距离保护特性元件躲过渡电阻能力分析与研究

对距离保护元件,由于存在过渡电阻,单侧电源线路经短线路出口故障或双侧电源的线路故障,容易引起距离保护拒动或误动.分析了过渡电阻对距离保护工作的影响,探讨了接地及相间距离继电器这种受过渡电阻影响较大的元件阻抗圆特性躲过渡电阻能力改进,以及几种较好的躲过渡电阻特性,指出将这些特性组合起来将具有很好的躲过渡电阻的能力.     

距离保护特性元件躲过渡电阻能力分析与研究

对距离保护元件,由于存在过渡电阻,单侧电源线路经短线路出口故障或双侧电源的线路故障,容易引起距离保护拒动或误动。分析了过渡电阻对距离保护工作的影响,探讨了接地及相间距离继电器这种受过渡电阻影响较大的元件阻抗圆特性躲过渡电阻能力改进,以及几种较好的躲过渡电阻特性,指出将这些特性组合起来将具有很好的躲过渡电阻的能力。     

基于PSCAD的过渡电阻对距离保护影响建模与仿真

针对高压线路发生故障时过渡电阻可能会造成测量阻抗不准确而使距离保护拒动或误动情况,分析过渡电阻对距离保护的影响原理,并在PSCAD软件中搭建单侧电源输电线路距离保护仿真模型,通过在不同位置设置不同过渡电阻值,分析过渡电阻对距离保护的影响,最后提出线路距离保护抗过渡电阻影响方法。     

过渡电阻对距离保护的影响及其对策分析

110kV线路多采用距离保护作为线路主保护,而短路点过渡电阻的存在使阻抗继电器的测量阻抗发生变化,易造成距离保护拒动。针对过渡电阻对距离保护的影响问题,基于PSCAD仿真平台搭建110kV双侧电源输电线路及线路距离保护的仿真模型,分析在不同短路情况下保护的动作特性,并基于此线路对仿真结果进行测试验证。仿真结果表明,过渡电阻对距离保护会产生较大影响,而零序电流保护元件抗过渡电阻干扰的能力较强,作为110kV线路的后备保护,与距离保护配合具有较高的可靠性,能维持系统的稳定性。     

基于阻抗轨迹估计的自适应相间距离继电器

在双电源系统中，由于对侧系统助增电流的影响，保护测量到的阻抗会偏离故障线路的实际值，从而引起距离保护发生超越或缩短保护距离。正向经过渡电阻故障时，距离保护测量阻抗随着过渡电阻变化的轨迹可以利用故障前保护测量到的电压、电流，经过估算得到。通过对阻抗变化轨迹公式的推导和分析，提出一种基于阻抗轨迹估计的自适应四边形距离继电器的原理及实施方案。该继电器利用故障前系统正常运行时电压和电流的测量值，实时估计出阻抗变化轨迹，并自动调整继电器的动作特性。理论分析和仿真计算表明，提出的自适应距离继电器可应用于相间距离保护，可有效防止区外经过渡电阻故障时发生超越，同时在区内故障时提高耐受过渡电阻能力。     

新型自适应距离继电器

距离保护测量到的阻抗由于受对侧系统助增电流的影响会偏离故障线路的实际值,从而引起距离保护发生超越或者缩短保护距离。实际应用中往往利用零序电抗元件来解决这个问题,但对于相间故障则无能为力。通过分析发现,无论对于相间故障还是接地故障,当线路经过渡电阻故障时,距离保护测量阻抗随着过渡电阻变化的轨迹是一段圆弧,利用故障前保护测量到的电压、电流量可以估算出其圆心和半径。文中利用对阻抗变化轨迹的估算,提出了一种基于自适应电抗元件的四边形距离继电器的原理以及实施方案。理论分析和仿真计算都表明,所提出的自适应距离继电器除了能够有效防止区外经过渡电阻故障时发生超越,在区内故障时其耐受过渡电阻的能力也较常规四边形继电器有所提高。     

基于过渡电阻计算的距离保护

单相接地故障是高压输电线路最常见的故障类型,但发生接地故障时高过渡电阻的存在容易引起距离保护拒动或误动.为了提高距离保护的可靠性,本文以输电线路单相接地为例利用对称分量法找出传统接地距离保护的原理性缺陷,提出了一种基于保护处监测到的有功功率计算过渡电阻的新方法,这种补偿的方法改进了距离保护的判据,具有对过渡电阻的自适应性,根据过渡电阻的大小自动补偿附加测量阻抗.本论文又分析了过渡电阻、两侧电源电势相位差δ对距离保护阻抗测量的影响.从ATP仿真结果知,对于各种类型的接地故障,尤其对高阻接地故障,保护表现出令人满意的性能,这种新方法解决了距离保护的拒动问题.     

