雷击工况下UHVDC线路行波保护误动概率模型与风险评估

特高压直流线路行波保护存在雷击工况下的误动风险,而简单提高定值会带来高阻接地时的保护拒动风险.针对该问题,文中提出以线路落雷率、绕击率、波头参数分布概率和考虑雷击位置的行波保护误动区间等参数构成雷击工况下特高压直流线路行波保护的误动概率模型,根据叠加原理计算误动概率,结合雷电活动数据求取误动频率,并以上述两项指标实现对行波保护的雷击误动风险评估.最后以南方电网某特高压直流线路为例,利用实际参数与录波结果对文中方法进行评估,所得结果与实际工程统计结果相符.     

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。     

基于地模-线模极波比的HVDC单端行波保护方案

对天生桥-广州(天广)高压直流输电工程已经多次发生的高阻接地故障下行波保护拒动问题进行了分析研究,指出了高阻接地故障下电压变化率与电压幅值差小于区外接地故障时电压变化率与电压幅值差的最大值是导致保护拒动的根本原因.在此基础上,提出了一种基于地模极波与线模极波比值的高压直流输电线路单端行波保护方案.该方案采用模量分解的方法将故障行波分解为地模极波和线模极波,并基于PSCAD/EMTDC仿真计算平台分析了不同故障条件下地模极波特性.理论分析和仿真结果表明:该方法能够很好地响应各种高阻接地故障,灵敏度高,优于现有工程上使用的保护方案.     

基于可拓工程的特高压直流输电线路故障类型甄别

±800 kV特高压直流输电线路故障类型的正确判别是国家电网安全稳定运行的重要保证。针对目前基于行波保护的装置在实际运行中存在的易拒动和易误动的问题,本文研究了基于暂态电压和暂态能量的两种暂态特性分析与故障类型甄别原理。然后在介绍可拓工程原理的基础上,应用可拓学中的物元模型将两种故障类型识别判据进行可拓融合,提出了用于区分输电线路发生单极接地故障、双极接地故障、非故障性雷击和故障性雷击四种暂态状况的识别判据。     

距离保护误动原因分析

大多电流电压保护,其保护范围要随系统运行方式的变化而变化。对长距离、重负荷线路,由于线路的最大负荷电流可能与线路末端短路时的短路电流相差甚微,采用电流电压保护,其灵敏性也常常不能满足要求。而距离保护是广泛运用在110kV及以上电压输电线路中的一种保护装置。针对距离保护误动的原因进行分析。首先介绍了距离保护的概念和基本原理,在此基础上对距离保护误动的原因进行分析,并研究了距离保护的闭锁装置。     

微机保护电压回路的正确接线与检验

随着近年来微机保护的大量投入运行,其灵活性大、可靠性高、高性能、维护调试方便、小型化和低负担等优越性得到体现,但在实际运行中,如果外部接线（特别是电压回路接线）有误,则会造成保护装置误动。以新宾区电网为例,目前110 kV线路保护大部分为第三代微机保护（CSL-160系列）,此保护装置是线路故障时零序电压为装置自产3U0,即由软件将三个相电压相加获得3U0,供方向判断用,但在PT断线时,又自动改用开口三角的3U0;另外还有两套WXB-01微机保护,此保护无自产3U0功能。其中一套（WXB-01）型保护,因开口三角3U0极性接反而造成区外故障,保护误动。但装置判别外部3U0极性接反,若当时有PT断线时,保护装置肯定拒动或误动。根据近几年的运行经验,因3U0接线错误而使微机保护零序方向保护发生误动的情况已屡见不鲜。虽然在微机保护装置的说明书中,厂家一再强调3U0的正确接线,但由于缺乏和以往零序功率方向继电器接线的比较,容易造成保护人员在接线上的概念混淆,下面就以WXB-01型微机保护为例,说明3U0的接线以及保证其正确接线和检验的方法。     

基于解析与EMTDC仿真的高压输电线路行波保护研究

对高压输电线路进行行波保护在实际中具有很重要的意义。本文讨论了高压输电线路的行波保护,分别给出了电压行波保护判据和极波行波保护判据。在此基础上对电压行波保护整定计算及极波行波保护整定计算方法进行了深入的研究和讨论,利用解析与仿真相结合的方法进行了对比,结果表明,整定计算方法在工程实际中是可行的,对工程应用具有很好的理论指导作用。     

直流配电系统故障特征及对继电保护的影响

分析了采用单极接地方式的双端直流配电系统中直流侧单极接地故障特征,将故障过程分为直流电容放电、自然换向至稳态两个阶段,并基于DIgSILENT/PowerFactory搭建双端直流配电系统模型进行了仿真分析.通过理论分析故障回路特性并结合仿真结果,总结出线路越长、滤波电抗器越大、电源内阻越大,越容易引起交流侧保护误动的规律.在交直流配电网交流侧进行保护整定时,为避免保护误动,可靠系数选取应尽量大一些.     

