基于故障信息的高阻接地故障辨识与定位方法

高压输电线路发生高阻接地故障时,由于受过渡电阻的影响,线路保护动作行为较为复杂,故障测距结果往往误差过大。针对以上问题,提出了一种高阻接地故障辨识和故障定位的方法。该方法的核心思想是基于故障录波数据,计算故障区域各条线路两侧电流矢量和及跳闸线路两侧零序电流比值,然后根据序网络故障分析和差动保护原理,利用电网分布式继电保护计算系统进行故障辨识和定位。计算和现场巡线结果表明该方法受过渡电阻和负荷电流的影响很小,故障定位精度较高,可满足现场的应用要求。     

±800kV云广直流输电线路保护的仿真及分析

建立包含控制系统阀控制层的±800kV云广直流输电系统仿真模型,对其以电量变化率为基础的行波保护作为主保护、电流差动保护作为后备保护的直流输电线路保护进行仿真,全面检测其保护动作特性。分析指出：电压变化率判据往往无法检出高阻接地故障,且受雷击干扰、冲击电晕和谐波的影响;电流差动保护是针对直流线路高阻故障的后备保护,它采用线路两侧电流差值的幅值为动作量,为避开区外交流侧故障和采样数据波动,最长延时会达到1.1s,在此阶段若阀组保护动作,将导致该极停运。建议采用＂保护原理冗余＂设计,即配置2套可互为补充的不同原理的保护系统。     

基于电压相量平面的单相高阻接地保护方案

针对经过渡电阻发生单相接地故障时电流差动保护灵敏性降低的问题,提出了一种基于电压相量平面的单相高阻接地保护方案。首先,利用保护安装处的序电流与故障点电流相位近似相等的特点,计算线路两端电流的夹角。然后,通过对线路两端电流的夹角实测值与计算值求取差值,得到单相接地保护相角差。最后,根据单相接地保护相角差在区内故障与区外故障的差异,构造了单相高阻接地故障的动作判据。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该方案不受故障相别、过渡电阻、故障位置、运行工况等因素影响,能够准确地反映保护区内与区外故障,且具有很高的灵敏性和可靠性,可作为电流差动保护的有效补充。     

检测故障分量的光纤纵联差动保护

针对负荷电流对差动保护的影响,对故障分量电流的性质进行了分析,并对基于故障分量向量的电流差动保护动作判据进行了理论分析及EMTP仿真验证,比较得出：故障分量差动判据与传统差动判据相比,在重载线路上发生各种故障,尤其是高阻接地时,能够大大提高差动保护的灵敏度。     

超高压输电线路接地电抗继电器研究

分析了输电线路在各种运行方式情况下零序电抗继电器(即以零序电流为极化量的接地电抗继电器)的动作特性.结果表明其位于送电侧、受电侧以及线路空载时具有不同的保护性能,同时在线路出口故障时存在死区.以负序电流作为极化量,利用保护安装侧电源电压相位判定同相点,实现了接地电抗继电器的改进动作判据.新判据解决了出口高阻故障保护拒动问题.提高了受电侧或空载线路上的接地电抗继电器抗高阻故障的能力.理论分析与仿真测试验证了接地电抗继电器改进判据具有较高的可靠性与灵敏性.     

基于小波能量矩的高阻接地故障检测方法

中性点不接地中压配电网时常发生高阻接地故障,普通的零序电流保护难以对其检测。通过对仿真和实验得到的高阻接地故障电流信号进行频谱分析,发现其高频分量分布显著区别于系统其他扰动暂态信号。由此,引入小波能量矩算法,通过对高频段能量矩进行归一化、求和及取对数处理,提出了一种高阻接地故障的检测方法,该方法只需要利用故障后第1个工频周期内的电流信号,通过小波能量矩分析得到诊断判据,即可实现高阻接地故障的有效识别。大量的仿真和实测数据表明,该方法适应性强,且不受线路非高阻接地故障暂态信号的影响。     

高压电网自适应接地距离保护研究

为提高接地距离保护对高压电网高阻接地故障反应的灵敏性,提出了一种对过渡电阻Rg具有高度自适应动作边界的新型动作判据。根据接地阻抗继电器自适应动作判据的构成原则,在分析了负序电压极化的自适应阻抗继电器动作特性的基础上,分析了负序电压移相极化阻抗继电器的移相控制方法、移相极化的工作性能。分析表明,将负序电压根据近保护安装点侧系统的负序阻抗角的大小适当移相后作为极化电压,接地阻抗继电器对Rg不但有更好的自适应性,也保持了其方向动作的明确性。MATLAB仿真结果表明,新的动作判据确实提高了继电器对保护范围末端高阻接地故障动作的灵敏性和自适应性。     

