基于方向权重的广域后备保护跳闸策略

在故障元件已被有限广域集中式后备保护识别的基础上,提出一种基于方向权重的广域保护跳闸策略。根据网络拓扑及本区域内正序电流相量信息,构造基于方向权重的节点-支路关联矩阵,然后根据故障判别结果和断路器失灵判别结果构造元件-断路器关联度向量,并通过关联度向量识别并跳开关联断路器。仿真结果表明,所提方法简化了后备保护的配合关系,且能够在最小范围内切除故障,对信息同步没有严格要求,在断路器信息部分缺失时也有很好的适用性及可靠性。     

有源配电网跳闸闭合域的确定方法

针对有源配电网保护的要求,提出一种基于智能终端单元(smart terminal unit,STU)的保护架构。介绍了故障识别以及断路器跳闸的具体流程,研究了跳闸闭合域的确定方法。采用保护与断路器分开配置的方法,以同时满足故障判别的准确性以及设备配置的经济性。跳闸闭合域用来表示识别出故障后需要跳开的断路器集合,采用保护关联矩阵来描述跳闸闭合域内各节点的连接关系。文章对保护关联矩阵的形成进行了详细说明,通过拓扑搜索得到主保护关联矩阵,对其进行处理可得到后备保护关联矩阵,分别用于主保护以及断路器拒动情况下的后备保护。当配电网的拓扑结构变化时,对不同情况下STU的处理方法进行了讨论。最后结合实例分析,说明了保护动作和断路器跳闸的过程,验证了其有效性。     

基于图论的智能变电站站域后备保护跳闸策略

目前对站域后备保护算法研究已有一定的进展,但对相应跳闸策略研究还比较缺乏。针对这一空白,本文提出了一种基于图论知识的站域后备保护跳闸策略。根据智能变电站拓扑结构、站间连接关系及断路器状态信息,形成实时站内元件-开关关联矩阵和站间元件-开关关联矩阵,然后结合故障元件和失灵断路器的具体情况建立站域元件-开关关联向量,并通过关联向量识别出站域后备保护在实现近后备保护功能和断路器失灵保护功能时所关联的断路器。算例分析表明,所提方法可适用于主接线形式复杂和运行方式变化的智能变电站,能实现自适应最小范围快速切除故障。     

基于快速重合闸的多端直流配电网极间故障隔离恢复策略

为快速识别并隔离直流极间故障、实现多端直流配电网的极间故障快速恢复,提出了一种基于直流断路器快速重合闸的故障隔离恢复策略。研究了由半桥式模块化多电平换流器组成的环形多端直流配电网极间故障暂态特性,并结合目前典型的保护配置、故障选线及控制方法,形成一种基于直流断路器重合闸的控制保护一体化协调配合策略。各保护区内的快速保护检测到故障后立即闭锁换流器、跳开直流断路器以快速隔离故障;控制保护一体化装置获取故障定位信息后,重合非故障区域内已经跳开的直流断路器、解锁已经闭锁的换流器,在新拓扑结构下实现直流极间故障的快速恢复。最后在PSCAD/EMTDC软件下搭建了六端柔性直流配电网仿真模型并测试了极间故障隔离及恢复特性,验证了所提方案的可行性。     

高压断路器雷击损坏故障分析与措施

笔者通过对高压断路器雷击损坏故障的分析,指出输电线路雷击故障开关跳闸、在开关自动重合或强送合闸之前,线路上再次遭受雷击是造成高压断路器雷击损坏故障的主要原因,提出应采取安装出线避雷器等防范措施。     

考虑拓扑关联与信息关联的电网故障解析诊断方法

现代电力系统存在海量的状态、开关、保护信息,精确的故障解析诊断方法难以实现。提出一种基于矩阵运算,考虑元件关联关系和信息关联关系的故障解析诊断方法。首先,定义元件关联关系矩阵来描述实际电网中各元件的连接关系,根据矩阵拓扑和开关、保护装置,建立继电保护动作逻辑链。其次,拓展定义出事件关系描述矩阵,用事件发生的布尔逻辑来描述矩阵中的连接弧。借助SCADA等系统的故障相关信息,形成已知事件向量,通过矩阵运算推导故障转移和识别向量,诊断出电网元件故障和保护装置故障。最后,通过对四区域输电网和四川某地220 kV输电网故障的诊断及分析,验证了所提方法的可行性与有效性。     

