电流差动保护在逆变型新能源场站送出线路中的适应性分析

新能源电源通过电力电子装置并网,其故障特性受控制策略影响而发生根本性变化,传统继电保护原理存在适应性问题。送出线路作为新能源场站电力外送的关键通道,其主保护电流差动保护能否正确动作对于新能源高效利用和系统安全运行十分重要。针对逆变型新能源场站,推导了逆变型新能源电源短路电流表达式,分析了各相短路电流之间的相位关系及其影响因素。在此基础上,分析了送出线路发生不对称短路时电流差动保护在并网系统为强、弱两种情形下的动作性能。研究结果表明,送出线路发生两相短路时,差动保护在并网系统为弱系统时存在拒动的风险、为强系统时灵敏性下降但不会拒动;送出线路发生接地故障时,零序电流的存在使得差动保护在并网系统为强、弱系统时均能可靠灵敏动作。实时数字仿真器(RTDS)试验验证了理论分析。研究结论为逆变型新能源场站送出线路主保护配置提供了参考。     

基于信息指纹的柔性直流线路差动保护

柔性直流电网以其灵活可控特性受到广泛关注,保护是其安全可靠运行的关键。柔性直流电网要求线路保护数毫秒内有选择地隔离故障,现有保护性能有待进一步提升。差动电流波形富含丰富的故障信息,区内、外故障的差流时频特性存在较大差异。基于此特征,提出差动电流指纹的概念,并利用指纹匹配技术实现了保护判别和故障测距。该方案充分利用了差动电流时–频域特征,相对于基于单一故障特征的保护方案更具优势,可耐受线路分布电容电流的影响。大量仿真结果表明,该保护方案能在6ms内准确识别区内外故障同时可以实现故障测距的功能,测距误差在3%以内。在300Ω过渡电阻接地故障下仍能准确动作,具有30dB的抗噪声能力和20μs的耐同步误差能力。     

具备高灵敏性与速动性的柔性直流输电系统纵联保护方案

多端柔性直流输电线路故障的快速识别对电网的安全稳定运行具有重大意义。目前,直流线路纵联差动保护未考虑电容电流的影响,其速动性的欠缺导致其仅用作后备保护。为解决该问题,提出了一种足够灵敏、且能够在超短时间窗内实现故障识别的纵联保护原理。首先,基于贝瑞隆模型,对电容电流进行有效补偿。其次,计及模型法对参数较为敏感这一不利因素,设计了保护浮动门槛。最后,基于区内/外故障情况下电流推演值与原始值间的Hausdorff距离存在差异性的特征,提出了一种多端柔性直流输电线路纵联保护原理。理论分析及仿真结果表明,所提的保护原理能灵敏、可靠地实现区内故障的识别,并且在速动性指标上能够满足柔性直流输电系统的要求。     

柔性直流输电系统交流母线差动保护研究

梳理了国内已建和在建柔性直流输电工程各种接地方式的拓扑结构,介绍了典型的保护功能配置策略。针对联结变阀侧采用星型电抗经电阻接地方式及其测点配置特点,提出了一种交流母线差动保护方法。该方法通过已有测点计算出虚拟测点的电流值,实现差动保护判据方法的完整和有效。基于工程实际参数,建立了RT_LAB和控制保护系统的闭环仿真试验系统。提出的新方法通过了各种工况下的仿真试验,验证了其可行性和可靠性。     

渝鄂柔性直流工程接入对500 kV交流线路差动保护影响分析

渝鄂背靠背柔性直流工程投运后可提高相邻区域电网的稳定性,但引入的电力电子设备也将改变系统的故障特征,因此有必要对原有交流保护进行重新校验。在不同的直流输送容量、功率传输方向以及STATCOM无功支撑等运行方式下,分析了柔性直流侧注入交流短路点的故障电气量特性:正负序故障电流幅值受直流控制策略影响较大,正序故障电流幅值随电压跌落程度的加深而降低、负序故障电流被完全抑制,但零序故障电流未受影响。分析发现,交流故障穿越期间的有功电流限幅环节是影响柔性直流侧故障电流幅值大小的主要原因。随后,针对该故障特性可能会影响交流线路差动保护启动判据、降低保护动作速度甚至造成保护拒动的缺陷,提出了交流强故障侧指挥柔性直流弱故障侧并辅以电压减量判据的启动元件优化策略。最后,基于实际柔性直流工程的控制策略及参数,利用PASCAD/EMTDC软件搭建仿真模型验证了所提优化策略的有效性。     