同塔双回线接地故障断路器误动的改进策略

双回输电线发生接地故障时,存在受助增或分汲影响的零序电流可能满足非故障线路高灵敏度零序反时限保护定值导致断路器误动的问题。针对该问题,文中分析了高压交流系统中双回线路发生接地故障时零序电流的分布机理及相邻非故障线零序反时限过流保护可能误动的原因。提出了一种高灵敏接地距离判据来提高零序反时限过流选择性,结合判据和电流分布特征提出了零序反时限过流自适应加速策略,该方法通过自适应改变零序加速系数保证故障线优先动作,避免相邻非故障线保护误动导致断路器无序动作。仿真结果表明,零序反时限过流保护优化推动了其定值一致性整定的可行性,降低了相邻非故障线断路器误动风险。     

输电线路自适应电流纵差保护方案设计

采用单一判据的电流纵差保护无法兼顾超高压线路对灵敏性、速动性和可靠性的要求。对现有判据进行综合分析、取长补短,结合自适应原理,设计了一个总体性能最优的保护方案,即用基于故障分量瞬时值的差动判据反映严重故障;用故障分量相量的差动判据反映轻微故障;用全电流差动保护判据反映转移性和发展性故障;用零序电流差动保护判据反映轻微的高阻接地故障。ATP仿真结果表明,该方案具有良好的反时限特性,切除故障的速度加快,且可以反映高阻接地故障,是一种性能较好的超高压线路电流纵差保护方案。     

输电线路自适应电流纵差保护方案设计

采用单一判据的电流纵差保护无法兼顾超高压线路对灵敏性、速动性和可靠性的要求.对现有判据进行综合分析、取长补短,结合自适应原理,设计了一个总体性能最优的保护方案,即用基于故障分量瞬时值的差动判据反映严重故障;用故障分量相量的差动判据反映轻微故障;用全电流差动保护判据反映转移性和发展性故障;用零序电流差动保护判据反映轻微的高阻接地故障.ATP仿真结果表明,该方案具有良好的反时限特性,切除故障的速度加快,且可以反映高阻接地故障,是一种性能较好的超高压线路电流纵差保护方案.     

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...     

基于单端暂态电压的含限流电抗器直流配电网保护方法

直流配电网故障特性复杂,故障的可靠识别和快速切除是保护面临的主要难点之一.针对含限流电抗器的多端柔性直流配电网,文中利用限流电抗器的故障暂态电压特性,提出一种单端暂态电压的直流线路保护方法.根据限流电抗器故障暂态初始电压的差异识别区内外故障,利用正、负极限流电抗器故障电压构成的电压比值系数区分故障类型,并据此提出故障识别判据和故障选极判据.在Simulink中建立多端柔性直流配电网仿真模型,结果表明所提保护方法可在0.5 ms内快速判别故障位置和故障类型,仅利用单端数据即可实现全线速动,具有良好的区内外故障识别区分能力,且无须考虑通信和双端数据同步问题,具有良好的抗过渡电阻和抗噪声干扰能力.     

葛南直流线路高阻接地故障保护分析

分析了葛洲坝一南桥高阻接地故障所引发的保护动作行为,以加深对极线路保护的理解.通过读取故障的原始录波数据,详细分析了这次故障的特征,给出了行波保护、电压突变量保护、线路低电压保护和线路差动保护的动作行为,使这次故障过程得到比较清楚的解释.同时根据直流线路高阻接地原理图,计算出高阻接地的故障点和过渡电阻值,指出高阻接地故障时主保护灵敏度不足的问题.     

基于极波模量时差的高压直流输电线路自适应单端保护

针对目前高压直流输电线路单端保护在远端高阻接地故障时灵敏性下降可能造成保护拒动的问题,提出了一种基于极波模量时差的自适应单端保护方案。通过分析高压直流系统的边界作用和极波中耦合的线模和地模的传播特性,得到在区内故障和区外故障时不同的极波波形特征。文中分析了传统单端保护在远端高阻接地故障时灵敏性下降的原因,利用故障极波线模和地模时差内的极波波形斜率和幅值变化量,构造了自适应分段保护判据。基于PSCAD/EMTDC软件的仿真结果表明,所提保护方案能够有效地检测区内外故障,特别是在远端高阻接地故障时仍然保持足够的灵敏性。     