结合经验模态分解能量总量法的断路器振动信号特征向量提取

为了检测出断路器的机械结构故障类型,本文分析了断路器机械振动信号的特性,提出基于经验模态分解(EMD)能量总量法与支持向量机(SVM)理论相结合的中压断路器振动信号的特征向量提取和故障分类的分析方法。首先将断路器的振动信号进行经验模态分解,得到所需要的内禀模态函数(IMF),通过离散采样点求能量总量的方法求出包含主要故障特征信息的各个内禀模态函数分量的能量总量。利用IMF分量能量总量作为特征向量,并以此作为支持向量机输入,将测试样本信号的故障特征向量输入训练好的SVM,并对SVM及核函数参数进行遗传算法优化,采用"二叉树分类"支持向量机分类机制进行故障分类。经实验分析该方法能很好地识别出振动信号的差别及故障类型。     

10 kV馈线自动化解决方案探讨

10 kV架空线路覆盖广阔,跳闸率高。传统馈线方式导致故障隔离时间长、出线开关动作频繁、不能缩短停电区域,而是通过反复重合停电排除故障。提出的10 kV馈线自动化方案通过增设断路器和负荷开关将主干线分为几段,并配置智能控制器（FTU）,通过配合减少了出线断路器的跳闸,在发生故障的架空线路中能自动隔离故障区域,缩短故障查找的时间,迅速恢复非故障区域的正常供电。该方案能显著降低馈线出线开关的跳闸次数,提高重合闸成功率,有效地提升配网架空线路运行水平。     

10 kV馈线自动化解决方案探讨

10 kV架空线路覆盖广阔,跳闸率高.传统馈线方式导致故障隔离时间长、出线开关动作频繁、不能缩短停电区域,而是通过反复重合停电排除故障.提出的10 kV馈线自动化方案通过增设断路器和负荷开关将主干线分为几段,并配置智能控制器(FTU),通过配合减少了出线断路器的跳闸,在发生故障的架空线路中能自动隔离故障区域,缩短故障查找的时间,迅速恢复非故障区域的正常供电.该方案能显著降低馈线出线开关的跳闸次数,提高重合闸成功率,有效地提升配网架空线路运行水平.     

低压断路器的能量选择性技术

介绍Ｃｏｍｐａｃｔ ＮＳ断路器系列特有的一种能量选择性跳闸新技术，当电网出现短路故障时，可在低压电网各级断路器之间实现全选择性跳闸。全选择性跳闸规则是上下级断路器之间额定电流之比≥２．５，脱扣器额定电流之比≥１．６。阐述了通过能量实现上下级断路器全选择性跳闸的原理及规则。     

含分布式电源的配电网故障检测与隔离算法

针对含分布式电源的配电网,提出一种基于故障过流和故障方向信息的故障检测与隔离通用矩阵算法.采用关联矩阵描述网络拓扑结构,以来自电网不同测量点的故障电流及其方向信息构成故障信息矩阵,对上述2个矩阵进行运算能快速、可靠地检测到故障区段,结合当前网络结构和开关位置状态即可完成故障隔离.在此基础上,研究了当网络拓扑结构变化时的...     

高压断路器合闸闭锁自检状态指示仪的研制

断路器因故障跳闸后,合闸回路的完整性缺少有效的监测手段,这给自动重合闸功能的可靠性带来挑战,使断路器可能因临时性故障跳闸后无法实现重合。本文以实际案例为切入点,分析造成开关重合闸失败的原因,设计一种带有合闸闭锁自检功能的指示仪。通过指示面板上的按钮,接通断路器分合闸辅助开关常开触头,进而接通断路器合闸闭锁回路,合闸闭锁电磁铁得电吸合,再通过安装于合闸闭锁电磁铁上的行程触头接通合闸闭锁状态指示灯,从而可在断路器运行的情况下,检测合闸闭锁回路的完好性,为保护装置实现自动重合闸功能提供保障。     

继电保护通讯(六十一)

对于单母或双母接线方式的线路保护在发跳闸命令时,只跳一个断路器,重合闸也只重合这个断路器,如果该断路器失灵,则断路器失灵保护动作跳该断路器连接的母线上所有断路器。     

面向开关的配电网可靠性评估算法

已有配电网可靠性评估方法主要以线路、变压器等元件或负荷点为研究对象,通过分析每个模拟元件故障的影响进而实现可靠性分析。文中从另一角度,即以实现故障隔离的开关元件为研究对象,提出面向开关的配电网可靠性评估方法。首先给出分段开关对等相关定义,提出基于深度优先的分段开关对遍历算法。以开关对为分析对象时,根据分段开关对的分布及连接关系,易于遍历到需动作的开关对,以形成故障隔离范围。根据动作断路器、分段开关等信息,得到元件故障后节点的分类,并计算可靠性等值参数,即可进行可靠性分析。应用该算法对RBTS及多个实际配电网进行了可靠性评估,算例表明该算法具有高效性和工程实用性。     

