变压器后备保护选择性与灵敏性配合问题的分析

介绍了在电网运行中发生的一起变压器后备保护动作的真实案例,在该案例中变压器高压侧与中低压侧后备保护定值在选择性、灵敏性难以同时兼顾。本文从跳闸事件的一般现象出发,以故障录波信息为依据,以电网故障电流仿真系统为工具,对如何处理变压器后备保护上下级的配合关系,对整定值的选择性和灵敏性进行合理的取舍等问题展开分析,不仅为变压器保护整定计算提供了真实的参考依据,也为提高电网安全性和可靠性提供了符合生产实际的改进措施。     

利用站域信息的智能变电站变压器后备保护方案

采用复压过流原理的变压器后备保护方案存在灵敏度不足、整定配合复杂、故障切除延时过长等问题。提出在智能变电站中采用主后备分离模式的变压器保护配置方案。单独配置的后备保护,利用站域共享信息,以方向比较原理为基础确定故障位置,实现对变压器内部故障、中低压母线故障、死区故障和断路器失灵的后备保护功能。对于不对称故障采用负序、零序方向元件,对于三相故障采用基于正序电流幅值相位比较的方向元件。通过在PSCAD中建立典型的110 k V变电站模型,对于各种故障类型进行仿真,验证了所研究的后备保护方案的有效性。     

利用本地信息实现新型站域保护方案

针对传统变电站基于元件信息的后备保护动作时限和定值配合繁杂的弊端,提出利用本地信息实现后备保护功能的站域保护方案。系统结构上,采用基于PCI Express总线技术的同步采集单元实现信息采集的同步性和实时性,并采用双重化配置,提高系统的可靠性;保护原理上,采用负序分量定位不对称故障,采用单相电压电流量定位对称故障,满足后备保护选择性和灵敏性要求;保护方案上,提出分布式-集中决策的站域保护方案,由本地保护单元实现启动、选相、测量及执行元件等功能,站域保护单元实现集中决策的功能。仿真结果验证了站域保护性能的优越性。     

利用本地信息实现新型站域保护方案北大核心CSCD

针对传统变电站基于元件信息的后备保护动作时限和定值配合繁杂的弊端,提出利用本地信息实现后备保护功能的站域保护方案。系统结构上,采用基于PCI Express总线技术的同步采集单元实现信息采集的同步性和实时性,并采用双重化配置,提高系统的可靠性;保护原理上,采用负序分量定位不对称故障,采用单相电压电流量定位对称故障,满足后备保护选择性和灵敏性要求;保护方案上,提出分布式-集中决策的站域保护方案,由本地保护单元实现启动、选相、测量及执行元件等功能,站域保护单元实现集中决策的功能。仿真结果验证了站域保护性能的优越性。     

距离Ⅱ段保护简化整定方法及区域式后备保护方案

分析了传统距离Ⅱ段保护的整定难点,提出了仅按照灵敏性要求计算定值的简化整定方法。该方法不要求与相邻设备配合整定,因此降低了整定计算的复杂性,并保证了距离Ⅱ段的速动性。针对上述整定方法可能存在的失去选择性问题,提出了区域式后备保护方案,利用本站及相邻变电站传统距离保护的启动信息,构成逻辑判据,保证简化整定下的距离Ⅱ段保护的选择性。该方案不仅能正确识别故障位置,加速后备保护动作,并且具有一定的容错能力,能够应对通信故障、元件信息失效等继电保护系统的N-1问题,并由于判据仅利用有限广域的开关量信息,因此没有数据同步的问题。算例分析表明,传统距离Ⅱ段保护的简化整定方法结合区域式后备保护方案,能使原本具有矛盾、制约关系的选择性、灵敏性和速动性实现和谐统一。     

智能变电站层次化继电保护配置优化的探讨

讨论了智能变电站中层次化继电保护系统的配置方式,就目前就地保护配置复杂、保护整定繁复、后备保护逐级配合时间长、站域保护工程应用不便等多方面的问题,提出了就地保护的部分后备保护功能向站域保护、区域保护迁移的配置策略;并基于一次设备建模、变电站信息交互来实现就地保护定值自动整定、与就地保护协同的站域后备保护的思路和实例,降低现有继电保护信息流的横向耦合,简化就地保护配置,提升站域后备保护性能。     