双极高压直流输电线路行波差动保护原理及方案

针对现时保护方案的不足,提出了双极高压直流输电系统直流线路行波差动保护原理和方案。该方案利用直流线路两端反行波的1模分量构造行波差动保护判据,其中行波差动量和制动量分别利用线路整流侧反行波和逆变侧传播来的反行波间的差量及二者之和构成,并利用整流侧电流的零模分量来判断双极运行时的故障线路。仿真结果表明,所提出的保护判据具有更高的灵敏度、可靠性和安全性,最大抗过渡电阻能力提高到500？,并且在各种故障情况下都能够正确动作。     

海上风电柔性直流送出紧凑型控制保护系统设计方案

随着大容量远距离海上风电的开发,采用柔性直流送出方式具有更大的优势,基于海上平台造价高、空间小,设备维护成本高等特点,提出了海上风电柔性直流送出紧凑型控制保护设计原则,研制了适用于海上风电特点的紧凑型控制保护主机。提出了紧凑型控制保护系统的总体方案。构建了紧凑型控制保护系统RTDS仿真平台,试验结果验证了紧凑型控制保护设计方案的正确性,为海上风电柔性直流送出工程应用提供了重要参考。     

直流线路纵联差动保护的相关问题

介绍交、直流线路差动保护原理,分析了天广、高肇直流的运行中直流线路纵联差动保护的几类典型动作情况,并针对运行中出现的问题提出了改进建议。所提出的直流线路纵联差动保护采用独立保护通道的提议已用于新建的兴安直流工程。     

基于差动电流与分布电容电流比值的直流线路纵联保护方案

分布电容电流会对直流线路纵联保护性能造成影响。文中以三端混合高压直流输电线路为对象,讨论分析了差动电流与分布电容电流比值的故障特征。由于差动电流和分布电容电流都会随着过渡电阻的增大而减小,采用差动电流与分布电容电流的比值作为判据,可以削弱过渡电阻对判据的影响,提高保护的灵敏性。基于此,提出了一种基于差动电流与分布电容电流比值的纵联保护方法。基于PSCAD/EMTDC的仿真验证表明,所提保护判据整定简单且天然具有故障选极功能,能可靠识别区内外故障,耐过渡电阻能力强且具有较高的灵敏性和可靠性。     

柔性直流系统的线路保护关键技术与展望

直流技术是促进我国资源优化配置、解决我国能源和环境问题的关键,柔性直流技术的发展可进一步促进新能源消纳、提高供电可靠性,同时解决常规直流输电和交流电网的技术瓶颈.继电保护是电力系统安全稳定运行的第一道防线,也是目前柔性直流系统发展和推广的技术难题之一.在介绍直流技术发展历程的基础上,对柔性直流系统线路故障特征及保护需求...     

单电源线路纵差保护的灵敏度分析及改进

具有制动特性的单电源线路纵差保护在区内故障时,由于制动电流的影响,使其动作灵敏度较 泊时降低了２－３倍,很难满足灵敏度≥２的要求,通过采用其它保护闭锁的方式,可以降低纵差保护的整定值,从而达到提高灵敏度的要求。     

基于虚拟能量调节偏差的MMC-HVDC输电线路保护方案

柔性直流输电对继电保护的速动性及可靠性提出了更高的要求。为实现直流故障的快速可靠识别,文中分析了模块化多电平换流器(MMC)的控制参数在系统发生故障时的响应特性,并提出了一种MMC型高压直流输电线路保护新方案。根据MMC控制参数定义了虚拟能量调节偏差,利用虚拟能量调节偏差对系统故障时的响应特性识别直流线路故障,并结合虚拟能量调节偏差的比值进行故障类型的判别。该保护方案融合了交直流侧的故障信息,提高了保护的可靠性,保护判据利用了换流器控制参数信息,无须测量线路的电气量。仿真结果表明,所提保护方案可以快速准确动作且具有较强的耐过渡电阻能力。     

