基于故障信息自同步的有源配电网纵联保护

随着分布式电源大量接入配电网,配电网结构变为多端电源网络,解决多端电源网络保护问题最行之有效的方法是纵联保护方案。但当前配电网硬件及通信水平无法满足纵联保护对线路两侧数据进行同步采样的要求。文中提出了故障信息自同步技术,故障时刻相对被保护线路两侧是同时的,以故障时刻为时间参考点,测量线路两侧基波电流故障时刻前后两相邻相同变化趋势峰值点的时间间隔变化,进而计算得到电流相位变化方向判定值,有效克服配电网难以同步采样的困难。基于故障信息自同步技术,文中提出了新型纵联保护方案,通过比较线路两侧电流相位变化方向判定值,即可判定故障位置。仿真验证了故障信息自同步技术的准确性,新型纵联保护方案具有良好的动作特性。     

适用于含分布式电源配电网的纵联保护方案

针对含分布式电源(DG)配电网,在对线路相间短路故障分析的基础上,得出在规定的DG渗透率及逆变器输出电流限制下,故障线路两侧电流幅值不相等的结论。基于故障线路两侧电流幅值差异提出适用于含DG配电网的新型纵联保护方案。保护判断所需电气量为线路两侧故障电流幅值以及保护线路外侧的等效测量阻抗。判据的实现不依靠采样值同步环节,与传统纵联差动保护相比对通信系统要求较低。同时,算法对逆变型DG等值模型不确定性也进行了一定的考虑,以保证新方案的实用性和正确性。     

基于U-I特性的UHVDC线路纵联保护新判据

纵联保护是高压直流输电线主要保护之一。提出一种基于状态信息量比较的直流线路纵联保护新判据。建立以直流电压和电流为变量的U-I平面,分析实时捕获的U-I平面的动态轨迹,分别在U-I平面内区域Ⅲ和区域Ⅳ构建保护判据,最后将判断结果转换为状态信息,线路两侧通过交换状态信息量的纵联比较来识别故障位置。该保护方案仅利用故障时刻整流侧和逆变侧的就地电压和电流的瞬时轨迹判断,对同步性要求低,信息量小。仿真结果表明,所提方案具有较好的耐过渡电阻能力,可靠性好。     

基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保护新判据EI北大核心CSCD

根据不同类型故障下的输电线路两侧电流波形特点,从实用化角度考虑,结合Bhattacharyya距离算法,提出了基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保护新判据。通过仿真实验分析了该判据的动作特性和灵敏度等问题。仿真结果表明,利用Bhattacharyya系数进行线路两侧电流波形相似度比较的纵联保护,原理简单,可靠性和灵敏度高,能快速有效识别输电线路中出现的各类故障,并在区外故障引起某侧电流互感器饱和而导致波形缺失以及波形采样异常时能够可靠闭锁,具有很强的抗干扰性。     

基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保护新判据

根据不同类型故障下的输电线路两侧电流波形特点,从实用化角度考虑,结合Bhattacharyya距离算法,提出了基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保护新判据。通过仿真实验分析了该判据的动作特性和灵敏度等问题。仿真结果表明,利用Bhattacharyya系数进行线路两侧电流波形相似度比较的纵联保护,原理简单,可靠性和灵敏度高,能快速有效识别输电线路中出现的各类故障,并在区外故障引起某侧电流互感器饱和而导致波形缺失以及波形采样异常时能够可靠闭锁,具有很强的抗干扰性。     

面向含不可测分支配电线路不对称故障可靠辨识的负序电流比相保护判据

城市配电网的主动配电网特征日趋显著，含不可测分支结构的馈电线路大量增加。受上述特点影响，单端量保护性能显著降低。因此，对于特别重要的线路，亟待双端量保护来保证故障切除的可靠性和灵敏性。但是，分支电流的差动特性导致相量差动保护从原理上即不适用，而纵联距离保护和方向比较式纵联保护由于需要电压信息，在仅配置电流互感器的线路不具备实施条件。此外，电压和分支两因素的叠加使得上述保护的动作行为分析尤为困难。因此，有必要寻找新型纵联保护判据。该文充分考虑不可测分支的影响，提出了仅利用负序电流相位差这一不对称故障期间始终存在的故障分量来反映故障的思路，并构建了一种适用于这类配电网线路的负序电流比相判据。与现有含分支的幅值差动类保护相比，所提判据在安全性方面具有优势。在PSCAD/EMTDC中搭建10 kV配电网模型，设计多组仿真算例，对比验证了所提判据的有效性。     

逆变型分布式电源T接线路后纵联差动保护的改进方案

当逆变型分布式电源(distributed generation,DG)以T接的方式接入高压配电网时,仅依靠提高电流纵联差动保护的整定值可能导致保护拒动。首先分析了逆变型DG的接入对电流纵联差动保护带来的影响。然后,利用线路母线电压互感器的信息,提出了以线路两端正序补偿电压的差值作为辅助判据的解决方案,并利用正序补偿电压和正序差动电流的相位关系消除动作死区。该方案简单易行,能够实现全线速动,并且不受DG容量、过渡电阻及两侧系统电势相角差等因素的影响。最后,基于PSCAD仿真平台搭建了含逆变型DG的110 k V高压配电网模型,对传统的电流纵差保护及改进的纵差保护进行了对比,验证了改进后保护方案的可靠性和有效性。     

