WDK-600微机电抗器保护装置匝间保护原理分析

匝间保护是并联电抗器保护的主保护之一,可有效反应并联电抗器内部的匝间短路故障.WDK-600微机电抗器保护装置采用由电抗器高压零序电流、零序电压组成的零序阻抗继电器,弥补了以前阻抗补偿原理存在过补偿和欠补偿,补偿度难整定的不足.通过零序功率方向保护与零序阻抗保护的对比,介绍了WDK-600装置匝间保护的特点、基本原理、动作判据,不仅定性地分析了故障类型,而且从定量的角度分析了故障特征,为日后现场调试匝间保护提供借鉴作用.     

一种并联高压电抗器匝间保护的整定计算与校验

匝间保护是并联电抗器非常重要的一种主保护,在500 kV超高压电网中应用广泛,主要用来保护电抗匝间短路。介绍了应用于500 kV输电线路的并联高压电抗器SG R751 保护装置匝间保护的原理和零序阻抗圆的计算方法;同时介绍了匝间保护的整定计算方法和计算原理;并给出了计算实例,测算出了匝间保护动作电压的特性曲线。该方法同样适用于WDK-600 等应用了零序阻抗继电器的高抗保护装置。     

SGR751数字式电抗器匝间保护原理与调试

针对并联电抗器故障时内部与外部零序电路对比分析,叙述SGR751数字式电抗器保护装置匝间保护的原理与特点,通过动作方程、动作逻辑的分析介绍,根据SGR751数字式电抗器保护装置匝间保护动作条件;提出零序电流动作边界校验、阻抗边界校验及调试过程中的一些算法。     

基于零序幅值比较的电抗器匝间保护

针对高压电抗器小匝数匝间保护目前存在的问题,提出了一种新的基于零序补偿电压幅值比较原理的电抗器匝间保护方案。即根据零序网络中零序电压在系统零序阻抗和电抗器零序阻抗上的分布情况,通过直接比较电抗器首端零序电压与补偿到电抗器末端中性点的零序补偿电压的幅值大小,来判别电抗器匝间故障。动模实验表明,该方案原理简单直观,灵敏度高,受系统运行方式变化的影响较小。     

低频分量导致并联高抗匝间保护误动机理分析

匝间保护是高压并联电抗器匝间短路的主保护,主要由零序阻抗判据和分相阻抗判据构成。在线路单相接地故障跳闸后,高抗对应相与线路电容发生低频振荡,可能导致高抗匝间保护误动。本文深入分析了低频分量对高抗饱和的作用机理及其对匝间保护的影响,同步阐释了线路非全相状态对零序阻抗判据的影响,提出了高抗匝间保护优化方案,并进行了仿真验证。所提匝间保护方案兼顾了可靠性和速动性要求,希望能对相关从业人员提供有益参考。     

新型微机电抗器保护的研制与开发

分析了目前超高压并联电抗器保护所存在的一些问题，包括电抗器匝间短路保护灵敏度与可靠性、电流互感器暂态特性不一致对差动保护的影响等。介绍了新一代数字式电抗器成套保护装置的总体设计思想(双主双后配置)、新型高灵敏度高安全可靠的匝间短路保护原理以及考虑电流互感器暂态特性不一致的差动保护原理。新型电抗器匝间短路保护由自适应补偿的零序功率方向元件、零序阻抗元件、故障开放元件、谐波闭锁元件以及具有工频变化量浮动门槛的匝间短路保护启动元件共同构成。给出了这些保护原理的数字仿真、动模试验及现场运行结果。     

牵引变电所并联电容补偿装置的电抗器匝间短路保护

并联电容补偿(简称并补)装置是电气化铁路供电系统的重要设备.针对其串联电抗器缺乏必要保护,尤其是匝间故障保护性能的缺陷,基于对电抗器匝间故障和阻抗特性的分析,结合电气化铁路供电系统的特殊性,提出并补装置电抗器的新匝间短路保护.同时简要分析了傅里叶算法计算电抗器测量阻抗受并补暂态过程影响原因,通过均值滤波单元得以减轻影响.Matlab仿真表明阻抗保护能够对匝间故障做出正确判断.     