用DSP实现智能化自动重合闸

提出使用数字信号处理器(DSP)高速单片机实现智能化自动重合闸方法,该方法结合电力线路工作和跳闸时的参数变化,利用径向基函数(RBF)神经网络所构成的专家系统进行运算,从而确定是否重合闸及重合闸的间隔时间,有效地解决了目前自动重合闸中使电力系统又一次受到故障的冲击和使断路器的工作条件恶化2大难题。由于数学模型分析技术的实现大多依赖于跳闸和合闸时的实时建模,使得这一技术难以在复杂的、时变非线性的、信噪比低的系统中应用。而神经网络具有非线性映射、自学习能力、容错能力、抗干扰能力等特点,能够解决存在的问题。试验证明设计方案可满足实际要求。     

10 kV配电线路故障的智慧化抢修方案

为提高10 kV配电线路故障抢修效率，保障10 kV配电线路的稳定运行，提出了10 kV配电线路故障的智慧化抢修方案。考虑到分布式电源引入10 kV配电网的发展趋势，提出将馈线自动化开关配设到各分布式电源侧与变电站出口的断路器及负荷开关上，并根据故障电流过流状态信息与相位差信息判定故障发生区域，进一步通过故障区域判定矩阵判断具体故障节点；借助故障指示器发出具体故障位置的故障信号指示，之后通过智能断路器实现故障隔离，并根据具体故障位置进行故障抢修，保障10 kV配电网的稳定运行。     

基于断路器合闸弹簧弹力信号的储能故障诊断方法

对断路器储能故障进行准确诊断能避免出现拒动、合闸失败等问题,有助于电力系统的安全运行,因此提出了一种基于断路器操动机构合闸弹簧弹力信号的储能故障诊断方法。针对断路器合闸弹簧松弛、操动机构卡涩、紧固螺丝松动三种储能故障,选取弹力信号进行统计特征以及类间散布矩阵的计算,提取出了能够判断不同储能故障的时域特征量。建立了基于支持向量机的故障诊断模型,实现了对断路器三种储能故障的准确判断。试验结果表明,提出的故障诊断方法能够准确诊断断路器的合闸弹簧松弛、操动机构卡涩、紧固螺丝松动三种储能故障类型,有助于工程上实现对断路器的精测精修,同时也能够为断路器增设压力传感器并充分利用弹力信号提供理论依据。     

多端口电感耦合型直流限流断路器快速重合闸策略

高压直流（high voltage DC,HVDC）电网是连接可再生能源与交流主网的主要载体,直流故障后的恢复速度对整个交直流电网的稳定性有重要影响。基于多端口电感耦合型高压直流限流断路器,提出一种与直流电网换流器控制策略相配合的快速重合闸策略。介绍了多端口限流断路器的拓扑结构,分析了换流器控制策略对故障隔离后直流电压的影响,并对限流断路器的重合闸时序进行了选择,形成了与风电场等弱交流系统连接的换流器-断路器协调配合重合闸的控制策略及逻辑流程。在4端双极直流电网仿真模型中,验证了所提重合闸策略具有冲击电流较低,故障恢复时间较短的优势。     

实现GIS故障精准辨识切除及自动恢复供电的母线保护新原理

为实现GIS故障精准辨识切除及自动恢复供电,提出一种母线保护新原理。基于母线大范围、小范围及各支路间隔复式比率差动原理,精准辨识隔离GIS设备故障点,线路侧CT与断路器之间故障时,仅跳开故障间隔断路器实现故障隔离;断路器与母线侧CT间故障时,自动/手动拉开单间隔刀闸隔离故障,母线上运行的所有非故障健全元件保持继续运行;母联断路器与I(II)母线侧CT之间故障时,跳开母联断路器及I(II)母线,II(I)母线正常运行;发生无法隔离的母线故障时,由母线保护正确动作跳开所有联接元件。该原理有效解决了GIS设备单间隔、母联死区故障时母线保护无选择性动作从而扩大停电范围的难题,配合母线自动重合闸,可实现最小范围快速切除故障和自动重合以快速恢复供电。理论分析和实际应用案例验证了新原理的有效性和可行性。     

按串集成的分布式快速断路器失灵及死区保护系统

针对超高压交直流混联系统中交流系统断路器失灵及死区故障时间较长,导致直流连续多次换相失败的问题,分析了现有3/2接线交流系统断路器失灵及死区故障隔离时间的组成及其可优化环节,研究了断路器失灵及死区保护优化技术,提出了一种按串集成的分布式快速断路器失灵及死区保护系统。通过优化断路器失灵及死区保护逻辑,同时简化回路、缩短远方跳闸命令的传输时间并改进远方跳闸保护的逻辑,合理缩减了多环节的冗余延时,将断路器失灵及死区故障的隔离时间缩短至200 ms以内。仿真和试验结果表明了理论分析的正确性以及优化策略的有效性。