输电线路纵联保护的弱电源侧问题探析

纵联保护是输电线路的主保护,正常运行情况下,输电线路两侧均是强电源侧。在一些特殊的运行方式下,输电线路的某一端将变成弱电源侧。输电线路在弱电源侧的情况下发生区内故障,由于弱电源侧系统不能提供足够的短路电流而不能启动保护．导致两侧保护不能快速跳闸甚至拒动。本文分结合输电线路中纵联保护原理,分析了输电线路一端出现弱电源侧时的基本情况以及解决纵联保护弱电源侧问题的基本方法。     

浅谈输电线路纵联保护的弱电源侧问题

纵联保护是输电线路的主保护,正常运行情况下,输电线路两侧均是强电源侧。在一些特殊的运行方式下,输电线路的某一端将变成弱电源侧。输电线路在弱电源侧的情况下发生区内故障,由于弱电源侧系统不能提供足够的短路电流而不能启动保护,导致两侧保护不能快速跳闸甚至拒动。本文分结合输电线路中纵联保护原理,分析了输电线路一端出现弱电源侧时的基本情况以及解决纵联保护弱电源侧问题的基本方法,对各专业理解纵联保护的弱电源侧问题有一定的参考价值。     

基于行波电流极性差异的交直流混联系统纵联方向保护方法

交直流混联系统中逆变站的换相失败使交流线路发生频率偏移,导致工频量纵联方向保护的可靠性受到影响。本文提出一种基于行波电流极性差异的交直流混联系统纵联方向保护方法,利用线路区内、外故障时,传播到两端保护的电流故障初始行波波头之间极性差异构成纵联保护。该方法仅利用电流初始行波极性差异进行方向判别,消除了电容式电压互感器无法准确传输宽频带电压信息导致保护的低可靠性问题,且利用高频电流进行计算,避免了交直流混联系统频率偏移的影响。仿真结果显示,基于行波电流极性差异的纵联方向保护方法能够准确、快速地识别单相故障和多相故障,适用于交直流混联系统。     

带串联补偿的输电线路纵联阻抗性能分析

在系统分析基于串联补偿电容器下输电线路纵联阻抗性能特点和阻值特征的基础上,特别在详细分析串联补偿电容器及其附属的金属氧化物变阻器(MOV)、放电间隙等不同的运行方式在纵联阻抗产生影响的前提下,确立了纵联保护的甄别方法.由于在串联补偿下输电线路分布电容和系统运行方式共同影响纵联阻抗的阻值,因此通过分析和计算才能确定是否需要补偿.一旦纵联阻抗幅值小于设定数值时,就可确定发生区内故障,保护将正确动作;否则,就断定在保护区内没有发生故障,保护将稳定不动.在EMTP软件的仿真中,建立了一条1 000 kV、500 km含工频串联补偿度为45%串联补偿电容器的特高压输电线路模型,进行了在各种故障下的仿真模拟,仿真结果验证了上述纵联阻抗及其算法在串联补偿环境下具有足够的稳定性和可靠性.     

输电线路行波电流极性比较式纵联保护方案研究

提出利用高压输电线路暂态行波电流与电容式电压互感器高压侧暂态行波电流的行波纵联保护方案．对暂态行波电流的α模量求取小波变换模极大值以确定极性．比较测量端主电路及电容器分支电路暂态行波电流的初始极性,以判断行波浪涌方向;并通过交换线路两端的故障方向信息识别线路内部故障．分析了该行波电流极性比较式保护方案的影响因素．ATP仿真表明保护方案切实可行,具有较强的实用性．     

直流闭锁故障对2015年云广交直流混联输电系统影响的研究

直流闭锁故障所引起的潮流转移是2015年南方电网安全稳定运行面临的重要问题.介绍了直流故障的类型和闭锁原因,分析了直流闭锁对系统动态特性的影响.对直流通道可能发生的两种直流闭锁故障进行仿真实验,考察故障后直流线路和送端交流线路的动态特性.对比分析两种故障对2015年云广交直流混联系统的影响.采用对整流侧近端发电机组切机的方法,提高系统的暂态稳定性,并给出最优切机方案.研究结果对实际电网的运行有一定的参考价值.     

双端带并联电抗器的输电线路纵联保护

提出了一种基于参数识别的双端带并联电抗器的输电线路纵联保护原理.在故障附加状态网络的基础上,为内部故障和外部故障建立了具有相同形式的电感模型.利用参数识别的原理求取模型中的电感参数,并计算其对应感抗.内部故障时,它反映两端的系统感抗,为一个较小的负数;外部故障时,它反映并联电抗器的感抗,是一个较大的正数.根据所得感抗的符号和大小来区分内部故障和外部故障.该原理采用了基于线路π模型的解微分方程算法,不受非周期分量和过渡电阻的影响,整定简单.EMTP和动模实验数据仿真验证了该方法的有效性.     

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.     

