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基于超高压自耦变压器中性点零序电流的方向比较纵联保护的研究

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电力系统保护与控制 2014年第22期42卷 24-31页

作者：阿里木江.卡德尔索南加乐阿米那古丽.艾尼伊利亚尔.艾尔肯新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830047 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

随着电力系统向超高压方向发展,自耦变压器容量越来越大,而其零序阻抗越来越小,导致保护上虽然零序电流达到定值。但零序电压很小,不满足灵敏度要求,零序方向元件误动和拒动,从而零序方向纵联保护无法投入。但超高压自耦变压器中性点所... 详细信息

随着电力系统向超高压方向发展,自耦变压器容量越来越大,而其零序阻抗越来越小,导致保护上虽然零序电流达到定值。但零序电压很小,不满足灵敏度要求,零序方向元件误动和拒动,从而零序方向纵联保护无法投入。但超高压自耦变压器中性点所产生的数值很大的零序电流的作用一直被忽略,没有被有效利用。据此提出利用自耦变压器中性点零序电流来代替保护上两侧零序电压的基于自耦变压器中性点零序电流的方向比较纵联保护方案。该方案以自耦变压器中性点零序电流为参考量,与两侧保护处的零序电流进行比相,以两者相位差作为方向判据,判断自耦变压器两侧故障方向,进而根据纵联方向比较原理比较两侧故障方向来易区分内部故障和外部故障。该方案能够消除保护处零序电压对零序方向元件方向判据的不利影响,有效地解决了目前保护处零序电压太小而引起的传统零序方向纵联保护拒动和误动的难题。经动模实验数据和数字仿真验证了该方案对接地故障具有灵敏度高,选择性好,能够正确地反应变压器各种轻微匝间故障,判据不受故障侧电流互感器(CT)饱和影响等优点。

关键词：自耦变压器接地故障零序电流新方向元件方向比较纵联保护匝间故障 CT饱和

基于序电流的幅值和方向比较的黑启动中线路保护方法

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电测与仪表 2018年第11期55卷 130-136页

作者：夏云霞刘建锋周健张剑张帅涛上海电力学院上海200090 国网上海电科院上海200437 国网上海市奉贤供电公司上海201400

文中将黑启动中的多级线路独立处理,详细分析了不同运行方式下故障及空载长线路产生充电过电压时系统的序量分布特点,给出了一种基于输电线路序电流的幅值和方向比较的线路保护方法。该方法首先根据母线序电压的幅值特点形成有效的启动... 详细信息

文中将黑启动中的多级线路独立处理,详细分析了不同运行方式下故障及空载长线路产生充电过电压时系统的序量分布特点,给出了一种基于输电线路序电流的幅值和方向比较的线路保护方法。该方法首先根据母线序电压的幅值特点形成有效的启动判据,选定疑似故障线路;再利用故障时由线路两端序电流计算得到的线路中点计算序电流的幅值和方向特点形成两个综合判据,具体确定故障线路。该保护方法不仅能够识别各种故障,且能在空载长线路产生充电过电压时不误动。该保护方法在单电源运行方式时起主保护作用,其他运行方式下作为后备保护,保证系统各种运行方式下安全有效运行。

关键词：黑启动运行方式故障识别序电流幅值比较方向比较过电压

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新型方向比较式快速母线保护原理及实现技术

新型方向比较式快速母线保护原理及实现技术

作者：刘栋山东大学

学位级别：硕士

母线连接发电机、变压器、整流器和输电线路,是电力系统中最重要的元件之一,母线保护拒动或误动都会对电力系统造成巨大危害。电网建设的飞速发展对母线保护的快速性、选择性、灵敏性和可靠性提出了更高要求。电力系统广泛采用的基于电... 详细信息