微机变压器差动保护灵敏度校验方法的探讨

差动保护是变压器内部故障的主保护,保护必须对所发生的故障能够灵敏地进行反应,这就涉及到差动保护的灵敏度问题。如何快速、正确地校验差动保护的灵敏度对继电保护定值整定工作非常重要。该文以本地区电网220 kV变压器为模型,以本地区应用广泛并有代表性的四方CSC326D和南瑞RCS978E两种型号的变压器保护为例对差动灵敏度校验的方法和步骤进行了论述,并总结出了简便、实用的校验方法。     

三峡电站不完全裂相横差保护的灵敏度分析

采用“多回路分析法”对三峡电站1号和2号发电机所有可以发生的同槽和端部交叉故障进行了计算,在此基础上计算了上述每一种故障条件下传统裂相横差保护和不完全裂相差保护的灵敏度,并对两种保护方案的灵敏动作数,可能动作数和不能动作数进行了统计,然后进一步分析了不能协作故障的性质。依据计算和统计结果,分析了两种保护方案对于不同结构发电机的灵敏度的差异。     

微机变压器差动保护灵敏度校验方法的探讨

差动保护是变压器内部故障的主保护,保护必须对所发生的故障能够灵敏地进行反应,这就涉及到差动保护的灵敏度问题。如何快速、正确地校验差动保护的灵敏度对继电保护定值整定工作非常重要。文章以本地区电网220 kV变压器为模型,以本地区应用广泛并有代表性的四方CSC326D和南瑞RCS978E两种型号的变压器保护为例对差动灵敏度校验的方法和步骤进行了论述,并总结出了简便、实用的校验方法。     

直流换流站星角换流变差动保护的灵敏度校验

以糯扎渡电站送电广东±800 kV直流输电工程普洱换流站星角换流变压器为例,论述了其差动保护的计算整定及灵敏度校验.通过在Matlab中建立12脉动换流器的直流输电模型,对换流变压器差动区内阀侧上两相金属性短路进行仿真,同时辅以南方电网在许继集团进行的换流变压器保护装置（RTDS）试验中数据和波形为佐证.综合分析后得出：在直流输电系统中,由于星角换流变压器差动保护采用套管TA,其灵敏度校验应按系统最小运行方式下星角换流变压器差动保护区内换流变压器阀侧上三相金属性短路计算而不是常规的两相金属性短路计算.     

基于不同转角方式的变压器差动保护灵敏度分析

目前业内对变压器差动保护的灵敏度存在争议。文中以Y0,d11变压器为例,比较了变压器差动保护采用4种不同幅值相位校正方法后的灵敏度,研究表明差动保护的灵敏度与其转角方式有关,不同原理的差动保护灵敏度由差动电流对内部故障电流中的正序、负序、零序分量保留程度决定。绕组差动与相电流减零序差动（中性点零流）的灵敏度最高,它们完全保留了内部故障电流中的各序分量;目前现场广泛采用的相间电流差动与相电流减零序差动（自产零序）都不反应内部故障电流中的零序分量,且两者灵敏度本质上不存在差别,可以通过定值来补偿。     

大型水轮发电机不完全差动保护的配置及其灵敏度分析

以SF700－80／19720大型水轮发电机为例，在充分分析不完全差动保护在各种内部短路故障情况下的差动电流及其灵敏度规律的基础上，讨论了中性点侧分支的不同组合方式对保护动作的影响，分析结果可以为不完全差动保护方案设计提供理论依据。     

基于逆变型能量回馈系统的地铁保护配置方案设计研究

随着逆变型能量回馈系统在地铁领域的推广,其反馈的电能对地铁供电网络安全稳定性能的影响亟待解决.首先建立了逆变回馈系统的仿真模型,然后介绍了地铁供电系统保护配置方案.根据逆变回馈模型能够抑制直流牵引网电压和电流的抬升以及逆变回馈瞬时最大功率的仿真结果,对既有地铁交直流系统保护配置方案进行改进,从而保障地铁供电网络的安全性...