kV主变低压侧装设的两套TCR型SVC装置现场实际运行工况,分析装置投运过程以及稳定运行情况的录波数据。研究了SVC无功调节和稳定运行时的无功调节能力、TCR满发工作状态、自动启停机、动态响应效果和电能质量等各项性能参数.最终评估了750 kV主变低压侧SVC装置对电网的无功调节能力。     

直流线路行波保护特征量动态特性与整定研究

现有的高压直流输电线路行波保护整定计算缺乏统一适用的方法,保护可靠性有待提高。采用基于EMTDC仿真计算的手段分析了直流线路行波保护各特征量(电压变化率、电压变化量以及电流变化量)在不同种类故障条件下以及非故障扰动条件下的动态响应特点及规律,进而研究了直流线路行波保护各判据所具有的基本功能及其相互间的逻辑关系。在此基础上提出了各判据进行整定计算所需边界条件的确定原则,从而形成了直流输电线路行波保护整定计算的基本方法。基于实际高压直流输电线路参数的行波保护整定算例验证了该整定计算方法具有良好的可靠性和灵敏性。     

高压直流输电线路微分欠压保护特性与定值整定

微分欠压保护是高压直流输电线路的主保护,其保护定值的合理性至关重要。研究了微分欠压保护故障电气量的动态特性,分析了故障位置、过渡电阻和运行工况对电气量的影响,从而为定值整定提供理论支撑。结合向上工程,分析了微分欠压保护判据,提出了微分欠压保护定值的整定方法。建立了向上工程的PSCAD/EMTDC模型,对保护定值进行了整定,并验证了定值的合理性。     

高压直流输电线路行波保护实用整定原则

现阶段行波保护缺乏成熟整定原则,导致整定计算效率不足且隐藏误整定因素。基于此,提出高压直流输电线路行波保护的实用整定原则。考虑直流输电线路区内、区外不同故障类型,分析了直流线路端口电压变化率、电压变化量、电流变化量的故障响应特性;揭示了行波保护电压变化率、电压变化量、电流变化量动作判据的功能,分析了各动作判据的逻辑配合关系;考虑保护灵敏性和选择性要求,提出了各动作判据定值的实用整定原则。基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提整定原则的有效性。     

静止无功补偿装置在南方电网中的应用

为了提高静止无功补偿装置（SVC）在电网中的应用效果,基于南方电网500 kV变电站SVC装置的运行经验,总结了SVC装置运行管理中的主要难点及对策,包括定值整定、投运调试、运行管理模式、运行风险监测等。通过分析实际直流线路故障情况下SVC装置的动作行为,验证了南方电网现有SVC装置的定值和运行模式可以有效提高系统电压稳定水平和动态稳定的阻尼比,并指出SVC装置仍存在较大损耗和噪声的缺点。     

LCC?HVDC逆变侧换流站近区交流线路高阻接地故障保护

基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)换流站近区交流线路高阻接地故障切除不及时易引发连续或后续换相失败,造成换流站单双极闭锁,威胁着系统运行安全性.文中分析了影响零序差动保护动作特性的关键因素,指出高阻接地故障保护需从传统的阈值整定模式调整为对被保护线路故障支路特性变化的定性描述和甄别.基于弧光高阻接地故障支路的非线性伏安特性辨识以及同塔并架相邻线路广域方向信息的配合,提出了适用于LCC-HVDC换流站近区交流线路的高阻接地故障启动元件、方向元件及保护方案.最后,通过仿真验证了保护方案的有效性.     

直流滤波器对电压突变量保护的影响及保护策略优化

针对使用晶闸管作为换流器件的直流输电系统线路接地故障,给出了目前主流的电压突变量保护逻辑,分析了直流滤波器对线路接地故障特征量的影响,指出了在直流线路靠近换流站的区域发生接地故障时直流滤波器产生的谐波电流会导致电压突变量保护的电流方向判断错误,进而引起电压突变量保护拒动。基于此,提出了一种优化的电压突变量保护原理和定值整定方法,消除了直流滤波器产生的谐波电流对电压突变量保护的影响,最后通过RTDS试验对优化后的电压突变量保护策略进行了仿真验证。     

基于电压和电流突变量方向的高压直流输电线路保护原理

对高压直流输电线路故障暂态特征的分析发现,直流线路两侧保护测量处电压突变量与电流突变量的方向特征在发生线路区内和区外故障时不同,由此构成高压直流输电线路保护原理。文中给出了电压、电流突变量方向判别判据和门槛值整定原则,并构造了相应的保护判据。对实际高压直流输电系统仿真的结果表明:提出的保护原理在双极直流输电系统的多种可能运行方式下、各种故障情况下都能正确识别区内、区外故障;在区内故障性雷击、高阻抗接地和极—极故障时能够准确动作。另外,该保护原理对通信通道、采样频率和数据计算速度要求不高。     

Design considerations for the Eddy County static VAr compensator

This paper describes the steps for the design of the static VAr compensator at (SVC) Eddy County. The specified system requirements on operating range, loss evaluation and harmonic performance led to an SVC configuration which contains one thyristor switched capacitor (TSC) branch, one thyristor controlled reactor (TCR) branch for continuous reactive power control and two double tuned filter branches. The system voltage of the SVC secondary bus was optimized to 8.5 kV based on thyristor equipment capabilities. The paper shows the voltage and current stresses of the thyristor valves taking into account system faults for the TCR branch and misfiring effects on the TSC branch. The approach for filter design considering the harmonic performance requirements and resulting component ratings are shown. The Eddy County SVC commenced commercial operation in April 1992     