一种混合双极直流输电线路保护新原理

应用故障网络分析方法,研究了混合双极直流输电线路可能发生的各种短路故障类型,并进行了故障特性分析。根据分析结果发现:当直流输电线路发生区内故障时,整流侧与逆变侧的暂态电压和暂态电流夹角的余弦值相同;当直流输电线路区外(整流侧或逆变侧)发生故障时,整流侧与逆变侧的暂态电压和暂态电流夹角的余弦值相反。根据该故障特征,可实现区内、外故障的识别。利用小波变换提取暂态电压、电流分量。另外,故障极的暂态电压和电流的积的变化量远远大于正常极。根据此特征,进行故障选极。最后,通过电磁暂态仿真软件搭建电压不对称的混合双极直流输电系统仿真模型,对其直流输电线路设置不同故障进行仿真,利用MATLAB进行算法的验证,结果表明该保护新原理的正确性及故障选极是可行的。     

一起雷击线路引起主变差动保护误动的分析

农电网某110kV变电站为内桥接线方式兼有送出线路,其送出线路遭受雷击故障时,使站内主变差动保护动作跳闸,事故后进行进线线路倒闸操作时,又出现不带电的主变零序电压电流保护动作,跳进线开关.分析认为其原因在于:TA磁饱和引起主变差动保护误动;110kV少油断路器的均压电容与母线TV发生铁磁共振引起主变的零序电压电流保护动作.该文对此提出了防范措施.     

交直流混联系统对距离保护暂态超越的影响及解决措施

针对传统的距离保护应用于交直流混联系统,特别是当直流系统发生换相失败时存在暂态超越的问题,分析发现交直流混联系统直流侧发生换相失败时,故障暂态信号中含有大量衰减缓慢的低频分量、非周期分量及高频分量,这是引起距离保护暂态超越的根本原因.同时,给出一种先利用分布参数模型将保护安装处的电压、电流补偿至整定点,再采用R-L线路模型建立微分方程,识别出整定点与故障点之间距离的保护方案.动模数据仿真结果表明,该方案在特高压、长线路末端故障时能够有效地防止暂态超越,不受线路分布电容、低频分量以及非周期分量的影响,提高了长线距离保护的动作可靠性.     

一种线路断路器失灵保护新方案

经复合电压闭锁的线路断路器失灵保护在长线路末端故障时,存在因电压闭锁元件定值灵敏度不足而拒动的问题.首先分析了传统基于复压闭锁的失灵保护判据拒动的情形,然后提出了基于站域信息共享的线路断路器失灵保护新方案:在站控层计算保护判据生成保护出口动作信号,采用冗余电流信息对有流/无流进行检测,判断断路器是否断开,并使用重合闸检无压信号对复压闭锁判据进行补充.理论分析和仿真结果表明,基于站域信息共享的失灵保护新方案具有较高的可靠性.     

±500kV广州换流站最后断路器及线路保护逻辑改进分析

针对南方电网±500 k V宝安换流站近年发生的两起因最后断路器保护配置错误及开出信号误配导致的直流闭锁事件,对±500 k V广州换流站最后断路器及线路保护逻辑进行梳理。结合其双母接线方式特点,介绍了广州站最后断路器及线路保护逻辑,提出了现有保护逻辑的缺陷,并设计了相关的改进方案。     

柔性直流馈入下交流输电线路单端故障测距分析

柔性直流输电具有不同于交流输电和常规直流输电的运行原理和特性,随着柔性直流输电技术的应用,交流电力系统的故障特征可能发生显著变化,基于传统交流系统暂态故障特征量的故障测距面临挑战。为此,基于柔性直流输电的运行原理,分析了柔直交流侧故障时换流器的运行特性,推导了在换流器保护未启动、限流以及闭锁条件下柔直交流侧短路电流解析式,分析比较了柔直不同暂态运行状态下对输电线路单端故障测距的影响规律。结果表明,柔直馈入下交流输电线路单端故障测距受换流器交流侧电压跌落系数和换流器无功功率指令的影响,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的正确性。     

