基于继电保护信息管理系统的隐藏故障分析

继电保护系统的隐藏故障对电网的运行威胁很大,而隐藏故障的诊断十分困难。论文对继电保护信息管理系统的结构及功能进行了说明,提出利用继电保护信息管理系统对继电保护装置进行监测从而发现其隐藏故障的新方法。对继电保护的动作特性进行了划分,建立了保护装置测量回路存在隐藏故障的判据,对利用故障录波信息进行动态特性检测进行了探讨。     

继电保护隐藏故障造成输电线路连锁跳闸的概率模型

继电保护隐藏故障是造成输电线路连锁跳闸的主要原因。通过分析继电保护装置隐藏故障的动作机理,定义了隐藏故障的风险区域,并利用保护装置隐藏故障概率和风险区域故障概率的计算,建立了输电线路连锁跳闸的概率模型。该模型计入了多条输电线路具有不同故障概率对触发继电保护装置隐藏故障的影响,可以评估继电保护系统因隐藏故障造成连锁误切线路的概率。最后,利用实际数据进行的算例分析验证了模型的合理性,计算结果对电力系统可靠性分析及连锁故障风险评估具有参考价值。     

计及继电保护系统多模式隐藏故障的电网N-k风险分析

提出了一种计及继电保护系统多模式隐藏故障的电网N-k风险分析方法,建立了计及线路主保护、后备保护及断路器装置(拒动)的继电保护系统隐藏故障模型;利用综合功能组分解法和事件树法对电网N-k故障概率进行求解,并构建了包括电源孤立、负荷损失及输电断面传输功率极限下降的综合后果损失评价指标。算例分析结果表明:与计及单一隐藏故障模式的方法相比,所提的新方法可以提高N-k故障概率的计算准确度,辨识一些特殊的高风险N-k故障路径,并发现继电保护系统中的薄弱环节。     

基于扰动激励的智能变电站继电保护故障诊断关键技术

继电保护系统的隐藏故障是造成电网大停电事故的主要原因之一,智能变电站技术的普及为继电保护故障诊断提供了新的思路和技术手段。在智能变电站结构的基础上,以智能变电站继电保护系统隐藏故障诊断为研究对象,提出了扰动激励下继电保护系统的隐藏故障诊断方法,通过对扰动的分析来判断系统是否存在隐藏故障,并通过算例对该方法的可行性进行验证,其结果表明,该方法可以诊断保护之间的配合,提高继电保护状态识别的实时性。所做研究工作为我国智能变电站的发展提供了参考和借鉴。     

应用于低频电力系统的母线差动保护判据研究

随着清洁能源的快速发展,新能源结合柔性低频交流输电成为新的发展方向,为满足低频交流输变电系统的工程应用需求,常规交流继电保护须开展适应性研究。本文从母线保护出发,探讨现有母线保护原理,分析不同采样间隔对采样值积算法结果的影响。针对20Hz低频系统,基于采样值积算法提出一种低频母线差动保护新判据,利用采样值积算法快速计算故障特征量,并结合瞬时值判据保证故障判断的可靠性。测试结果表明,基于新判据的低频母线保护能够满足现有技术规范对母线保护的可靠性及速动性要求,母线区内故障时整组动作时间小于20ms,母线区外故障时低频母线保护可靠不动作。     

基于相邻线路拓扑关系的距离保护测量回路 隐藏故障诊断方法

针对距离保护装置测量回路的隐藏故障,提出了一种基于相邻线路网络拓扑关系的诊断方法。以故障持续时间内的线路拓扑关系为基础,分析了简单网络和带有分支线路网络中不同保护装置测量值之间的约束关系,并据此建立了用于诊断的判别式组及其相应的门槛值。通过对判别式组不同计算结果的组合,实现了对含有隐藏故障具体装置的定位。针对不同保护装置测量阻抗值不同步的问题,提出了采用故障稳态时刻测量值的处理方法。利用PSCAD/EMTDC对不同短路相角的故障情况进行了仿真验证,表明了采用故障稳态时刻的测量值能够正确识别出含有隐藏故障的装置。     

大容量调相机继电保护配置方案研究

文章对调相机和发电机的继电保护配置方案进行了对比分析,并结合调相机的启动方式分析了该过程对主保护的影响。最后建立单机无穷大系统仿真模型,分别对发电机和调相机的失磁故障动态过程和测量阻抗轨迹进行了仿真计算,讨论了失磁保护采用阻抗判据的可行性。     

基于相邻线路拓扑关系的距离保护测量回路隐藏故障诊断方法

针对距离保护装置测量回路的隐藏故障,提出了一种基于相邻线路网络拓扑关系的诊断方法。以故障持续时间内的线路拓扑关系为基础,分析了简单网络和带有分支线路网络中不同保护装置测量值之间的约束关系,并据此建立了用于诊断的判别式组及其相应的门槛值。通过对判别式组不同计算结果的组合,实现了对含有隐藏故障具体装置的定位。针对不同保护装置测量阻抗值不同步的问题,提出了采用故障稳态时刻测量值的处理方法。利用PSCAD/EMTDC对不同短路相角的故障情况进行了仿真验证,表明了采用故障稳态时刻的测量值能够正确识别出含有隐藏故障的装置。     

中性点经ZnO非线性电阻接地系统的故障识别方法

根据中性点经ZnO接地系统下发生不同故障时高频分量的差异性特点,提出了中性点经ZnO非线性电阻接地系统的故障识别方法。首先,利用小波多尺度变换分析不同故障时高频分量的衰减性差异,其次,利用Prony算法提取高频分量的幅值信息,并计算固定时间窗内的幅值比提出识别判据,最后,结合实际系统继电保护方案及ZnO非线性电阻作用的有效性形成故障识别方法。通过大量仿真及计算表明,无论故障点位置在何处,该方法均能够正确、有效识别瞬时性故障和永久性故障。     