距离保护在含分布式电源配电网中的应用研究

由于传统电流保护在含分布式电源配电网中存在缺陷,考虑将距离保护应用到配电网中。通过仿真验证距离保护可以弥补电流保护的不足,但距离保护应用于中低压配电网时其耐受过渡电阻能力很差。为解决此问题,分析了分布式电源接入配电网后形成的双侧电源线路上发生短路故障时过渡电阻对距离保护的影响,利用序分量算法研究出一种不受过渡电阻影响,通过采集线路的电流、电压相量值来正确测量故障阻抗值的算法。建立含风电机组的配电网模型,利用MATLAB进行了仿真验证。仿真结果证明该算法可正确测量故障阻抗值,准确识别保护区内的故障,且其计算精度高,能很好地消除过渡电阻对距离保护的影响。     

基于过渡电阻计算的距离保护

单相接地故障是高压输电线路最常见的故障类型,但发生接地故障时高过渡电阻的存在容易引起距离保护拒动或误动。为了提高距离保护的可靠性,本文以输电线路单相接地为例利用对称分量法找出传统接地距离保护的原理性缺陷,提出了一种基于保护处监测到的有功功率计算过渡电阻的新方法,这种补偿的方法改进了距离保护的判据,具有对过渡电阻的自适应性,根据过渡电阻的大小自动补偿附加测量阻抗。本论文又分析了过渡电阻、两侧电源电势相位差δ对距离保护阻抗测量的影响。从ATP仿真结果知,对于各种类型的接地故障,尤其对高阻接地故障,保护表现出令人满意的性能,这种新方法解决了距离保护的拒动问题。     

距离保护在含分布式电源配网中的应用

由于传统电流保护在含分布式电源配网中的缺陷,为此本文考虑将距离保护应用到配电网中,通过仿真验证了距离保护可以弥补原电流保护的不足。但是距离保护应用到中低压配电网中,也会产生一些问题,尤其是过渡电阻对距离保护的影响。本文分析了分布式电源接入配电网后形成的双侧电源线路上发生短路故障时过渡电阻对距离保护的影响,利用序分量算法研究了一种不受过渡电阻影响,通过采集线路的电流电压相量值,就能够正确测量故障阻抗值的算法。并在Matlab平台上搭建了含风机的配电网模型,进行了仿真验证。仿真结果证明该算法能够正确测量故障阻抗值,准确识别保护区内的故障,且计算精度高,能很好地消除过渡电阻对距离保护的影响。     

基于参数识别的继电保护原理初探

从网络分析理论出发,通过建立网络响应和网络参数之间的数学模型,利用网络的全响应信号,采用模型参数识别的方法得到故障网络的故障参数信息构成保护原理。参数识别的保护原理不受系统运行方式变化的影响,不受过渡电阻和系统振荡的影响。初步研究表明,利用该原理可以解决单端电气量无系统误差的准确故障定位、快速方向元件、串补电容线路故障位置的可靠识别和小电流接地系统准确故障选线等工程难题,具有良好的应用前景。     

继电保护的柔性动作特性

分析了传统继电保护特性的不足,提出了继电保护的柔性动作特性概念,即根据保护对象的故障特征采用多种判据确定动作特性。相比采用单一判据的继电保护刚性特性,柔性动作特性适用于故障特征不显著的情形。介绍了继电保护柔性动作特性的应用场合,包括变压器励磁涌流识别、距离保护振荡闭锁开放条件、高阻接地故障的速动性与准确性等,展望了继电保护柔性动作特性的应用前景。     

Adaptive load blinder for distance protection

This paper proposes a novel adaptive load blinder for distance protection. A distance relay can provide remote backup protection by zones 2 and 3, but it may mal-operate under heavy loading conditions and cause cascading trips in the network, which could further lead to a widespread blackout. To prevent cascading outages, load blinders or load encroachment elements are generally used to block the distance relay when there is heavy load in the system. However, these elements are not always able to discriminate heavy loading conditions from fault conditions, especially for heavy loads with low power factors or faults with fault resistance. This paper presents a novel load blinder scheme for distance protection by using artificial neural network (ANN). Test results show that the proposed ANN-based load blinder scheme is able to discriminate between different heavy loads with a wide range of power factors and different faults with fault resistance.     