PT断线后电抗器匝间保护新判据EI北大核心CSCD

电抗器在电压互感器(potential transformer,PT)断线后均采取闭锁匝间保护的策略,容易造成故障范围的扩大。该文分析电抗器PT断线时零序阻抗计算的方法,研究电抗器区外故障和匝间故障时首末端故障电流的特点;在此基础上提出基于零序阻抗和故障电流特征的PT断线后电抗器匝间保护新判据,并在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台上验证理论分析的正确性。该判据完善了现有电抗器保护方法。最后在动模实验室建立线路电抗器系统模型,动模仿真结果验证了理论分析计算的正确性。     

高压电抗器匝间保护误动原因分析

针对某500kV新建开关站母线高压电抗器空投试验时,电抗器的匝间保护快速动作出口跳闸的事件,根据保护装置报文和录波分析,发现空投试验时产生直流分量导致零序电流引起匝间保护误动,分析了直流分量导致零序电流增大、零序阻抗减小引起匝间保护误动的原因,并提出了采取抬高零序电流启动门槛值、延长保护动作时间的防误措施。     

TCT式并联电抗器控制绕组匝间故障保护方案

基于对晶闸管控制变压器(TCT)式并联电抗器的本体结构和控制绕组匝间短路故障特性分析,提出一种针对其控制绕组匝间故障保护的新方案。该方案综合利用控制绕组匝间故障时网侧零序电压低、补偿绕组零序电流大的特点,采用主判据和辅助判据相结合的方式,主判据采用零序过电流保护元件,采取两段式的整定方式以兼顾匝间故障下保护的灵敏度和容量调节过程中的可靠性;辅助判据由网侧零序高电压闭锁元件构成,并增加闭锁判据,保证TCT式并联电抗器在系统非全相运行、区外不对称故障、电抗器空投、容量调节等暂态过程中保护可靠不误动。基于仿真测试结果确定了所提方案的具体整定方法,并对灵敏度进行了校验,分析计算的结果证明了所提方案的可行性和有效性。     

对输电线反时限零序电流保护选择性的分析

通过对接地故障零序电流分布的分析,讨论了特殊电网方式下输电线零序反时限电流保护不能保证选择性的问题。即在某些情况下,相邻线路中的零序电流不一定小于故障线中的零序电流。从而可能造成相邻线路反时限零序保护的误动,即使考虑相继动作也不能保证其选择性。作为零序保护简化的一种选择,宜在反时限特性中增加一段附加延时,将反时限零序保护作为接地距离保护的补充,用以反应高阻接地故障。     

小电阻接地配电网多回线故障分析与自适应零序电流保护

当小电阻接地配电网发生同母多回线接地故障时,每条馈线的零序电流相比于单回线故障时有较大差别,馈线零序电流保护可能不正确动作。为此,首先推导了发生多回线同名相单相接地与单回线单相接地故障时馈线零序电流间的关系,揭示了保护不正确动作机理。提出了考虑负荷且能适用于不同类型多回线接地故障的零序电流计算方法。基于实际变电站参数搭建RTDS仿真模型,分析了不同类型多回线接地故障对零序电流保护的影响。在此基础上,提出了自适应馈线零序电流保护方案,利用故障前电压等参数将发生多回线接地故障时的零序电流修正为发生单回线接地故障时的零序电流,在不改变原有保护定值的情况下使零序电流保护能够自主适应于不同类型的多回线接地故障。基于RTDS和自主研发的保护测控装置的测试结果表明,所提保护方案不受负荷电流的影响,能够在不同类型的多回线接地故障发生时正确动作,且能够提高馈线零序电流保护对过渡电阻的耐受能力。     

采用S变换相位差及能量相对熵的换流变零序差动保护新判据

针对换流变压器零序差动保护误动现象,提出一种采用S变换相位差及能量相对熵算法的换流变零序差动保护新判据。通过分析换流变压器区内各类故障、区外故障及外部故障切除时零序电流的特点,利用零序差动保护两侧自产零序电流和中性线上零序电流的相位和能量概率分布差异进行识别。当发生区外故障时,零序差动保护两侧零序电流的波形极为相似,其相位差和能量相对熵值都基本为0。当发生区内故障时,零序差动保护两侧零序电流相位相反且波形相似度小,其相位差接近180°且能量相对熵值增大。仿真验证表明,该判据可准确迅速识别区内与区外故障,其性能不受故障类型和过渡电阻的影响,且具有一定的抗电流互感器饱和的能力。     

