汽轮发电机定子内部故障的负序阻抗方向保护

现有的绝大多数汽轮发电机中性点侧只引出3个端子。通常装设的完全纵差保护只能反应相间短路故障,纵向基波零序过电压保护和故障分量负序方向保护等对匝间短路故障都存在较大的动作死区。为提高汽轮发电机匝间短路故障的保护动作率,通过分析机端等值负序阻抗在电机内部不对称故障和外部不对称情况下的不同规律,提出了基于相角范围的负序阻抗方向判据。在此基础上考虑到各种防误动措施,提出了一种新的发电机定子内部不对称故障保护方法——由负序电流启动的故障分量负序阻抗方向保护(Z2′)。运用"多回路分析法",对两台典型汽轮发电机所有可能发生的内部短路故障进行了仿真计算和灵敏度分析。结果表明,Z2′保护对定子内部不对称故障(尤其对内部匝间短路故障)的灵敏性和保护范围都优于现有的其他原理保护,能为只引出3个中性点的汽轮发电机提供高质量的保护。     

复式比率制动差动元件中制动系数取值分析

在制动量中引入差动电流,构成复式比率制动特性.该特性制动系数的选取,应保证在内部短路故障时,计及流出母线电流的情况下,差动元件也能可靠动作;在外部短路故障,TA饱和而产生较大的误差时,也能保证安全性.通过分析提出同时兼顾内外故障时制动系数的取值范围;同时说明了双母线分裂运行和并列运行时差动保护的大差元件应取高低不同的制动系数.     

利用同序负序分量的同杆双回线快速保护

提出了同杆双回输电线路的一个保护原理．该原理将同杆双回输电线路看作一个被保护单元,并利用六序分量法分解出的同序负序电压和同序负序电流构成方向元件．在系统发生不对称故障时,此方向元件具有明确的方向性,若配合选相元件和通信通道则保护原理可作为同杆双回线路的主保护．该原理简单、易行,具有基于故障分量的方向纵联保护原理所固有的优点,消除了原有基于每一回线的方向元件在双回线非同名相跨线故障时,受双回线线间互感影响需将保护闭锁的缺点．针对特高压输电线路,采用贝瑞隆模型补偿算法代替传统的补偿算法．通过理论分析和仿真．验证了该原理的正确性．     

超高压输电线并联电抗器的匝间短路保护

并联电抗器是超高压及以上等级输电系统中的关键设备,其运行状况对整个系统的安全运行起着决定性作用.针对目前并联电抗器故障率较高,尤其是匝间故障保护性能的缺陷,基于对并联电抗器匝间故障的序网图以及故障序分量的分析,提出了负序功率方向原理的新匝间短路保护.通过对并联电抗器的匝间故障、区内、区外接地故障以及由单相重合闸引起的非全相运行状态等情况的研究与仿真测试,表明负序功率方向保护不仅能在各种系统故障及运行情况下做出正确判断,更提高了对并联电抗器匝间故障保护的灵敏度.该保护利用故障负序分量计算实现,受励磁涌流等因素影响小,且其原理清晰,易于实现.     

基于电流信息的三端环形直流配电网保护策略

针对三端环形直流配电网发生故障时故障电流上升快且幅值大而导致的区内外故障判别困难问题,提出了一种基于电流信息的保护策略。主保护提出在故障暂态下先闭锁换流器,停止各端电源功率传输,利用此时线路中故障电流的方向判别区内外故障;为了弥补主保护在换流器出现闭锁故障时拒动的缺陷,配备以故障电流突变量变化率极性为判据的后备保护,构成三端环形直流配电网的保护策略;在PSCAD/EMTDC环境中搭建三端环形直流配电网,在发生极间短路故障工况下进行仿真,仿真结果表明:保护策略中的主保护系统能有效判断故障线路,其他线路断路器不会误动;当主保护拒动时,后备保护启动,判别区内区外故障,保证配电网安全运行,从而验证了所提保护策略的有效性。     

一种新的高压线路振荡选相元件

提出了一种基于阻抗相对变化的高压线路保护选相新原理,用作振荡期间的选相元件.对接地故障,利用零序、负序电流之间相位差进行分区,每个分区包括某相单相接地和另外两相短路接地两种故障,根据故障环上的测量阻抗为一恒定数值,而非故障环上的测量阻抗随振荡变化这一特征,来得到选相结果.本元件提高了振荡中不对称接地故障的选相速度,不受系统运行方式和分支系数的影响,且易于实现,在现有的微机保护装置中可以直接使用.动模数据仿真表明,新选相元件具有较快的选相速度,文中算例可以在60 ms内选出故障相.     

