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断路器后备保护和大短路电流下的上下级选择性研究

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建筑电气 2024年第6期43卷 26-32页

作者：陈科施耐德电气(中国)有限公司江苏省无锡市214000

引入电流三区段概念,主要分析在选择性极限电流I超过上级断路器短路保护阅值时的上下级选择性问题,并就实际工程应用给出相关建议。

关键词：断路器串联回路选择性电流三区段选择性极限电流选择性配合表断路器极限分断能力后备保护保护配合

基于暂态特征分布的单端量后备保护自适应配合方案

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电力系统自动化 2023年第24期47卷 143-155页

作者：常娜娜宋国兵常仲学张晨浩郑玉平吴通华西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 电网运行风险防御技术与装备全国重点实验室江苏省南京市211106

单端量后备保护对保证配电网安全运行具有重要的作用,但其整定工作任务繁重、难以自适应逆变类分布式电源随机接入的场景。因此,亟须研究无需逐级整定的后备保护自适应配合方案。针对故障稳态阶段高比例新能源接入后短路电流受限导致传... 详细信息

单端量后备保护对保证配电网安全运行具有重要的作用,但其整定工作任务繁重、难以自适应逆变类分布式电源随机接入的场景。因此,亟须研究无需逐级整定的后备保护自适应配合方案。针对故障稳态阶段高比例新能源接入后短路电流受限导致传统阶段式配合的保护存在误动/拒动的问题,提出“暂态故障识别+稳态动作判别”的接力式反时限后备保护方案。首先,定性分析并用阻抗特性验证拓扑结构变化时故障分量瞬时实功率的暂态特征分布,提取有自然差异的最小适用频带内的时域信息,计算换流器未调节阶段的暂态能量。其次,给出全网统一反时限特性方程的参数选取原则,实现相邻保护间的自适应配合;构造基于稳态电压的动作判据,得到利用故障全过程电气量的单端量后备保护配合方案。最后,仿真验证所提方法在不同拓扑、分布式电源容量以及接入方式变化时的有效性。

关键词：后备保护分布式电源暂态稳态最小适用频带反时限特性自适应配合

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基于六次谐波分量的柔性直流电网后备保护

电网技术 2023年第2期47卷 784-792页

作者：贾科刘鑫钮厚敏温志文毕天姝新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

目前,国内外直流配电网工程多采用半桥子模块,同时配备低压断路器切除故障。然而,故障波形畸变造成的测量误差,可能使高速主保护动作性能下降或拒动。为保证柔性直流工程的安全可靠运行,有必要研究相关的后备保护方法。针对该问题,通过... 详细信息

目前,国内外直流配电网工程多采用半桥子模块,同时配备低压断路器切除故障。然而,故障波形畸变造成的测量误差,可能使高速主保护动作性能下降或拒动。为保证柔性直流工程的安全可靠运行,有必要研究相关的后备保护方法。针对该问题,通过分析换流设备闭锁后不同二极管导通组合对应的时频响应特性,确定六次谐波分量恒定存在的故障特征。进而提出一种基于六次谐波电抗量测的后备保护方法,利用保护测量电抗与动作电抗之间的关系,加之时序的配合使保护在各种故障情况下均能可靠动作。最后,在PSCAD/EMTDC电磁仿真平台搭建双端柔性直流配电网模型进行仿真验证。仿真结果表明所提保护方案仅利用单端信息可靠实现故障切除,且具有较强的耐受过渡电阻和噪声的能力。

关键词：柔性直流配电网换流设备闭锁六次谐波分量后备保护

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基于瞬时功率相平面的柔性直流电网后备保护

高电压技术 2023年第3期49卷 1273-1283页

作者：王洪彬周念成廖建权范炳昕宋佳航倪静怡输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044 四川大学电气工程学院成都610065

基于双端信息的柔性直流电网保护方法具有无需整定阈值、耐受过渡电阻能力强、保护线路全长、可靠性高等优势,可以弥补单端信息保护的缺陷。为实现直流电网线路故障的全范围检测,同时实现后备保护与主保护的协调配合,提出了一种基于故... 详细信息