基于改进动态时间弯曲距离算法的直流配电网线路纵联保护方案

故障阻断型换流器构建的直流配电网采用主动限流控制后,将导致故障电流特性复杂化,严重影响保护的动作性能。在对直流配电网主动限流控制下故障电流特性进行分析的基础上,根据区内、外故障下线路两侧电流波形的差异,提出了一种基于改进动态时间弯曲距离(DTW)算法的线路纵联保护方案。该方案利用线路两侧电流采样值时间序列计算DTW,根据区内故障下DTW值远大于区外故障下DTW值的特征识别故障线路。通过电压梯度构成启动判据,对DTW算法起始时刻进行自校正,同时引入加权函数对DTW算法进行改进,以抑制边缘效应,从而有效降低同步误差对保护的影响,提高保护可靠性。算例分析表明所提保护方案在不同电网运行方式下均可正确区分区内、外故障,适应性强,同时具有良好的耐受过渡电阻和分布电容电流的能力。     

利用纵联保护通道实现远方备自投的方案

提出了利用纵联保护通道实现远方备自投的方案。该方案舍弃了通常的串口通信方式，改用纵联保护通道传送逻辑信号，以实现远方备自投装置之间的信息交换，并对远方变电站的开关直接进行操作。该方案具有成本低、中间环节少、可靠性高的特点。     

基于自适应制动补偿系数的有源配电网电流纵联差动保护

为了解决传统的三段式电流保护难以适用于有源配电网的问题,通过分析含不同类型分布式电源的配电网正序电流故障分量在区内外故障时的幅相特征差异,提出一种基于自适应制动补偿系数的电流纵联差动保护新方法。该方法采用改造后的e指数函数构建制动补偿系数,根据线路两侧正序电流故障分量的相位差和幅值比自适应决定补偿制动电流的程度。为有效应对不可测负荷分支给保护可靠性带来的消极影响,利用比幅式方向阻抗继电器的动作方程构造辅助判据。仿真结果表明,与传统电流纵联差动保护相比,该方法能够满足各种故障场景下有源配电网的保护需求,且灵敏度高,可靠性、耐受过渡电阻能力和抗时间同步误差能力强。     

光纤纵差保护在110kV线路的应用

<正>纵联差动保护具有原理简单、运行可靠、动作快速准确等诸多优点,而且这种保护无须与相邻线路的保护在动作参数上进行配合,可以实现全线速动。因此,汕尾供电局在部分110kV线路中采用了光纤纵差保护。1线路光纤分相电流纵差保护原理分析光纤分相电流差动保护借助于线路光纤通道,实时地向对侧传递采样数据,同时接收对侧的采样数据,各侧保护利用本地和对侧电流数据按相进行差动电流计算。根据电流差动保护的制动特性方程进行判别,判断为区内故障时动作跳闸,判断为区外故障时保护不动作。     

采用异步通信的纵联保护通道技术

分析了纵联保护传统的命令式通道现状,对采用异步通信的直接数字逻辑通信通道方式进行了研究,指出具体实施时应注意的问题.传统通道一般采用专用或复用电力线载波,传输时间长,可靠性低,易受干扰,是保护不正确动作的主要原因之一.直接数字逻辑通信采用RS-232C异步通信方式,利用专用或复用的数字通道同时传输多位有效信息,可以实现多种保护方案的结合,具有接口简单、传输时间短、成本低等优点,可适应不同的数字通道方式,分析和试验表明其安全性及可靠性能满足闭锁式、允许式及远方跳闸纵联保护的要求.     

采用异步通信的纵联保护通道技术

分析了纵联保护传统的命令式通道现状 ,对采用异步通信的直接数字逻辑通信通道方式进行了研究 ,指出具体实施时应注意的问题。传统通道一般采用专用或复用电力线载波 ,传输时间长 ,可靠性低 ,易受干扰 ,是保护不正确动作的主要原因之一。直接数字逻辑通信采用RS - 2 32C异步通信方式 ,利用专用或复用的数字通道同时传输多位有效信息 ,可以实现多种保护方案的结合 ,具有接口简单、传输时间短、成本低等优点 ,可适应不同的数字通道方式 ,分析和试验表明其安全性及可靠性能满足闭锁式、允许式及远方跳闸纵联保护的要求     