高压直流输电线路高阻接地故障与后备保护

根据直流输电系统控制策略,分析在高阻接地故障情况下,如何切换控制方式来减缓故障的发展,保证直流输电系统的稳定运行,并指出故障阶段整流侧和逆变侧的直流电压、电流和触发角等特征量的变化特征,阐明设置相关后备保护时需注意的问题。介绍天广直流输电工程所设置的相关保护功能,结合运行中的实际案例对天广直流线路后备保护设计的不合理之处进行分析,并给出改进建议。     

特殊工况下换流变零序差动保护误动机理分析及对策研究

针对高压直流输电工程中换流变压器零序差动保护误动的案例,分析了特高压换流变中性线上电流互感器在长时间单极-大地运行伴随交流系统高阻故障工况下饱和机理。采用基于工程实际参数的特高压直流输电模型进行仿真分析,揭示换流变零序差动保护误动原因。并根据区内、外故障时保护两侧自产零序电流和中性线零序电流极性差异,提出一种基于S变换相位差的换流变零序差动保护闭锁新判据,以解决特殊工况下换流变零序差动保护误动的问题。通过仿真验证该判据的有效性。     

Fault line selection in cooperation with multi-mode grounding control for the floating nuclear power plant grid

The Floating nuclear power plant grid is composed of power generation, in-station power supply and external power delivery. To ensure the safety of the nuclear island, the in-station system adopts a special power supply mode, while the external power supply needs to be adapted to different types of external systems. Because of frequent single phase-ground faults and various fault forms, the fault line selection protection should be accurate, sensitive and adaptive. This paper presents a fault line selection method in cooperation with multi-mode grounding control. Based on the maximum united energy entropy ratio (MUEER), the optimal wavelet basis function and decomposition scale are adaptively chosen, while the fault line is selected by wavelet transform modulus maxima (WTMM). For high-impedance faults (HIFs), to enlarge the fault feature, the system grounding mode can be switched by the multi-mode grounding control. Based on the characteristic of HIFs, the fault line can be selected by comparing phase differences of zero-sequence current mutation and fault phase voltage mutation before and after the fault. Simulation results using MATLAB/Simulink show the effectiveness of the proposed method in solving the protection problems.     

基于暂态高频能量的直驱风场汇集线路保护

针对直驱风场汇集线路故障难以识别的问题,提出了一种基于暂态高频能量的直驱风场汇集线路保护方法。首先,基于风机变流器控制系统与电气参数影响,结合元件在高频区段的暂态特性,建立由感性阻抗构成的风场汇集线路暂态高频模型。在此基础上,建立区内外故障下的暂态高频网络,根据不同故障场景与保护安装处暂态高频能量的匹配特性,构建基于暂态高频能量方向差异的保护判据。最后,在RT-LAB仿真平台验证了所提方法在各种故障情况下,均能正确识别区内外故障,故障识别不受同步误差影响,耐过渡电阻能力强。     

一种适用于光伏场站送出线的自适应距离保护改进方案

由于光伏场站的弱馈性,当送出线路发生经过渡电阻短路时,传统距离保护可能无法正确动作。而自适应距离保护方案在一定程度上解决了区内故障保护拒动的问题,但存在区外故障误动的可能。首先分析了区外故障时自适应距离保护误动的原因,进而提出了一种自适应距离保护的改进方案。在现有自适应距离保护的动作特性基础上,引入线路的短路阻抗,根据区内、外故障下线路短路阻抗的大小差异,构成保护的辅助判据,以甄别可能引起现有自适应距离保护误判的区外故障。该方法仅依靠光伏侧电气量近似求取线路短路阻抗值,与现有自适应距离保护相互配合实现区内、外故障正确判别。最后通过PSCAD仿真验证了改进方案的有效性。     

适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略

同杆双回线发生接地故障采用传统跳闸策略时可能会产生负序分量,传统自动重合闸方案在合闸前不判定故障性质,重合失败时将影响系统稳定性。针对该问题,提出了一种适用于带并抗的同杆双回线接地故障改进跳闸与分相自适应重合闸策略。首先,通过建立带并抗的同杆双回线各相之间的耦合模型并对其进行分析,提出了一种能够避免负序分量注入系统的改进跳闸策略。其次,分别对瞬时性故障和永久性故障情况下的故障相并联电抗器电流特征分析,提出了基于故障相并联电抗器微分栅电流的故障性质判据。最后,结合改进跳闸策略和故障性质判据,形成了适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略。PSCAD/EMTDC仿真验证了所提改进跳闸与分相自适应重合闸策略能够避免负序分量注入系统,以及在不同接地故障类型、故障位置和过渡电阻情况下都能保证输电线路重合成功率。