工频变化量距离继电器耐受过渡电阻性能分析

对工频变化量距离继电器的判据进行详细分析,得到继电器经过渡电阻短路时各类故障的判据,单相接地短路故障和相间直接短路判据存在差异,各种类型的三相对称故障和两相接地故障动作判据与相间直接短路判据一致。并指出:单相接地故障时过渡电阻对继电器性能影响最大,相间故障次之。定义了使继电器能正确动作的最大耐受过渡电阻为临界电阻,推导出临界电阻的计算式。给出了电流分布系数、整定因子和继电器临界电阻曲线的定义,指出:系统工况变化和故障距离将导致电流分布系数变化,从而导致临界电阻变化;负荷和两端电源幅值比对整定因子产生较大影响,减小整定因子,有利于增加继电器的临界电阻和保护范围。通过Matlab仿真验证了上述分析的正确性。     

适用于柔性直流互联交流系统的无电压方向元件判据

背靠背柔性环网控制装置的应用使配电网由单端电源供电的辐射状网络变为多端电源供电网络,三段式电流保护无法判断故障方向。为了既保证配电网保护动作可靠性又保留三段式电流保护,需要为保护安装方向元件。文中通过研究背靠背柔性环网控制装置接入的交流配电网发生不同位置相间故障时序电流间的相位规律,提出了基于流过保护的负序电流和同一母线上无源支路正序电流间相位关系的故障方向判别元件,并给出了正反方向故障时方向元件的动作区间。该方向元件适用于由传统电源、采用负序电流抑制的柔性环网控制装置或分布式电源构成的且母线含无源支路的多端供电网络。该元件受过渡电阻影响小,无需安装电压互感器,在三相对称故障时仍可保证保护的正确动作,不存在传统功率方向元件出口三相故障时的死区问题。经PSCAD仿真验证了该方向元件在系统不同位置发生各种相间故障时的正确性和有效性。     

交直流互联系统对距离保护动作特性的影响分析及对策

交直流互联系统换相失败时引起的电磁暂态过程与纯交流环境时不同,从而对交流工频量的距离保护的动作行为产生影响。通过引入象限的概念,分析了换相失败期间逆变器交流侧等值工频电流的暂态特性,然后详细研究了考虑零序补偿电流下换相失败对距离保护的具体影响,分析结果表明,换相失败对距离保护的影响主要与故障位置以及过渡电阻的大小有关;并提出了基于零序方向元件及基于测量电抗变化的"纵续"动作的解决措施。大量的PSCAD/EMTDC仿真结果验证了结论的正确性。     

基于R-L模型参数辨识的输电线路准确故障测距算法

输电线路的准确故障测距对于保障电力系统安全稳定运行具有重要的意义。该文充分利用了故障分量提供的故障信息，以模量分析与输电线路R-L模型为基础，提出了一种将故障状态网络的微分方程与故障分量网络的微分方程联立求解的单端量时域准确故障测距算法。该算法将故障距离、过渡电阻以及对侧系统的运行参数作为模型的未知参数进行求解辨识，利用数值微分代替测距方程中的一阶与二阶微分，消除了传统单端量故障测距算法中主要由于对侧系统实时运行参数未知而引起的原理性误差。该算法不受故障时系统的运行方式、网络结构以及电网频率波动影响。大量EMTP仿真表明，算法原理正确且具有较高的测距精度，在故障距离20—280km范围内测距的平均误差为0．0796％，最大测距误差小于0．173％，该误差主要来自截断误差，即用差分法计算时域连续信号的微分时所产生的误差。     

风电场接入对配电网继电保护的影响与对策

风电场的接入改变了配电网的短路电流分布,必须调整现有的配电网保护才能保证发生短路时保护能正确切除故障。文章研究风电场接入后对配电网继电保护的影响,分析异步风力发电机的短路电流,讨论定子故障电流的构成和各分量衰减时间常数的计算及其衰减规律。在此基础上提出了自适应电流速断保护方案,有效解决了风电场接入后原配电网保护可能出现的误动、拒动问题,提高了保护动作的可靠性。     

允许式纵联保护分析

阐述了允许式纵联保护的工作原理和特点以及正常运行和故障时的逻辑,并比较了纵联距离、纵联零序、工频变化量距离（方向）继电器、故障分量方向继电器等纵联方向保护的特点,分析了过渡电阻、负荷阻抗等影响纵联保护的因素。