超高压电网线路距离保护延时段整定计算

按照逐级逐段配合原则整定超高压电网线路距离保护Ⅱ段会因多级同段配合而导致动作时延过长,这在线路故障主保护拒动时将严重威胁系统安全.提出了一种距离保护延时段整定计算方案,方案中距离保护Ⅱ段只与相邻线路纵联保护配合,若不能满足灵敏度要求,则采用灵敏度调整函数适当提高灵敏度使其能够反应本线路绝大部分故障,同时增加距离保护Ⅱ段延时以确保选择性;并从灵敏度补充的角度将距离保护Ⅲ段当成传统的距离保护Ⅱ段使用,由其确保灵敏度满足规程要求.算例分析表明了该整定方案能够保证距离保护的选择性和灵敏性,并能兼顾速动性,配合逻辑简洁,方便程序实现.     

基于相邻站信息的距离后备段动作时间自适应保护方案

分析了传统距离后备段保护整定方法的难点和不足,并分析了以弱化选择性为方向的整定简化方法,针对简化整定后可能出现的问题,提出了距离后备段动作时间自适应保护方案。利用相邻变电站中的保护信息,构建了逻辑判据,对本地距离Ⅱ段和Ⅲ段的动作时间进行调整。该方案能够配合简化整定后的距离后备段保护,使得上下级保护形成自适应的时间阶梯,离故障点越近的保护动作时间越短,离故障点越远的保护动作时间越长,从而保证了在整定简化中弱化的选择性,并且具有良好的容错能力。通过算例对该方案进行了验证。     

变压器就地后备保护及站域后备保护研究

针对变压器传统后备保护整定配合困难、动作延迟长、灵敏性难以保证等困难,提出了变压器就地后备保护配置及整定新方法。新方法为变压器各侧配置具有正、反方向动作特性的距离保护,阻抗定值均按照实现各自功能的灵敏性要求整定,选择性则通过固定的时间定值配合实现,从而降低了变压器就地后备保护整定的复杂性。针对上述配置与整定方法可能存在速动性不足的问题,进一步构建站域后备保护系统,综合利用本站范围内的开关量信息,完成故障元件判断及断路器跳闸决策,加速站内故障切除。典型故障下的保护动作情况分析表明,站域后备保护系统能有效地与变压器就地后备保护相配合,做到快速、有选择性地切除故障元件,并具有良好的容错能力。     

距离保护第Ⅱ段整定新原则研究

介绍了一种新的距离Ⅱ段的整定方法,该方法比传统的距离Ⅱ段保护的范围要大。为了进一步扩大距离Ⅱ段在相邻线路的保护范围,在此方法的基础上,增加在线识别系统运行方式的功能,构成了根据实时数据在线整定距离Ⅱ段的自适应原则,该方法在保证选择性的前提下,比前者有更大的保护范围。     

基于非最严苛电网运行方式的超高压线路距离保护整定方法

分析了西北电网三起因保护拒动而导致的故障范围扩大事故,指出现有基于最严苛电网运行方式的超高压线路后备保护整定可能导致保护定值灵敏性不足、无法可靠动作的问题。提出了基于非最严苛电网运行方式的超高压线路距离保护整定方法,距离II段采用接近于实际的检修方式进行整定,距离III段采用考虑对侧故障可靠切除后的运行方式进行整定。该整定方法在改善配合关系的同时,能够最大限度地发挥距离保护对本线和相邻设备的后备作用。实际算例验证了该整定方法的有效性。     

小步长采样的新型直流输电线路行波保护

为解决目前直流线路保护速动性和灵敏性难以同时满足的问题,提出了一种基于小步长采样的新型直流线路保护方案。新型保护以主流的行波保护理念为基础,保证了保护的速动性和实用性,通过使用小步长采样提高了保护的灵敏性。新型行波保护方案以电压变化率判据作为主判据,用于快速、灵敏的故障检测;以电压比判据和电压差判据作为辅助判据,用于保证在雷击线路和极间耦合情况下保护不发生误动作。在PSCAD/EMTDC环境下对新型波保护进行了仿真测试与分析,相关结果表明新型保护同时具有良好的速动性和灵敏性,并且具有较强的抗干扰能力。     