母线连接发电机、变压器、整流器和输电线路,是电力系统中最重要的元件之一,母线保护拒动或误动都会对电力系统造成巨大危害。电网建设的飞速发展对母线保护的快速性、选择性、灵敏性和可靠性提出了更高要求。电力系统广泛采用的基于电流差动的保护原理易受电流互感器饱和与变比不匹配的影响,研究新型母线保护原理对克服现有母线差动保护原理存在的不足,提高母线保护的快速性和可靠性具有重要意义。目前提出的新型母线保护原理多数只是提出了保护方案,没有形成实际保护装置,所提原理的性能无法得到实际验证。开发基于新型母线保护原理的继保装置对电力系统具有现实意义。为此,本论文基于新型方向比较式快速母线保护原理进行硬件开发和软件实现,并对所开发保护样机进行测试。论文所做工作如下：(1)根据不同故障位置产生的前、反行波故障特征,提出了一种方向比较式故障方向识别原理。该原理利用故障发生后特定时间段内前行波和反行波的幅值大小关系,判定线路故障方向,综合母线所连各线路的方向识别结果确定是否发生母线故障。针对所提方向比较式母线保护原理,设计了一整套母线保护方案,对保护方案主要组成元件进行详细分析并给出应用于工程实际的算法公式。(2)开发出基于所提方向比较式母线保护原理的母线保护样机。给出保护样机硬件设计框图并对主要组成部分,如高速采样单元、快速数据处理单元、中央处理单元以及开入开出单元等,进行功能说明。给出实际硬件电路接线图,详细说明硬件电路的主要组成模块及工作流程,分析了AD7606芯片以及uPP通信的工作机理。设计了母线保护软件流程并协调控制各任务和中断程序之间的通信同步使得母线保护任务能够被优先完成,根据软件流程和所提母线保护方案,给出母线保护算法流程图,编写母线保护算法程序。(3)对母线保护样机进行动模测试分析。利用动模实验室搭建单母线结构物理模型,将母线所连三条支路的电压电流量接入保护样机,利用动模故障录波系统监测保护样机在不同故障情况下的动作情况。为了全面测试保护样机性能,针对故障位置、故障类型、电流互感器饱和、转换性故障和开关操作等故障影响因素进行了大量动模测试。此外,利用matlab对动模实验数据进行分析研究。(4)对母线保护样机进行RTDS闭环测试分析。根据实际500kV变电站参数,在RTDS实验室搭建3/2接线母线模型,设计仿真模型控制逻辑,利用RTDS输入输出模块构建RTDS闭环测试系统。利用RTDS闭环测试平台全面测试所开发的母线保护装置,针对可能影响测试结果的故障条件,如故障初始角、故障类型、接地电阻等进行大量仿真测试,利用matlab分析处理RTDS实验数据。理论分析和测试结果表明所提母线保护原理动作快速、具有很高的灵敏度和可靠性,能够正确识别开关操作,基本不受故障初始角、过渡电阻、电流互感器饱和等故障因素的影响。保护装置性能稳定可靠,在母线区外故障时可靠不动作,区内故障时动作快速,保护出口时间在4ms左右。

关键词：母线保护方向比较装置开发动模测试 RTDS测试

同方学位论文库评论

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相位比较和方向比较方案的分析

电力自动化设备 1993年第17期13卷 109-111页

作者： Wiek.,SB 周静娟

基于正序故障分量方向比较原理的广域继电保护算法

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长春理工大学学报（自然科学版） 2016年第1期39卷 139-143页

作者：金恩淑张译丹汪有成东北电力大学电气工程学院吉林132012 国家电网通辽供电公司通辽028000

对广域方向纵联保护算法进行深入研究,得到一种广域继电保护算法,该算法的原理是对正序故障方向进行比较:利用智能电子设备IED(Intelligent Electric Device,IED)的定位,将线路、母线组成IED关联域。在这个系统出现故障时,通过IED在关... 详细信息

对广域方向纵联保护算法进行深入研究,得到一种广域继电保护算法,该算法的原理是对正序故障方向进行比较:利用智能电子设备IED(Intelligent Electric Device,IED)的定位,将线路、母线组成IED关联域。在这个系统出现故障时,通过IED在关联域内对故障信息的采集和共享,结合文中定义的故障判别原则,可以得出发生故障的位置。通过IED设定的相应策略,快速排除故障。

关键词：广域继电保护正序功率方向比较

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基于方向比较原理的集中式后备保护算法研究

河南科学 2016年第5期34卷 732-736页

作者：李平张梦真杨东杰河南省冶金研究所有限责任公司郑州450053 河南建筑材料研究设计院有限责任公司郑州450002 河南省科学院郑州450002

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... 详细信息

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.