基于电流保护融信因子的站域后备保护

针对站域保护可方便获取所有就地保护动作信息的特点,提出了基于电流保护融信因子的站域后备保护方案。首先在线更新站内各元件的自适应电流保护整定值,并收集保护的动作信息,再根据保护对各元件的有效保护范围计算保护对元件故障识别的支撑度。然后将其作为保护动作的权重,构造站域电流保护融信度函数以及融信度期望函数。最后根据二者比值即融信因子识别故障元件。实际变电站数据验证结果表明该方案能正确、快速地识别故障元件,且无需信息同步,能够应对信息缺失及错误的情况,具有良好的适应性以及一定的容错能力。     

GOOSE方式变压器后备保护探讨

基于数字化变电站现阶段的技术条件,提出在变压器保护装置和与其相邻的保护装置中配置故障方向元件,通过通用面向对象变电站事件(GOOSE)方式交换各自就地测量的故障方向信息,共同实现变压器后备保护功能.在变压器主保护拒动各种工况下,探讨了GOOSE方式变压器后备保护的动作策略.研究表明保护新方法具有自适应性强、智能开关能与...     

基于多Agent技术的站域保护系统的研究

针对传统变电站基于元件信息的后备保护动作时限和定值配合繁杂的弊端,提出基于本地信息的站域保护。该保护由电流元件和电压元件构成,原理简单可靠,在主保护及断路器拒动时具有后备保护和断路器失灵保护的功能,同时近后备和远后备的动作时限相同,能够快速切除故障。并提出基于多Agent技术的站域保护系统,运行方式改变时该系统能够自适应地调整保护定值,提高了保护灵敏度。     

基于智能变电站的变压器后备保护智能跳闸策略

分析传统变压器后备保护跳闸方式的整定原则,指出当系统运行方式发生改变或相邻保护动作异常时,传统变压器后备保护不能相应地改变保护跳闸方式,仍按整定的时间及相应的跳闸方式进行跳闸会增加故障切除时间的问题。为此,提出了在智能变电站申利用过程层网络的断路器位置以及相邻保护启动和动作信息来智能调整变压器后备保护跳闸方式的策略,有效缩短了故障切除时间,提高了系统稳定性。该方案也为新一代智能变电站层次化保护中站域保护的研究提供了新的思路。     

智能变电站新型站域后备保护研究

为解决传统变电站后备保护在配置和原理方面存在的问题,提出了适用于智能变电站的基于电流差动原理的站域后备保护新方案。该方案以变电站及所有出线为保护对象,定义了四类不同特性的差动区,根据其处于制动状态或者差动状态来实现故障定位,并根据主保护和断路器的动作信号确定后备保护的跳闸策略。详细阐述了站域差动后备保护的工作原理、故障元件定位流程以及主、后备保护之间的协调控制方法。采用该方案的智能变电站,保留传统的面向间隔的主保护,集中配置站域后备保护,简化了后备保护的配置和整定。利用PSCAD软件构建了典型变电站仿真模型,对正常运行、保护区内外故障等不同运行状态进行了全面仿真,验证了所提方案的正确性。     

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。     

110kV线路保护与变压器后备保护定值配合的原则分析

110kV线路保护与330kV及110kV变压器后备保护定值之间的配合没有系统规定,存在盲点.依照继电保护整定计算规程、变压器保护标准化设计规范等,对110kV线路保护与变压器后备保护定值之间的配合原则进行分类说明,并给出具体的配合公式,确保继电保护定值整定的正确性.     