微电网线路保护方案优化研究

针对微电网在并网和孤岛运行状态下,故障电流差距较大,使得保护识别故障和上下级线路保护之间的选择性配合较为困难。文中考虑传统保护整定配合困难及无法同时满足两种运行模式下的上下级线路选择性或速动性要求,提出了保护采用正序电流识别故障方向和过电流辅助保护的启动条件。其次提出基于通信系统实现线路上下级保护的自适应整定延时和阶梯形的后备延时作为选择性方案。文中通过MATLAB/Simulink环境中构建了典型的辐射型微电网算例,通过典型工况验证了该方案的有效性。     

河北省南部电网相间距离保护整定存在的问题

介绍了河北南网距离保护整定计算的现状,列出了目前在相间距离保护整定中灵敏性与选择性不能兼顾的几种情况,并阐述了电网对相间距离保护Ⅲ段的特殊要求,提出相间距离保护整定可在保证灵敏度的前提下简化配合关系.     

基于不同阻抗特性的距离保护Ⅲ段整定方法

为解决距离保护Ⅲ段在发生线路过负荷情况下误动的问题,且保证在相邻变压器低压侧故障时距离保护Ⅲ段可靠作为后备保护,对基于不同阻抗特性的距离保护Ⅲ段整定方法进行分析,并提出对应的负荷限制电阻的计算方法。为验证所提出的距离保护Ⅲ段整定方法和负荷限制电阻计算方法的准确性和有效性,基于实际电网数据进行仿真,并对一起电网线路跳闸事故进行分析。仿真分析结果表明:基于正确整定的负荷限制电阻,在负荷电流和负荷角最大的情况下,距离保护Ⅲ段可靠不动作;在相邻变压器低压侧发生各种类型故障时,距离保护Ⅲ段可靠动作,准确地发挥后备保护的作用。     

750 kV变压器保护配置及整定计算探讨

750 k V电网作为西北地区主网架目前正处于快速发展期。结合750 k V变压器特点,分析了差动保护与各侧后备保护的配置原则及应注意的问题。考虑到750 k V变压器差动保护配置较为完备,明确变压器区内故障主要依靠差动保护切除,而后备保护主要用于反应本侧母线及线路出口故障。协调区外出口附近故障的灵敏性、快速性与选择性的矛盾是变压器后备保护整定计算的关键。在此基础上,提出了750 k V变压器保护的整定方案,并就阻抗保护适用性、差动保护完善、后备保护简化及变压器保护自动整定等问题进行了探讨。本方案已在西北750 k V变压器保护中获得应用。     

计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法

提出了一种计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法。首先,对常规的阻抗修正反时限过流保护算法进行改进,通过增加后备保护优化级数提升其远后备保护的动作速度;其次,针对优化后的阻抗修正反时限过流保护算法整定复杂且存在失配风险的问题,以优化后的阻抗修正反时限过流主保护和后备保护总动作时间最小为目标函数,以保护选择性、灵敏性要求为约束条件,建立反时限保护参数优化整定数学模型,并引入量子遗传算法进行求解。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明,所提基于量子遗传算法的改进阻抗修正反时限过流保护优化整定方法能够有效提升保护的选择性和速动性。     

相邻变电站交互型广域后备保护应对站用直流失压方法

变电站发生站用直流失压后,只能依靠相邻变电站的远后备保护动作切除故障。由于电网结构日益复杂,传统的继电保护整定配合困难,很多情况下远后备功能难以实现。为此,提出一种基于相邻变电站信息交互的广域后备保护方法,通过检测相邻变电站发送的站用直流失压信号,投入2种距离保护进行判断:第一种为能保护线路全长的距离保护,满足判据立即跳闸;第二种为能保护到下一级线路全长的距离保护,满足判据经延时跳闸。算例分析结果验证了该广域后备保护方法的有效性。     

含同杆双回线的输电网零序反时限过流保护加速配合方案

分析了同杆双回线内部发生接地故障时故障线路及相邻线路上零序反时限过流保护的动作特性。分析结果表明当故障位置与两侧系统参数满足特定条件时,双回线相邻线路上的零序反时限保护可能误动,故障线路两端保护的灵敏度配合可能存在问题。提出一种改变相邻线路保护时间整定系数的方法来避免可能出现的保护误动,该方法通过增加相邻线路保护动作延时来保证双回线保护优先动作,但也给相邻线路保护的速动性带来不利影响。此外故障线路两端保护的动作时间可能相差较大,不利于故障的快速切除。为此设计了基于零序电流变化和零序功率方向的加速方案,无论双回线故障还是双回线相邻线路故障,均能确保故障线路保护优先动作,从而保证各处保护的选择性和速动性。算例仿真验证了分析结论的正确性和所提加速方案的可行性。     