基于内部故障仿真数据的发电机主保护测试系统

介绍了一种基于发电机定子故障暂态数据的主保护测试系统.该系统利用多回路理论建立发电机内部故障仿真模型,计算出内部故障的暂态数据,同时把故障数据转换成COMTRADE格式储存.对保护装置进行实时测试时,利用测试仪的故障波形回放功能,将存储数据转换成模拟量送入保护装置,从而实现对保护装置的测试.仿真试验表明,该测试系统具有精度高、体积小、结构简单等特点,能对发电机主保护进行各种故障条件下的详尽评测.     

基于方向比较原理的集中式后备保护算法研究

针对传统后备保护的缺陷,在智能变电站全站信息共享的基础上,采用了传统主保护加集中式后备保护的保护配置方案.研究了基于方向比较原理的集中式后备保护算法.首先根据方向元件与一次设备的连接关系形成一次设备/方向元件关联矩阵,其次根据方向元件的输出值完成矩阵的赋值,根据赋值之后的关联矩阵计算一次元件的故障方向综合值,然后确定判据及门槛值,实现故障元件的准确识别.算例分析结果表明该算法能够准确识别故障元件.     

电力变压器保护应用的若干技术问题浅析

通过对电力变压器保护应用中若干技术问题的分析与探讨,有针对性地介绍了一些解决问题的方法:短时投入闭锁逻辑、更改整定值以躲过变压器空投产生的励磁涌流:利用微机保护软件采用零序电流补偿方式合理匹配电流量;电流电压量的综合判别差动保护TA断线和短路故障;附加稳定特性区判别法应对TA饱和对差动保护的影响;过励磁5次谐波制动闭锁差动保护等.     

基于工频故障分量的方向纵联保护

介绍了工频故障分量的基本概念,提出了利用工频故障分量来判断故障方向的原理,进而形成了一种新的方向纵联保护.应用PSCAD仿真软件对保护的可靠性进行了验证.结果证明,此种保护具有良好的动作特性,且不受系统电势和短路点过渡电阻的影响.     

风电场并网联络线的自适应电流保护研究

针对现有联络线源侧大多使用定值保护方案因而容易受风电特性影响而误动的现状,分析了风力发电机短路电流特性,得出了双馈型风力发电机的故障电流与电网故障发生时刻、故障类型、撬棒电路动作情况、故障后电压的跌落深度等密切相关的结论,并在此基础上提出了综合电流、电压信息的风电场联络线自适应速断保护原理与算法。该保护方法以某示范性分布式风电场并网进行DIgSILENT软件的仿真测试,结果验证了所提保护配置方案的自适应性和有效性。     

电力变压器的励磁涌流和匝间故障识别新方法

在引入瞬时功率Pq分解的基础上，提出了一种依据变压器两侧三相差瞬时有功功率和瞬时无功功率中直流分量比值的变化关系来识别变压器励磁涌流和匝间短路故障的新方法．该方法既具有传统变压器电流差动保护简便易行的优势，同时又从平均有功与平均无功相对变化关系出发，进一步揭示了变压器励磁涌流与匝间短路故障本质上的不同．EMTP仿真实验结果表明：该方法简单可靠，识别效果显．     

大型水电机组匝间短路保护动作性能分析

随着我国水力发电的大规模发展,水电机组的单机容量越来越大,对大容量水电机组配置有效的主保护方案对机组和系统稳定运行具有重要意义。大容量水轮发电机定予绕组采用多分支结构,其内部故障数量巨大,根据以往的保护设计经验,相间故障一般由纵差保护灵敏反应,本文分析了三峡右岸哈电机组的绕组结构和内部故障形式,利用暂态仿真结果对匝间保护动作性能进行分析,给出了匝间保护配置建议。     

谐振原理及小波能谱的暂态保护

提出一种基于Rogowski谐振原理和小波能谱的配电网单端暂态保护新方案,即在线路边界接入Rogowski谐振装置,以此改变线路边界谐振频率处暂态信号传输特性,从而区分区内外故障,以实现配电网的全线速动.通过小波变换模极大值确定故障发生时刻,然后提取故障时间段内谐振频段信号和低频段信号,并计算频段信号能量比值大小即可获得可靠的保护判据.最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证该保护方案的有效性,并且该方案在不同的故障状况下均能可靠地区分区内外故障.     