继电保护的隐藏故障检测及其风险探讨

在电力保护系统的监控运行过程中,继电保护隐藏的故障通常会对保护系统造成不良影响,导致系统运行状态发生不正常。因此,作为确保电力系统运行安全的重要技术手段,继电保护具有重要的作用,必须对其隐藏的故障实施精确的检测。本文对其检测技术和风险实施了分析和探讨。     

Anatomy of power system blackouts: preventive relaying strategies

Major blackouts of electric power systems in which many customers are left without power are rare events. However, the effects of blackouts, for instance, can be catastrophic. It has been observed that protective system failures are a contributing factor in a large proportion of these blackouts. The most troublesome protection system failures are hidden failures, which remain dormant during normal system conditions, and are exposed during system disturbances. A study of hidden failures of the protective systems is undertaken to uncover their modes of failures, and to determine means of supervising their actions in times of highly stressed power system operations. The main contribution of this paper is to develop and document a method of quantitative analysis of the significance of hidden failures of protection systems. A complete protection system was designed for the New England 39-bus system and the hidden failure modes were used to develop regions of vulnerability and a vulnerability index. Through this analysis, critical protection systems, whose hidden failures would have a major impact on cascading failures or blackouts of the power system, can be identified These protection systems are candidates for increased monitoring and control, which would help alleviate the problems posed by hidden failures     

考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估

提出了考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估方法。采用继电保护隐性故障的概率模型描述保护装置对电力系统风险的影响,通过分析保护系统的机理表明保护装置在连锁故障中的作用,用母线孤立风险、负荷孤立风险、电网解列风险及系统综合风险来评估系统的连锁故障风险,并据此提出了减小系统连锁故障风险的预防措施。应用蒙特卡罗方法产生系统事故、保护装置和隐性故障的随机特性,编写了电力系统连锁故障风险评估与预防软件。IEEE118节点系统的应用结果证明了该方法的可行性及软件的有效性。     

继电保护隐患的运行风险在线评估

继电保护隐患会导致继电保护不正确动作,危害电网安全。该文从调度中心角度研究继电保护隐患对电网安全的影响,提出了继电保护隐患的运行风险评估方法。采用事件树方法分析计算继电保护隐患的暴发概率,选取严重性指标度量继电保护隐患暴发的后果,用风险作为指标定量评估继电保护隐患对电网安全的影响。针对导致继电保护隐患的2个主要原因：不合理保护定值和继电保护系统硬件缺陷,分别进行运行风险评估。某省级电网的算例表明,通过计算运行风险可以全面定量刻画电网中继电保护隐患,发现继电保护隐患中的薄弱环节。     

关于继电保护系统中隐形故障的探讨

介绍了电力系统继电保护中存在的隐形故障问题。通过介绍隐形故障的概念和特点,说明了隐形故障的危害性,在此基础上介绍了评价隐形故障危害性的方法,通过采取对隐形故障进行监测和控制的方法来减少隐形故障的发生,从而也就降低了系统发生大面积故障的可能性。最后还介绍了目前电力系统中对于隐形故障分析的应用情况。     

考虑保护隐藏故障的系统N-k故障分析

存在隐藏故障的继电保护会在系统发生N-1故障时,导致保护误动,对连锁故障扩大起着推波助澜的作用。从保护隐藏故障的动作机制出发,计及不同原理的保护装置和线路故障位置,对保护的隐藏故障模式进行分析,确定保护的风险区段,提出一种基于保护隐藏故障模式分析的N-k故障分析方法,将保护的隐藏故障反映到预想事故的选择和故障组合上。算例表明,采用该方法可定量评估电网中继电保护隐藏故障对系统可靠性的影响,发现系统的薄弱环节。     

二次系统隐性故障的多指标综合风险评估

针对二次系统隐性故障可能引发的连锁故障,提出了一种多指标综合风险评估方法。采用马尔科夫状态空间转移方法,求解系统处于不同状态的时变概率及平稳概率。将平稳概率与距离保护相结合,构造反映系统隐性故障的模型。从电网容量、电网用户、电网稳定性3个方面建立电源孤立、负荷切除以及电网解列的风险指标,加权得到反映连锁性故障的综合风险指标。建立了基于蒙特卡洛抽样算法的风险评估体系,并通过具体的算例对多指标风险评估的方法应用进行展示。     

基于改进状态空间分割法的继电保护设备拒动风险评估

继电保护设备隐性故障已经成为导致电力系统连锁故障的重要因素.因此,在电力系统的风险分析中,需要突破传统N-1故障设置假设,考虑受继电保护设备隐性故障影响的N-k连锁故障.针对继电保护设备拒动引发连锁故障的问题,首先根据继电保护设备的功能模块建立继电保护设备拒动故障树模型;然后综合考虑元件固有失效率和运行信息,建立继电保护设备拒动概率动态评估模型.基于此,提出一种改进的状态空间分割法对电力系统面临的连锁故障风险进行分析,实现了在枚举空间和抽样空间中进行连锁故障搜索,可提高连锁故障搜索的完备性和风险分析的计算效率.最后,在仿真中验证了所提方法的有效性.     

基于故障录波信息的输电线路继电保护内部故障在线检测方法

提出一种基于故障录波信息的输电线路继电保护内部故障在线检测方法,通过对故障录波装置现有启动方式进行必要的扩展,利用故障录波装置记录的动态信息为依据,从而实现对输电线路中保护装置内部故障进行在线检测。应用此方法,能够对正确揭示和描述电力系统隐藏故障提供一条有效途径。通过原理分析及举例说明,验证了此方法的合理性。