利用线路两端电压差的输电线路相位纵联保护

提出了一种基于线路两端电压差的输电线路相位纵联保护.根据分相阻抗的相角特性,相位值是由线路各相两个等效电压故障分量差的比值计算而来的,利用这个比值的相位判断故障是否发生在保护区内.当比值的相位等于0°时表明为区外故障,当比值的相位等于180°时表明为区内故障.该保护动作灵敏、适应性强,具备较强的抵御线路电容的特性,可不经过补偿,直接运用于绝大多数输电线路的纵联保护中,同时可有效抵御区外故障时电流互感器(TA)饱和的影响.EMTP数字仿真和动模仿真结果验证了该保护的有效性.     

识别模型参数的电压源换流器型直流输电线路纵联保护

针对电压源换流器型直流(VSC-HVDC)输电线路主保护耐过渡电阻能力差、后备保护动作速度慢的问题,提出了一种识别模型参数的VSC-HVDC输电线路纵联保护新原理.该原理将区外故障等效为正的电容模型,区内故障等效为负的电容模型.对于电压等级为±60 kV、电缆线路长为300 km的VSC-HVDC仿真模型,发生区外故障时,识别出的线路对地电容约为80μF;发生区内故障时,识别出的并联电容负值约为-1 000μF.通过判别识别出的电容值的正负,即可区分区内和区外故障.结果表明,该原理不受过渡电阻、线路分布电容和控制方式的影响,灵敏度较高,在各种工况下均能在发生故障后10 ms内准确区分区内和区外故障,具有一定的实用价值.     

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.     

基于模型识别和电流极性的混合式双极型直流输电线路纵向保护

针对混合式双极型直流输电系统,结合模型识别和电流极性保护原理,提出一种新的输电线路纵向保护原理。分析故障网络发现:当逆变侧前端故障时,故障模型等效为电容模型(C模型),当逆变侧背面故障时,故障模型等效为阻感模型(RL模型);当整流侧前端故障时,整流侧故障电流具有正极性,当整流侧背面故障时,整流侧故障电流具有负极性。区内故障时,即逆变侧和整流侧的前端同时故障时,故障模型匹配C模型,同时故障电流具有正极性;当故障发生在区外时,即逆变侧和整流侧的前端不是同时故障时,逆变器侧的故障模型不匹配C模型,或者整流侧故障电流具有负极性。由此区分直流线路外部和内部故障。仿真结果表明,该原理可以补偿主保护,作为备用保护的改进。     

新型交直流比较仪在暂态电流测量中的应用

提出了一种全新的交直流电流比较仪,分析了它的暂态响应特性。这种新型电流比较仪实际上包含了自平衡直流比较仪和电子补偿式交流电流互感器的所有功能。测试表明传统的暂态电流互感器测量误差达到5％－10％,而用新型交直流比较仪的暂态电流测试误差小于1％。     

500kV线路保护装置220V直流电源串入交流电误动跳闸事故分析

通过分析500kV变电站引因一次直流系统串入交流电而导致500kV线路保护误动跳闸的原因,为变电站检修、维护的现场施工人员提供了经验教训,从而提高检修、维护施工中的安全管理,以确保检修、维护施工过程中变电站一、二次设备的安全可靠运行。     

新型交直流电流表设计

系统以AT89C51系列单片机为控制单元,介绍一种以ACS712霍尔电流测量芯片为测量工具的新型电流测试方式,系统电流测量范围为0～5 A,且具有结构新颖、电路简单、测试精确、生产成本低廉和体积小巧等优点,特别适合应用于工业、商业和通信系统等各个领域的高精度交流或直流电流测试.     

高压交直流同塔输电线路无线电干扰与可听噪声的计算

为了寻求一种适合交直流同塔架设线路的无线电干扰与可听噪声计算方法,从理论上分析了混合线路表面场强的特点,利用线性叠加原理求出混合线路表面场强,并结合晴天和雨天对交流和直流线路电晕程度的不同影响,提出在同一种天气状况下计算交直流线路无线电干扰与可听噪声。用3种计算无线电干扰与可听噪声的方法,分晴天和雨天情况进行计算比较,结果表明3种方法中 BPA 修正公式计算值最大,该方法可视为目前计算交直流同塔线路无线电干扰与可听噪声的有效方法。     

基于电流相角分布的光伏直流送出线保护方案

光伏直流送出线发生双极故障时会导致输电线路两端换流器快速闭锁,为保障系统稳定运行,保护装置需在换流器闭锁前快速准确识别故障.为此,提出一种基于两端电流极性变化的相角分布光伏直流送出线保护方案.该方案利用相角值描述故障前后一个数据窗线路两端暂态电流极性的异同,并以此分类构造保护判据,可以准确快速地判断出光伏直流送出线区内外故障.最后,在MATLAB/Simulink中搭建1 MW/±30 kV集中型光伏直流升压外送系统模型进行仿真验证.结果 表明,该方案能够快速可靠识别光伏直流送出线上的故障类型,且具有较好的抗干扰和抗过渡电阻能力.     

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。