基于端电压特征的半波长线路综合保护方案

半波长线路区外故障时,故障相端电压幅值很小;线路中间段故障时,故障相端电压幅值接近额定值。根据这一特征,提出半波长线路端电压特征与贝瑞隆电流差动保护原理相结合的综合保护方案:通过端电压辅助判据与高、低灵敏度不同的贝瑞隆差流判据相结合,保护线路全长并实现故障选相。利用MATLAB/Simulink软件搭建半波长输电线路模型,进行仿真验证。仿真结果表明:该保护方案能够有效区分区外故障与线路中间段故障,可靠保护半波长线路全长,并准确识别故障相。     

故障全量的分相复合阻抗输电线路纵联保护原理

提出了一种基于故障全量的分相复合阻抗输电线路纵联保护原理,它根据线路两端电压、电流故障全量差的比值引入分相阻抗,并以计算得到的阻抗数值判断故障是否发生在区内.在区外故障时,分相阻抗等于线路全长的正序阻抗;在区内故障时,分相阻抗明显偏离上述正序阻抗.该原理为幅值判据,不仅易于整定、具有自选相功能,而且性能可靠、动作灵敏、适应性强,EMTP数字仿真和动模试验结果验证了其有效性.     

基于能耗的变压器励磁涌流与故障电流识别判据

变压器差动保护利用二次谐波制动原理或间断角制动原理来区分故障电流和励磁涌流,由于超高压系统故障电流中也含有较大的二次谐波,易导致变压器故障时保护动作延时,间断角制动原理则会因互感器饱和引起的涌流间断角消失而使保护误动.提出了一种基于能耗区别的方法识别励磁涌流和故障电流,克服了上述问题.同时采用高斯-牛顿最小二乘法拟合励磁涌流,克服了傅里叶算法受频率变化影响较大的缺陷.仿真结果验证了所提方法的可行性.     

一种混合双端直流输电线路暂态保护方案

为保证混合双端型高压直流输电系统安全运行,论文分析了混合双端直流输电线路两端边界元件的幅频特性。根据区内外故障下线路暂态电压瞬时能量差值的不同特征,利用改进局部均值分解方法（local mean decomposition,LMD）来提取故障分量,论文提出了一种基于改进型LMD分解的直流线路暂态保护方法。该方法有效降低了经典LMD分解在处理直流故障信号时的端点效应和滑动误差对仿真数据的影响。最后利用PSCAD仿真软件搭建了LCC-MMC混合双端型高压直流输电线路仿真模型,利用该仿真模型输出直流输电线路区内和区外故障仿真结果。并利用Matlab对故障数据进行处理,进行了算法仿真。仿真结果表明暂态电压信号的瞬时能量值在区内故障状态下明显高于区外故障和无故障状态。仿真结果验证了所提保护方法的正确性。该方法能够快速可靠的实现故障判别,具有较强的实用性。     

一种混合双端直流输电线路的纵联保护新原理

为保证混合双端高压直流输电系统安全运行,分析了混合双端直流输电线路两端电流相似度.通过故障分析发现,区内故障时线路两端电流无明显线性关系,区外故障时线路两端电流呈线性关系.根据该差异,提出了一种基于相关系数的混合直流输电线路纵联保护方法.利用PSCAD搭建混合双端型高压直流输电线路仿真模型,输出直流输电线路区内和区外故障结果,并利用MATLAB对故障数据进行处理,进行了算法仿真.仿真结果验证了所提保护方法的正确性,该方法在实际应用中数据无需严格同步,能够快速可靠地实现故障判别,具有较强的实用性.