基于双端信息的柔性直流电网保护方法具有无需整定阈值、耐受过渡电阻能力强、保护线路全长、可靠性高等优势,可以弥补单端信息保护的缺陷。为实现直流电网线路故障的全范围检测,同时实现后备保护与主保护的协调配合,提出了一种基于故障分量瞬时功率相平面的直流电网线路双端保护方法。首先建立多端柔性直流电网模型,利用回路分析法推导短路故障电流和电压,计算故障分量瞬时功率。然后分析不同故障类型下正负极故障分量瞬时功率的和差特征,分别利用功率差与功率和构造相平面,实现故障区域识别与故障选极。同时通过引入低电压判据,对故障分量瞬时功率重新进行计算,消除线路出口处存在保护死区的问题。该保护方法具有良好的选择性,能够保护线路全长,且具有较好的耐受过渡电阻能力。

关键词：柔性直流电网后备保护瞬时功率相平面故障区域识别故障选极

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基于系统电压分布曲线拟合的后备保护方案

电力系统保护与控制 2022年第16期50卷 95-104页

作者：宋国兵常娜娜侯俊杰常仲学郑玉平吴通华西安交通大学电气工程学院陕西西安710049 电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西西安710049 南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司江苏南京211106 智能电网保护和运行控制国家重点实验室江苏南京211106

拓扑结构的多样性和电源特性的复杂性使得基于稳态电流量的后备保护整定工作量大且失配现象时有发生,无需整定且具有自动配合功能的后备保护技术是继电保护工作人员追求的目标。在分析了传统反时限过流保护存在的问题和辐射状配电网正... 详细信息

拓扑结构的多样性和电源特性的复杂性使得基于稳态电流量的后备保护整定工作量大且失配现象时有发生,无需整定且具有自动配合功能的后备保护技术是继电保护工作人员追求的目标。在分析了传统反时限过流保护存在的问题和辐射状配电网正、负序电压故障分量分布特征的基础上,提出了基于系统电压分布曲线拟合的后备保护方案。所提方案利用综合电压序分量的系统分布与各级保护实现逐级配合的最小动作时间拟合具有反时限特性的动作曲线,得出拟合后的分段函数表达式。由其计算的保护动作时间可自动反映各保护与故障位置的拓扑关联关系,在满足选择性和快速性要求的前提下实现各级保护的自适应配合。DG接入不会改变综合电压序分量的分布特征,因而所提方法对含DG的网络具有自适应性。理论分析和仿真结果表明,所提方法可自动实现任一点故障时上下级保护的快速、逐级配合。

关键词：后备保护综合电压序分量曲线拟合自适应配合 DG接入

基于时序配合的柔直配电网后备保护与控制协同方案

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电力系统自动化 2022年第2期46卷 137-145页

作者：郑涛吕文轩新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市102206

柔性直流配电网的故障主动控制与主保护协同方案能够有效克服传统保护方案的局限性,但在通信故障、隔离设备失灵等极端情况下其可靠性难以保证,亟须开展相关后备保护原理的研究。鉴于此,利用换流器的故障主动控制提出了一种基于本地电... 详细信息

柔性直流配电网的故障主动控制与主保护协同方案能够有效克服传统保护方案的局限性,但在通信故障、隔离设备失灵等极端情况下其可靠性难以保证,亟须开展相关后备保护原理的研究。鉴于此,利用换流器的故障主动控制提出了一种基于本地电流突变量极性的后备保护方案:基于换流器产生的电流突变信号,根据测量的电流突变量极性闭锁故障反方向的负荷开关,进而根据时序配合关系实现故障线路的可靠隔离。该方案不依赖于通信及直流断路器,通过换流器的故障主动控制,仅利用负荷开关实现故障隔离。文中进一步提出了一种后备保护加速策略,并结合不同拓扑分析了其实用性。最后,在PSCAD/EMTDC中建立了四端柔性直流配电网模型,通过仿真验证了所提方案能够仅基于本地信息实现故障线路的快速选择性隔离。

