实用化的配电线路无通道保护方案

针对单断路器分断的配电线路结构提出了一种新型无通道保护,该保护连同它的断路器既能开断电源端故障亦能开断无电源端故障。当短路故障发生后,无电源侧的保护和断路器根据无电源故障状态动作首先跳闸,有电源侧的断路器感受对端跳闸而加速动作;或者有电源侧的保护和断路器根据过电流保护原理首先动作,无电源侧保护和断路器实现加速动作跳闸,从而保证故障线路从两端快速、有选择性地切除。对于一个典型开环系统的仿真研究表明,所提出的保护方案是正确的,一个6段线路的系统最长保护动作时间不超过1.2 s。     

风电电源阻抗特性对相量式距离保护的影响分析

通过理论分析与仿真模型结合的方法对传统线路距离保护在风电系统中的适应性问题进行研究。基于风电系统阻抗特征,提出了比相式与突变量距离保护的等效正序阻抗,研究了风电接入对距离保护的影响,并通过仿真试验验证了理论分析的结果。研究表明,风电电源等值正序阻抗与风电侧各序阻抗以及保护安装处各序故障电流均有关,阻抗特征不仅影响区内故障时保护的灵敏性,更会影响区外故障时保护的正确动作率。与风电系统弱馈与频率偏移特性相比,风电系统的阻抗时变特性是比相式原理距离保护和工频故障量距离保护无法可靠动作的直接原因。     

距离保护远后备功能可靠性分析

为了对110 kV长线路末端变压器起到远后备功能,部分保护设备采用圆阻抗距离继电器和四边形距离继电器相或构成距离继电器。文章从原理分析、动模实验对此类保护功能可靠性进行试验研究,试验结果证明,110 kV线路末端采用Y△/类型接线的变压器低压侧故障时能够正确动作,起到远后备的功能。     

基于振荡边界圆的失磁保护新判据研究

提出了一种新的失磁保护判据——振荡边界圆判据,来解决传统的失磁保护阻抗元件无法区分失磁与振荡这一问题。推导了发生振荡时机端阻抗轨迹的方程,经过分析得到系统发生低励磁振荡时,低励程度越深,机端阻抗轨迹圆越小,并且形成包含关系。根据这一结论,提出振荡边界圆判据,当机端测量阻抗轨迹进入振荡边界圆内,认为发生了失磁故障,保护直接动作,通过仿真验证了该判据的正确性。针对振荡边界圆判据,提出了一套新的失磁保护方案,并通过实例分析,验证了新失磁保护方案的有效性。     

影响风电场联络线距离保护的因素及解决措施

结合风电运行特点,分析了风电场联络线阻抗圆动作特性,研究了风电场联络线采用传统距离保护存在的问题。建立了风电场联络线测量阻抗的数学模型,研究了运行参数对测量阻抗的影响。仿真研究了故障后风电场联络线两侧电流、电压的频谱特点及其对距离保护的影响。提出联络线采用自适应距离保护的方案。在PSCAD中构建风电场并网仿真模型,对比传统距离保护和自适应距离保护在故障时的动作特性,仿真结果表明在风电场联络线上采用自适应距离保护能够避免传统距离保护的缺陷,适应风电场多变的运行方式,消除风电场侧非工频电流、电压对保护造成的影响。     

输电线路无通道保护

针对单端工频电气量保护不能做到输电线路全线速动的缺点,在故障分析的基础上,提出了一种基于阻抗加速圆的瞬时动作判据。瞬时动作判据具有全线速动的优点,同时利用重合闸并根据动作后的信息纠正错误动作的结果。仿真实验验证了所提保护原理和动作判据的正确性。     