智能变电站站域后备保护的方案

综合近年来国内外智能变电站继电保护的研究方案,根据现有智能变电站的发展状况重新配置典型智能变电站的后备保护,提出了站域后备保护的配置方案以及基于站域信息下的快速故障定位原理和算法。基于方向比较原理的站域后备保护方案算法简单、流程简明,克服了传统后备保护在定值和时间上复杂配合的缺陷,可实现对站域范围内故障元件的快速、准确定位。最终的算例分析也验证了所提方案的可行性。     

变电站集中式后备保护

在广域信息具备情况下,从简化现有电力元件继电保护的配置方式和定值配合出发,提出了一种由现有主保护加集中式后备保护的配置方式.集中式后备保护系统测量本侧电力元件的电压和电流、主保护动作及开关状态信息,并收集相邻变电站的状态量信息,方便地实现以下功能:主保护拒动时,起到快速近后备保护作用;断路器失灵时,跳开失灵断路器的相邻断路器.最小范围内切除故障;在相邻变电站直流电源消失时,提供远后备作用.以方向比较原理给出的该后备保护系统的实现例子,在故障发生后,根据保护范围内元件的拓扑连接关系、不同位置方向元件的指示形成故障位置判别矩阵,经运算确定具体的故障元件,给出合理的跳闸策略.算例表明,该算法对缺少某个方向元件信息情况下仍有很好的适应性.     

变压器高、低压侧后备保护的配合问题分析

就一例典型的变压器低压侧两相短路故障引起变压器高压侧后备保护先于低压侧后备保护动作的事故案例,分析了变压器低压侧两相短路故障时变压器高、低压侧电流的特性,并结合变压器低压侧其他故障情况,得出变压器高压侧后备保护和低压侧后备保护灵敏度的差异性。发现电力行业标准DL/T584-2007《3~110 kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定不合适。特此对变压器后备保护整定提出一点建议:高压侧后备保护与低压侧后备保护的定值灵敏度要配合,且配合系数应不小于1.15。该建议有效提高了变压器高、低压侧后备保护的可靠性。     

超、特高压交流线路反时限零序过流后备保护的整定建议

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的概念以及接地距离保护与反时限零序过流保护的配合原则;充分考虑配合时间定值和最小时间定值对保护动作特性的影响,综合超、特高压电网实际短路电流水平和接地距离保护的过渡电阻耐受能力,将反时限零序过流保护低电流区的选择性与接地距离保护高电流区的选择性进行结合,提升了对接地故障全域电流范围的选择性切除能力;提出了方向元件投退原则。通过对某省级电网进行算例分析,验证了整定原则的有效性,该整定原则已经在实际电网中进行了应用。     

智能变电站保护配置方案研究

根据典型三层两网智能变电站的特点,提出了基于分层配置的继电保护方案设计,线路保护、变压器保护等间隔保护安排在过程层,不依赖过程层交换机独立跳闸。多间隔的母线保护配置在间隔层,通过过程层交换机网络实现保护和跳闸。设计了站域智能保护管理单元,配置在站控层,实现站域（后备）保护和管理。线路保护和变压器只含包含传统保护中的主保护,其他后备保护由站域智能保护单元实现。该设计将全局信息引入继电保护系统,重新审视保护的原理与配置,即能保证主保护基本不受系统运行方式的影响,可快速切除故障元件,又可解决后备保护易受系统运行方式影响,配合关系复杂,动作时间长等问题,为我国电网铸造更加安全、可靠的第一道防线。     

电网交界面后备保护整定计算存在问题及对策

近年来,随着长距离输电线路及变电站内投运变压器的增多,当多台变压器并列运行时,线路后备保护动作范围会伸出对端变压器另一侧母线,从而出现某一电压等级电网保护拒动造成另一电网保护跳闸的恶性事件。针对该情况,提出变压器各侧后备保护应发挥类似防火墙作用,将故障影响限制在本侧电网内。为此,出线距离保护定值应和对端变压器另一侧阻抗保护配合,而变压器各侧阻抗保护定值应对本侧出线末端故障有灵敏度并与本侧出线距离保护配合,从而提高电网交界面相关保护的选择性、灵敏性和速动性。详细介绍了电网交界面各保护的整定原则,分析应用中需注意的问题,并以某750 kV变电站为例,给出了计算实例。     

西北电网330 kV自耦变压器零序过流保护配置及整定计算研究

通过对西北电网330 kV自耦变压器零序过电流保护的配置和整定计算的研究,针对其大多数配置和整定计算不满足规程要求及西北电网变压器后备保护第Ⅰ段最后一级(跳三侧)动作时限不大于2 s的规定,提出了适合西北电网特点,既能以较短时限动作切除故障又不失去选择性的330 kV自耦变压器零序过电流保护的配置、整定计算原则.