关键词：智能变电站集中式后备保护算法方向比较关联矩阵

利用站域信息的智能变电站变压器后备保护方案

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电力系统自动化 2017年第19期41卷 140-146页

作者：樊占峰刘星刘益青高厚磊宋国兵邓茂军西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049 许继集团有限公司河南省许昌市461000 济南大学自动化与电气工程学院山东省济南市250022 山东大学电气工程学院山东省济南市250061

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... 详细信息

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。

关键词：智能变电站变压器后备保护站域信息方向比较正序分量

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变电站集中式后备保护

电力自动化设备 2009年第6期29卷 1-5页

作者：张保会周良才西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

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... 详细信息

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。

关键词：广域信息继电保护配置集中式后备保护方向比较故障位置判别矩阵

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水电站黑启动中分区策略及线路继电保护研究

水电站黑启动中分区策略及线路继电保护研究

作者：夏云霞上海电力学院

学位级别：硕士

黑启动通常是电力系统大型事故后恢复的一个重要选择,故制定电力系统大型事故后的合理恢复措施可有效地加快系统恢复进程,一定程度上减少停电损失;反之则有可能会延误恢复进度、甚至扩大事故的影响范围,进一步造成更加严重的后果,带来... 详细信息

黑启动通常是电力系统大型事故后恢复的一个重要选择,故制定电力系统大型事故后的合理恢复措施可有效地加快系统恢复进程,一定程度上减少停电损失;反之则有可能会延误恢复进度、甚至扩大事故的影响范围,进一步造成更加严重的后果,带来更多损失。通常大规模复杂电力系统中含有多个具有自启动能力的机组(黑启动电源),大停电后对系统实行分区并行恢复能够在一定程度上加速系统的恢复,即能够在一定程度上缩短用户的停电时间,减少大停电对国民经济和人民生活的影响。因而大停电后对系统进行的适当分区操作对系统恢复显得极为重要。另外,黑启动能否顺利进行的关键是使系统的恢复过程处于预定的可控状态之下,所以可靠的继电保护配置对于黑启动的顺利进行也很重要。首先,本文根据黑启动系统的特点和要求,按照一定原则首先将系统简化成为一个无向有权网络,网络中边的权值等于该边所对应的输电线路的电抗、电纳之和;确定网络中的各独立黑启动电源节点为初始聚类中心,选取合适的初始聚类半径进行初始聚类。以此类推,最终把所有节点划分到不同的聚类中去,当存在边界节点无法划分时,进行模块度计算,模块度函数值最大时即为最佳分区结果。最后进行各子系统内部网络拓扑与潮流约束条件校验,若满足则即为最终分区;若不满足约束条件,则进行边界节点的重新划分。IEEE 39节点和118节点系统的算例验证了该算法的可行性和有效性。其次,文中将黑启动中的多级线路独立处理,详细分析了不同运行方式下故障及空载长线路产生充电过电压时系统的序量分布特点,给出了一种基于输电线路序电流的幅值和方向比较的线路保护方法。该方法首先根据母线序电压的幅值特点形成有效的启动判据,选定疑似故障线路;再利用故障时由线路两端序电流计算得到的线路中点计算序电流的幅值和方向特点形成两个综合判据,具体确定故障线路。该保护方法不仅能够识别各种故障,且能在空载长线路产生充电过电压时不误动。该保护方法在单电源运行方式时起主保护作用,其他运行方式下作为后备保护,保证系统各种运行方式下安全有效运行。

关键词：黑启动子系统划分 K-Means算法模块度故障识别幅值比较方向比较过电压