电力系统广域继电保护研究综述

分析了传统继电保护在保障电网安稳运行时存在的问题,对基于广域信息的继电保护研究涉及的主要内容进行了综述,包括:在线自适应整定、潮流转移识别、基于故障元件识别的广域后备保护.在线整定的目的是根据系统运行方式的变化,调整保护定值至最佳状态.计及的运行方式变化包括:电力设备投退、发电机出力与负荷变化等.潮流转移识别旨在防止传统后备保护的不适当动作引发电网连锁跳闸事故,主要方法有:支路开断前后输电断面的有功潮流比较、相邻支路电流比较.广域后备保护利用电网多点量测信息确定故障元件的具体位置,从根本上克服了传统后备保护整定复杂、可靠性低的问题.主要研究包括:基于传统主保护理论的故障识别算法、广域信息的容错性算法.最后,提出了以基于故障元件识别的广域后备保护为基础,构建面向智能电网的广域继电保护系统,并对其发展方向进行了展望.     

基于故障电压比较的广域后备保护新算法

提出了一种基于故障电压比较的广域后备保护新算法,有助于解决传统后备保护整定配合复杂,潮流转移时易误动等问题。该算法利用线路一侧电压、电流故障分量的测量值推算另一侧电压故障分量,以推算值与测量值的比值识别故障元件。并通过故障区域检测降低广域信息传输量,加快故障元件识别速度。该算法原理简洁,对保护范围内多点量测数据的同步性要求较低。基于川渝500kV电网测试系统的仿真结果表明,该算法在电网高阻接地、非全相运行、故障转换及重负荷转移等情况下均具有良好的动作性能。     

放射直流微电网短路故障保护策略

考虑直流微电网故障电流突增、电压突降特性,提出基于支路两端导纳差值导数的保护方法.通过检测支路两端的电流和电压,计算支路两端导纳的差值并求导,以支路导纳差值的导数作为故障判据,该判据充分利用了故障线路电压和电流参量,提高了保护灵敏度,且导纳差值的导数在故障发生初始阶段最大,可快速与动作阈值比较,判断故障发生与否,减少了故障检测时等待电流或电压变化至阈值的时间.将所提保护方法与过电流保护和低电压保护进行对比,结果证实了所提方法在速动性、灵敏性和保护范围方面性能更好.     

10 kV大容量配电变压器差动保护配置应用研究

差动保护常作为变电站中大型变压器的主保护,在10 kV配电变压器上应用案例较少。介绍了一起10 kV配电室中2 500 kVA大容量配电变压器的接地故障起火案例,分析了故障原因。利用仿真软件,对可能出现的低压侧短路故障进行仿真,探讨了不同情况下的中低压保护动作情况。结合故障分析,对该案例中10 kV配电变压器差动保护配置的必要性进行研究,结果显示配变差动保护可有效解决中低压保护整定配合定值与时延级差难以配合的问题,可灵敏监测低压侧接地故障下的保护“盲区”数据。针对性地设计了中低压二次系统改造方案,以差动保护配置为核心,完成智能综合监控系统建设。应用效果显示差动保护满足10 kV大容量配变极高的供电可靠性要求。     

天广工程直流线路突变量保护误动作分析

笔者分析了天广直流控制保护系统改造完成后发生的3次双极线路保护动作事件,剖析其中直流线路突变量保护误动作的原因。根据天生桥换流站和广州换流站的实际录波和实际过程,结合厂家给出的突变量保护定值和整定思想,分析导致突变量保护误动作的因素。笔者给出了2个解决方案——降低低电压保护定值和增大突变量保护的动作延时,并经实践验证正确,为以后更好地实施直流控制保护系统国产化改造提供参考。     

一起变压器低压侧故障跳开中压侧母联断路器原因的分析

通过分析一起110kV变压器低压侧10kV母线相间短路故障对主变压器中压侧后备保护的影响,提出后备保护时间合理配合、改变系统运行方式等应对主变压器低压侧相间故障对中压侧后备保护影响的措施,并通过模拟故障、理论计算验证了其可行性,对电力系统整定计算方案的确定具有参考意义。     

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。     

500kV中性点经小电抗接地自耦变压器后备保护整定计算的研究

基于自耦变压器与普通变压器的结构差异,介绍了中性点经小电抗接地自耦变压器零序短路参数及公共支路零序电流计算方法,提出了应注意的问题。分析了一般500 kV自耦变压器保护的构成特点,根据"加强主保护,简化后备保护"的原则,对后备保护配置及整定过程进行了简化,不仅简化了后备保护的多段配置,甚至取消了高、中压侧零序电流保护,同时详细论述了其过程和理论依据。利用继保整定及仿真软件对实例进行故障分析、整定计算及保护动作行为仿真,仿真结果表明该后备保护动作可靠,逻辑简单,易于实现。     

基于稀疏矩阵的煤矿电网过流保护检验算法

为了避免矿井高压电网在实际运行过程中可能会出现越级跳闸或保护拒动现象,保证矿井高压电网供电安全,本文基于矿井高压供电网络特点,提出了一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护检验算法,将稀疏矩阵和矿井高压过流保护检验算法相结合,获得支路节点和支路节点的供电关系矩阵,描述了故障电流计算方法,并以此为基础获得了最终需要执行跳闸操作的开关矩阵,对矿井高压供电系统图中相应开关执行跳闸操作。依据开关跳闸结果,即可判断出当前的过流保护设置是否合理。