基于割电流的配电网选择性快速辅助保护方法

针对配电网在单电源供电模式下只采集线路单侧信息的特点,以及集中式广域保护架构下保护智能中心采取串行处理大量信息会产生一定延时的问题,提出一种基于割电流的配电网选择性快速辅助保护新原理。该保护依托保护智能中心,利用上传的电流同步相量展开故障搜索。在一定的时间框架内保护智能中心同时收到所有节点的信息场景下,保护智能中心采用割电流差动和二分法搜索模式快速搜索故障线路。根据搜索结果对故障线路的断路器下达远方跳闸命令,并对可能发生误动的保护下达闭锁命令。理论分析和仿真结果表明,所设计的保护方案能够快速准确地判断出故障线路,且应用于不同场景时能够改善传统阶段式电流保护"四性"(可靠性、选择性、速动性和灵敏性)的不足。     

基于模型识别光伏接入配电网线路纵联保护研究

光伏因受外界环境因素影响,输出功率存在间歇性和波动性。分布式光伏系统接入配电网会导致部分线路电流保护误动、拒动和灵敏度下降问题。在分析分布式光伏接入配电网故障特征的基础上,基于参数辨识理论对模型识别纵联保护原理进行改进与优化,提出光伏接入配电网线路保护判据。改进后的模型识别纵联保护方法将线路区外、区内故障均等效为不同的电感电路模型,根据线路故障时内、外部模型误差大小来区分区内、区外故障。通过PSACD/EMTDC仿真验证,该方法有效克服了光伏接入配电网分支电流的影响并且能够快速、准确地动作,从而验证了将模型识别纵联保护原理应用在光伏接入配电网线路保护的正确性和有效性。     

基于幅相关系的有源配电网多端差动保护方案

分布电源的大量接入使配电网从传统单向潮流的辐射状网络逐步转变为双向潮流的多端电源供电的配电网,出现了以T型接线为代表的多段线路.文章从多种类型分布式电源的故障特性入手,分析短路故障下有源配电网的多端电流的幅相关系,提出基于多端电流幅相关系的差动保护方案.保护方案包括启动判据和复合动作判据,启动判据兼具区分部分区外故障的作用,动作判据为两个独立判据的逻辑与,以保证可靠动作和避免误动.此外,文章讨论基于光纤通道通信的配电网多端信息同步技术,用以实现多端信息同步传输.PSCAD/EMTDC的仿真结果表明所提方案的可靠性和速动性.     

基于超导故障限流器的多级馈线电流保护新方案

随着配网规模的快速发展,配电网线路呈现线路短、节点多的情形,进而导致短路电流差异较小,传统电流保护方案配合困难以及故障切除时间延长。为解决上述问题,首先梳理多级馈线保护存在的问题,对多级馈线长短混联线路保护配置与整定方案进行分析,进而提出了一种基于超导故障限流器的电流保护新方案。该保护方案利用故障限流器的快速投入与限流特性实现上下游线路短路电流差异化。基于此,构建新的保护定值整定原则,缩短故障切除时间。利用PSCAD搭建多级馈线配电网模型进行仿真验证。结果表明：所提保护方案能够解决传统电流保护定值配合失效与保护动作时间过长等问题。     

一种新模式常规采样GOOSE跳闸变压器保护的设计及应用

为解决智能变电站复杂数字采样回路环节引起的采样数据异常,提出一种新模式的常规采样GOOSE跳闸变压器保护设计方法。利用NPI插件实现模拟量双AD直接采样的新采样回路并兼容GOOSE信息传输,同时配合基于滑动数据窗的双AD实时采样数据互校验判据,用于监测采样数据的有效性。另外,针对特高压变压器涌流特性,提出了一种分相差流谐波或闭锁、非间断点开放的综合励磁涌流识别判据。仿真结果表明,综合励磁涌流识别判据可以应用于新模式的变压器保护。     

光纤通道异常时加速线路Ⅱ段后备保护技术

双重化配置的输电线路光纤保护,存在因光纤通道同时异常造成线路区内故障时保护同时拒动的风险。一旦发生,将造成故障切除时间的延迟和相邻线路的无选择性跳闸,带来故障范围的扩大和电网稳定性破坏的严重后果。文中针对这种因光纤通道异常导致的线路光纤纵联保护退出情况,研究了一种自适应缩短线路Ⅱ段后备保护动作时间的技术方案,并进行了试验验证。通过加速线路Ⅱ段后备保护动作时间,达到快速切除故障同时避免相邻线路Ⅱ段后备保护无选择性跳闸的目的,提高了电网运行的稳定性和可靠性。     

配电网分支线保护的配置与整定

为防止在配电网分支线路故障时引起变电站线路出口保护跳闸导致整条馈线停电,提高供电可靠性,分析了配电网分支线保护配置与整定的研究与应用现状,基于架空线路与电缆线路的不同特点、变电站线路出口保护的配置与整定情况以及分支线路的位置,提出了一种配电网分支线保护的配置方案;给出了该方案下断路器保护与熔断器保护的整定原则,其中断路器保护基于配电网线路短、级数多的特点对传统三段式电流保护进行了修改,熔断器保护考虑了交接电流与转移电流的影响。算例结果验证了该配置方案及其整定原则的可行性。