大型发电机组中变压器后备保护存在问题分析及对策

大型发电机组中变压器通常配置复压过流和零序过流保护作为变压器相间和接地故障的后备保护。复压过流和零序过流保护动作边界不易确定,经常与电网侧后备保护失配,在发生故障时可能造成保护的越级跳闸。为此,提出在发电机组变压器中配置相间和接地阻抗保护,并详细介绍了阻抗保护的整定原则,以协调后备保护灵敏性、速动性与选择性的矛盾。分析了应用中需注意的问题,并以某750 kV电厂为例,给出了计算实例。该方案目前已在西北大型发电机组变压器及电厂送出线路中获得应用,提高了电厂和电网侧后备保护的协调配合。     

超高压电网反时限零序过流保护简化整定方法

随着国内超高压电网中传统四段式定时限零序电流保护的整定配合越来越困难,反时限零序过流保护作为后备保护逐渐得到应用。但目前其定值整定多依赖工程经验,缺乏理论支撑,给实际应用带来诸多限制。为此,首先结合超高压电网变电站装设接地变压器的结构特点,分析了零序网络电流的自然差异分布特性,给出了简化整定的理论基础。然后提出采用全网统一定值整定原则的反时限零序过流保护简化整定方法。最后通过理论分析说明了简化整定后仍可保证选择性与灵敏性。利用国内某区域电网500 kV局部输电网算例进行计算,其结果证明了所提简化整定方法有效且合理。     

分级可控型高压并联电抗器控制绕组的匝间保护

传统的分级可控型高压并联电抗器(以下简称分级可控高抗)保护装置,通过基于磁平衡的差动保护和控制绕组自产零序过流保护反映其控制绕组的匝间短路故障,存在着灵敏性低、速动性差和定值整定困难等不足。为此,文中提出了一种专用于分级可控高抗控制绕组匝间短路故障的保护新方法。它综合利用分级可控高抗的电压、网侧绕组电流和控制绕组电流等电气量,由差动保护检测元件、零序过流检测元件和区外异常检测元件共同构成,既能提高控制绕组匝间短路故障时保护的速动性、灵敏性和可靠性,又能简化保护定值整定。     

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。     

富含小水电的中电厂保护适应性研究

针对220 kV倮马河变投运后,电网的运行方式变化导致保护定值不配合的问题,详细探讨了该区域电网小水电继电保护的适应性问题。以拉波洛水电厂为例,对电厂中发电机的纵联差动保护、定子绕组单相接地保护和变压器纵联差动保护、接地故障后备保护等进行了整定计算,并对保护定值进行了适应性分析。统筹兼顾了"四性"即可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求,为同类型的小水电厂中的继电保护整定计算提供参考。     

考虑分布式电源稳定助增效应的电压修正反时限过电流保护方案

为解决由于分布式电源(distributed generation,DG)助增效应导致传统保护方案难以同时满足选择性和灵敏性要求的难题,从理论上揭示DG接入前后反时限过电流保护动作行为特性随故障点位置移动的变化规律,分析DG接入对反时限过电流保护性能造成的影响,提出一种具有高灵敏性的电压修正反时限过电流(voltage correction based inverse-time overcurrent,VCITO)保护方案,利用故障下电网电压的自然分布与测量电压随故障位置移动的变化规律,构造电压修正因子与电压梯度指数对反时限特性曲线进行修正。VCITO保护方案基于保护本地信息整定动作时间,在确保保护选择性的同时实现速动性最优化。利用PSCAD/EMTDC建立典型35k V含DG电网模型对VCITO保护方案进行验证,仿真结果表明该方案能有效解决传统反时限过电流保护在DG接入场景中存在的选择性失配与速动性弱化问题,且具有较强的灵敏性。     

变压器过流保护动作时间与相邻保护动作时间配合的探讨

按整定要求,变压器过流保护动作时间需与相邻保护的后备保护动作时间相配合。为提高速动性,本文探讨了黄电#5高厂变低压侧A分支过流保护动作时间不与分支上电动机、低厂变后备保护动作时间配合的可行性,认为变压器过流保护动作时间不一定要与相邻后备保护相配合。