关键词：故障主动控制本地量保护电流突变量极性柔性直流配电网后备保护

基于直流断路器动作响应的环状柔性直流配电网后备保护方案

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中国电机工程学报 2023年第15期43卷 5785-5796页

作者：李妮焦在滨齐杉西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

直流配电网由于供电能力强、线路损耗小、电能质量高等优点,已经成为未来配电网的发展趋势。柔性直流换流器过载能力差,且直流线路故障时,换流器直流侧电容向故障点提供数值很大的放电电流,对环状直流配电网继电保护的快速性和选择性提... 详细信息

直流配电网由于供电能力强、线路损耗小、电能质量高等优点,已经成为未来配电网的发展趋势。柔性直流换流器过载能力差,且直流线路故障时,换流器直流侧电容向故障点提供数值很大的放电电流,对环状直流配电网继电保护的快速性和选择性提出了极高的要求。此外,一方面直流故障电流分断困难,技术尚不成熟,直流断路器存在拒动风险;另一方面,即使换流器闭锁后,仍然需要继电保护识别故障位置并采取故障隔离措施,以保障重启动和恢复过程的顺利进行,因此环状直流配电网的后备保护也应得到足够的重视。提出一种基于直流断路器动作响应的环状柔性直流配电网后备保护方案,分析了直流故障线路一侧断路器拒动情况下,相邻非故障线路上限流电抗器的电压变化特性,提出基于直流电流二阶变化率的故障识别判据和故障隔离方案;其次,分别考虑了高阻故障和故障线路两端直流断路器非同期分断等问题,提出基于直流电流一阶变化率的辅助判据和基于电流二阶变化率数值和方向的闭锁判据,以提升后备保护方案的整体性能;最后,基于PSCAD/EMTDC平台搭建电磁暂态仿真模型,验证了所提方案的有效性,结果表明:该方案动作无需通信,耐过渡电阻能力强,不受交流侧故障影响,能够在直流断路器动作后快速启动并为柔性环状直流配电网提供有效的后备保护。

关键词：直流配电网限流电抗器直流电流二阶变化率后备保护

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中压配电网分布式智能后备保护方案

南方电网技术 2023年第8期17卷 77-84页

作者：高崇陈沛东曹华珍何璇李建明林凌雪广东电网有限责任公司电网规划研究中心广州510308 华南理工大学电力学院广州510640

分布式保护是含高渗透率分布式电源接入的有源配电网保护发展的重要方向,因此提出了一种分布式智能后备保护方案。该方案采用动态阈值构成后备保护的启动判据,无需复杂的时延整定。各环网节点的后备保护利用与近邻之间的信息交互,可实... 详细信息

分布式保护是含高渗透率分布式电源接入的有源配电网保护发展的重要方向,因此提出了一种分布式智能后备保护方案。该方案采用动态阈值构成后备保护的启动判据,无需复杂的时延整定。各环网节点的后备保护利用与近邻之间的信息交互,可实现故障区段的定位和动作协同,在通信故障、智能单元故障、开关拒动等多种异常状况下实现有效的后备保护。通过有源配电网故障仿真算例验证了后备保护的有效性。

关键词：中压配电网智能代理后备保护分布式控制

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基于系统保护的配电网馈线故障处理技术

科学技术创新 2024年第12期 225-228页

作者：张爱辉浏阳新华电力有限公司湖南浏阳

本文探究了基于系统保护的馈线故障处理技术。相比于基于重合器的馈线故障处理,该技术具有故障识别精准、故障隔离及时、自动化程度高等特点,在保证配电网可靠运行和提供电能质量方面有良好效果。馈线系统保护采用主保护和后备保护相结... 详细信息

本文探究了基于系统保护的馈线故障处理技术。相比于基于重合器的馈线故障处理,该技术具有故障识别精准、故障隔离及时、自动化程度高等特点,在保证配电网可靠运行和提供电能质量方面有良好效果。馈线系统保护采用主保护和后备保护相结合的方式,确保在通信发生故障的情况下也能快速隔离故障。从实验结果看,系统保护装置可以在150 ms内完成故障处理,满足配电网安全、可靠运行的要求。

关键词：系统保护配电网馈线故障后备保护