和应涌流对变压器TA饱和及涌流闭锁条件影响的分析

和应涌流影响变压器和发电机正常运行,可能引起变压器差动保护误动.和应涌流中的直流衰减分量引起电流互感器(TA)饱和,使二次侧波形发生畸变可能导致二次谐波制动式差动保护失效.本文以单相变压器为例,仿真分析了和应涌流对T A饱和的影响,进一步分析了二次谐波制动式差动保护闭锁判据以及现有TA饱和闭锁判据的有效性,并以结合现场实例证明了结论的正确性.     

基于电压信息的 MMC 直流电网直流侧保护方案

针对柔性直流输电系统运行时线路发生短路故障,识别故障线路所在以及解决电网短路电流快 速上升产生的过能量难题,提出利用输电线两端加装电感的电压信息作为故障判据的线路保护方法。 该方 法利用短路发生后电流上升,使得电感感应电压的极性发生变化的原理确定故障线路并启动直流断路器,此 为主保护;主保护拒动时,启动后备保护,通过检测电感感应电压是否超过整定值以确定故障线路并断开,利 用设计的 BPI(Buffer Protection Identification)将线路中的过电流缓冲吸收以保护整个故障线路;在 PSCAD/ EMTDC 上搭建三端环状柔性直流输电系统,模拟线路发生单极短路、双极短路,仿真结果表明:线路发生故 障时,主保护可以快速识别故障线路所在并切开线路,提高了故障识别的灵敏性,主保护拒动时,后备保护启 动识别故障线路,提高了线路整个保护方法的可靠性。     

10KV配电线路防雷保护间隙的设计

10kV配电线路是电力系统中较靠近用户的一级,绝缘水平较低,且中低压架空线路一般无特别的防雷措施。本文在研究10kV绝缘导线的断线机理基础上,利用ANSYS软件仿真分析防雷保护间隙与绝缘子配合时遭雷击过电压放电过程及电压等级分布,确定了防雷保护间隙的大小。所设计的防雷保护间隙在非雷击状态不承载电压,雷击时先于绝缘子可靠放电,保护了绝缘子不受烧伤和击穿,保证了线路在雷电过电压下的安全运行。     

抑制直流偏磁导致的互感器饱和的直流补偿法

在超特高压直流输电线路相继投入运行的背景下,直流偏磁造成电流互感器(current transformer,CT)饱和的现象日趋严重,抑制CT饱和尤为重要.通过直流偏磁产生机理和CT等效模型的建立,推导得到3种CT暂态饱和时的二次电流及铁芯磁链表达式,并提出直流补偿法来抑制直流偏磁导致的CT暂态饱和.基于电力系统计算机辅助设计PSCAD(power sys-tems computer aided design)仿真平台,分析直流偏磁对CT二次电流的影响,通过定量计算得到补偿直流与偏磁电流的对应关系.抑制电流互感器暂态饱和可以确保其准确地将一次电流传变至二次侧,二次电流波形不会出现畸变,能够避免因差流过大引起的保护误动,确保电力系统安全可靠运行.此外,针对励磁涌流及接地故障造成的CT饱和,仿真结果验证该方法切实可行.     

一起直流线路山火导致楚穗特高压直流线路事故的处理及分析

800kV云广特高压直流输电发生一起因直流线路山火导致的直流线路保护动作事故。对该直流输电线路的安全运行带来严重影响。分析了事故的处理过程及山火发生后直流保护的动作情况,提出了直流线路发生山火时直流运行方式调整和防山火的建议。     

变高差特高压直流输电塔线体系的地震响应分析

为探究高差对特高压直流输电线路的地震响应影响,分别建立了高差为40、-40 m和无高差的三种塔线体系模型,采用有限元软件进行地震动模拟,对比分析了不同塔线体系模型的响应特征。研究结果表明,地震动多维激励或考虑行波效应作用时,有高差变化的输电塔较无高差变化的输电塔地震响应,其主材单元的轴力最值分别平均增加7.62%和6.79%,其节点顺线路方向位移随时间的变化规律有所改变。因此对于途径山地丘陵的特高压直流输电线路,考虑高差的影响有助于获得更贴近实际的地震响应结果。