新型变压器零序差动保护方案设计

从保护方案设计和保护逻辑两方面详细论述了一种新型的变压器零序差动保护方案。方案设计中引入了外部故障异步区分、方向判据及二次谐波闭锁判据来可靠区分区内、区外故障,并介绍了差动电流、制动电流的选取。经试验证明该方案安全可靠,能够充分发挥零序差动保护对接地故障灵敏度高的优势。目前,该方案已实际应用于某变压器的保护装置中。     

纵向零序电压保护新方案及其应用

由于结构设计的原因,综合性能较好的一些保护方案如横差保护和不完全纵差保护等将不能应用于大型超临界汽轮发电机。文中重点讨论了纵向零序电压保护方案的改进及其在应用中的问题。研究表明,发电机发生匝间短路故障时3次谐波电势减小,而机组外部故障时发电机3次谐波电势增大。因此,为了提高纵向零序电压保护方案的性能,可以根据故障时3次谐波电压增量的特性作为选取制动量的依据,从而提高保护性能。亦即：当3次谐波电压表现为负增量时,制动量取为0或接近0;而当3次谐波电压表现为正增量时,以该增量值作为制动量。此外,对匝间保护纵向零序电压元件增加一个小延时是可行的,它可以提高保护躲暂态3次谐波影响的能力。仿真计算表明,比例制动式纵向零序电压保护能可靠区分内外部故障,符合大型超临界汽轮发电机的保护要求。     

防止高压厂用变压器低压侧单相接地造成发电机单相接地保护误动

大型发电机应装设动作电压≥5V的基波零序电压（3U0)定子单相接地保护,但实际运行中,6kV厂用系统单相接地时,发电机侧基波零序电压高达13．2V和11．9V,造成发电机单相接地保护误动。误动原因是没有考虑高压厂用变压器耦合电容的传递零序电压,应该通过计算传递电压的大小,确定发电机3U0定子接地保护的动作电压值;或者为了获得动作死区≤5％的3U0定子接地保护,增设厂用系统零序制动电压。     

大型调相机内部故障特征及纵向零序电压保护性能分析

大型调相机(容量为300 Mvar)实际运行中存在定子绕组匝间短路的可能,不装设匝间短路保护或匝间短路保护性能不完善将是调相机安全运行的严重隐患。文中运用"多回路分析法",对两种冷却方式大型调相机所有实际可能发生的内部故障进行了仿真分析,分析结果表明大型调相机现有主保护配置方案(完全纵差保护+纵向零序电压保护)存在较大的保护死区。进一步分析了纵向零序电压保护不能动作的故障类型,为大型调相机主保护性能的改善提供借鉴。     

电力系统黑启动过程中线路继电保护的配置与整定

针对电力系统黑启动过程的特殊要求,提出了其继电保护配置的基本原则;研究了适用于黑启动初期单电源运行方式下以零序电流保护和距离保护为主的线路保护配置方案;在分析不同运行方式下零序故障电流特点的基础上,研究并提出了零序电流保护的整定方法。     

新能源场站并网联络线纵联零序方向保护的整定研究

提出了新能源并网联络线零序方向纵联保护的整定方法。考虑了新能源场站的各种主变联结组别,包括YNd、YNdd、YNynd接线方式,推导了并网联络线区内与区外接地故障时线路两侧零序测量阻抗表达式。结果表明：并网联络线区内接地故障时,主变采用YNd、YNdd联结组别的新能源场站侧零序测量阻抗与联结组别有关,而主变采用YNynd联结组别的新能源场站侧零序测量阻抗与联结组别和系统运行方式有关。据此给出了新能源并网联络线零序正方向元件和反方向元件最大灵敏角和动作区的整定方法。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,各种故障情况下的零序阻抗角与分析结论一致,零序方向纵联保护能够正确可靠动作。     

基于零序电流-电压微分特性的小电阻接地系统单相接地故障保护原理

中性点经小电阻接地的系统适用于电缆居多的配电网,然而由于配网馈线所处环境复杂,造成了现有的基于零序电流阶段式的保护方案无法满足单相高阻接地故障快速、灵敏地检测需求.针对此现象,文中通过分析故障线路和非故障线路零序电流-零序电压的关系,寻求两者不同的故障特征,由此提出一种基于线路零序电流与母线零序电压微分值波形相似度的保...