高压电网自适应接地距离保护研究

为提高接地距离保护对高压电网高阻接地故障反应的灵敏性,提出了一种对过渡电阻Rg具有高度自适应动作边界的新型动作判据。根据接地阻抗继电器自适应动作判据的构成原则,在分析了负序电压极化的自适应阻抗继电器动作特性的基础上,分析了负序电压移相极化阻抗继电器的移相控制方法、移相极化的工作性能。分析表明,将负序电压根据近保护安装点侧系统的负序阻抗角的大小适当移相后作为极化电压,接地阻抗继电器对Rg不但有更好的自适应性,也保持了其方向动作的明确性。MATLAB仿真结果表明,新的动作判据确实提高了继电器对保护范围末端高阻接地故障动作的灵敏性和自适应性。     

输电线路无通道保护

针对单端工频电气量保护不能做到输电线路全线速动的缺点,在故障分析的基础上,提出了一种基于阻抗加速圆的瞬时动作判据.瞬时动作判据具有全线速动的优点,同时利用重合闸并根据动作后的信息纠正错误动作的结果.仿真实验验证了所提保护原理和动作判据的正确性.     

输电线路自适应无通道保护(一)故障分析与保护原理

在故障分析的基础上，提出了利用单端故障信息的输电线路全线速动保护原理和动作判据。保护原理由互为补充的两种动作模式－－延时动作模式和瞬时动作模式构成。延时模式利用线路对端开关动作信息加速本端保护动作；瞬时模式根据阻抗继电器Ⅱ段动作定值瞬时动作跳闸，再利用重合闸并根据开关动作后的信息纠正错误动作的结果。保护动作判据由4个独立的故障序分量的比值构成，仿真实验证实了所提保护原理和动作判据的正确性。     

距离继电器作为变压器低压侧故障远后备保护时的性能

对Y,d接线变压器低压侧故障时高压侧线路保护距离继电器的测量阻抗进行了分析,得出装设在Y,d接线变压器高压侧线路上的距离保护对变压器低压侧的各种短路故障可以起到远后备作用.在此基础上提出圆阻抗结合四边形阻抗作为线路末端变压器后故障的远后备保护,并给出了负荷校验公式.动模试验验证了理论分析结果.     

基于阻抗修正的反时限过流保护新方案

反时限过流(Inverse-Time Overcurrent, ITOC)保护因其动作时间能跟随故障电流大小变化而变化的特性在中低压配电网中广泛应用。根据反时限过流保护的整定原则,其动作速度易受系统运行方式、故障类型及线路级数影响。另外,分布式电源(DistributedGeneration, DG)的广泛接入也对反时限过电流保护的选择性和速动性带来不利影响。针对上述问题,首先阐述了反时限保护的基本原理及其存在的动作延时过长的问题,并分析了DG接入对反时限过流保护的影响。根据不同位置故障情况下测量阻抗的变化特征,提出了一种基于阻抗修正的反时限过流(Impedance Correction Based Inverse-Time Overcurrent, ICITOC)保护新方案。该方案采用测量阻抗百分比及阻抗修正指数对反时限特性曲线进行修正,可在保证上下级保护配合关系的前提下,最大程度加快保护的动作速度。理论分析和基于PSCAD的仿真结果验证了所提反时限过流保护新方案的正确性及有效性。     

同步发电机失磁保护的改进方案

在电力系统继电保护中,同步发电机失磁保护是最为重要的保护之一.励磁故障涉及发电机的大干扰稳定性,也是一个较为复杂并难以解决的问题.目前所用的励磁保护的动作效果并不理想,尚需进一步改进.分析了目前所用的3种励磁保护判据存在的不足,指出这些保护判据或基于小干扰稳定性原理而未考虑发电机动态功角特性的严重变形,或未考虑发电机完全失磁后的测量阻抗与正常励磁下扰动后的测量阻抗具有较大的公共区间,从而可能使保护误动或拒动.基于对同步发电机失磁后动态行为的仿真分析,提出了同步发电机失磁保护的改进方案,通过直接测量功率角判断同步发电机的失磁故障,提出了其整定条件和计算方法.仿真计算证明该方案能可靠、快速地反映各种励磁故障,动作稳定且整定灵活、方便.     

基于零序差动阻抗的输电线路保护新原理研究

针对现有的输电线路光纤纵联差动保护原理易受分布电容电流影响较大,且要求线路两端信息的严格同步的问题,研究了一种基于双侧信息的零序差动阻抗保护原理。给出了零序差动阻抗的定义为线路两端零序电压与零序电流比值之和。由理论分析可知区内故障时零序差动阻抗为两侧系统零序阻抗和的负值,阻抗位于第三象限,区外故障时零序差动阻抗为线路的阻抗,阻抗位于第一象限。根据零序差动阻抗的阻抗角构成保护判据。在PSCAD中搭建模型进行仿真实验,实验结果表明,零序差动阻抗保护原理不受对地电容电流和过渡电阻的影响,适用于带并联电抗器补偿的线路和弱馈电系统,并不要求两侧信号严格同步。     

特高压长线路距离保护算法改进

特高压长距离输电线路呈显著的分布参数特性,其电容电流很大。分析表明,线路末端三相故障时,线路首端的测量阻抗不与故障距离成正比。研究指出,相间距离保护的测量阻抗与故障距离呈双曲正切函数关系,而传统接地距离保护应用于特高压长线路时存在原理性缺陷。理论分析并推导了新的接地距离元件测量阻抗的计算表达式,并提出了距离保护的改进措施,大量仿真证明了改进措施在特高压长线路上应用的正确性与有效性。     

含逆变型分布式电源的配电网正序阻抗纵联保护

逆变型分布式电源区别于传统电源的故障特性导致传统电流保护难以快速可靠切除故障,也影响了现有输电网保护原理直接应用于配电网的动作性能。借鉴电流差动保护原理思想,定义了正序差动阻抗,理论分析了其在区内外故障时的幅值差异,提出了一种适用于有源配电网的正序阻抗差动保护原理。为进一步改善保护性能,有效应对分支负荷的影响,构造了带制动特性的动作判据。针对区内三相金属性短路故障时保护存在的死区问题,利用故障时正序阻抗与正序电流幅值特征构造了辅助判据。与传统电流差动保护相比,所述方法无需两端数据同步采样,对通信要求较低。仿真结果验证了保护原理的有效性。     

基于故障分量综合阻抗的变压器保护新原理

提出了一种基于故障分量综合阻抗的变压器保护新原理。利用故障分量综合阻抗在内部故障时符号为负,而外部故障、励磁涌流等情况下符号为正的特点,提出了综合阻抗方向元件,快速灵敏的识别内部故障。利用故障分量综合阻抗的幅值在外部故障时数值较大,而其他情况下数值较小的特点,可靠的识别空投于内部故障的情况。该原理不受励磁涌流的影响,EMTDC仿真验证了其可行性。     

适用于带中段并联电抗器的电缆线路的参数识别纵联保护新原理

针对中段并联电抗器的电缆线路,提出了一种基于参数识别的纵联保护新方法。保护原理利用了故障分量网络,选取并联电抗器安装处作为参考点。根据贝瑞隆分布参数模型,分别将线路两侧电压和电流归算得到参考点处的电压和电流,并将两者的比值作为该侧特征阻抗。定义特征参数为两侧特征阻抗的并联值。区外故障对应的特征参数识别结果为并联电抗器的电抗值,极性为正;区内故障对应的特征参数的识别结果为参考点背侧总阻抗并联值,极性为负。综上可根据区内外故障下特征参数识别结果的差异性构造保护判据。经过理论分析和仿真验证可知,保护原理易于整定计算,具有较高的灵敏度,同时具备较强的抗过渡电阻能力,对采样率的要求不高,具有较高的可靠性。     

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。     

基于故障分量的分相阻抗差动保护新原理

提出了一种基于故障分量的分相阻抗差动保护新原理.该原理分别提取线路两端保护安装处的故障分量进行阻抗计算,然后利用这2个阻抗之差构成阻抗差动判据.该原理无需进行采样数据同步处理,耐受电容电流和过渡电阻的影响.电流幅值差动保护判据以线路两侧的电流幅值差为动作量,幅值和为制动量,在发生电压互感器断线时,可作为阻抗差动保护判据的补充判据.仿真结果验证了该原理的正确性和有效性.