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关键词： 大停电模型   继电保护   自动重合闸   不正确动作   风险评估  

摘要： 近年来,国内外大规模停电事故时有发生,通过分析与总结事故原因发现,电力系统继电保护及自动装置的不正确动作是导致电网发生连锁故障的重要因素。因此,有必要深入研究继电保护及自动装置在停电事故中的作用机理,提出评估系统停电风险的指标与方法,并针对不同的电力网络设置相应的降低停电风险的保护配置方式。本课题以国家电网公司科技项目“基于多沙堆理论的互联电网停电事故预警技术及系统研发”为背景,是子课题“考虑电网元件及其关联保护控制系统的停电事故建模方法”的主要组成部分。本文以电网连锁故障大停电为主要的研究对象,利用自组织临界性理论,从多次随机停电和单次事故传播两个仿真角度综合分析继电保护运行状态、重合闸运行状态、系统潮流转移等多种因素对连锁故障大停电的影响,并制定了降低停电事故风险的措施。首先,本文建立了一种考虑继电保护不正确动作的停电事故仿真模型。考虑到继电保护不正确动作(拒动或误动)对故障线路及相邻线路的影响,在现有的大停电事故仿真模型的基础上,建立了一种可用于仿真继电保护正确动作、误动、拒动对停电事故传播的推动作用的模型。该模型改变了以随机开断单一线路作为事故演化起点的传统做法,仿真得到了因保护不正确动作而可能引起的多种停电演化情况,可用于进一步研究大停电事故传播机理。其次,本文建立了一种考虑自动重合闸作用的停电事故仿真模型。重合闸可用于降低线路被误切停运的概率,因此在停电事故仿真模型中增加重合闸因素,同时考虑系统受到初始扰动的类型、动态的重合闸成功率、潮流转移的影响等实际因素,能够更加准确地反映电网短期或长期运行的停电规律。通过对IEEE39节点系统仿真,验证了该模型可用于定量分析重合闸成功率与停电事故之间的关系。最后,本文提出了一种考虑继电保护及自动重合闸不正确动作的停电风险评估方法。为了在停电风险评估中考虑继电保护及重合闸不正确动作对停电的影响,本文在建立考虑继电保护及重合闸不正确动作的停电事故仿真模型的基础上,提出适用于该模型的停电风险评估指标和方法。通过对事故传播的所有可能路径进行风险值对比,分析风险值最低的事故传播情况,并给出降低停电风险的合理建议。以IEEE39节点系统和HN省Z市220kV主网为算例,验证了所提方法的正确性与合理性。

关键词： 同塔多回线   相模变换   故障选线   12序分量法   纵差保护  

摘要： 同塔多回输电线路独特的输电方式,能够有效节省用地面积、降低建设成本等优点,很好的缓解了输电容量的不足与国民用电不断增加之间的矛盾,引来了越来越多的学者的关注。然而,同塔多回输电线路系统内部繁杂的线间和相间电磁耦合,给故障诊断和各种整定阈值都带来了新的难题。本文主要围绕同塔多回线路的去耦方法、线路判别、补偿计算以及参数不对称时的纵联保护方案进行分析和研究。在传统的六序分量法的基础上分析推导出新的相模变换矩阵对各回线阻抗进行去耦处理。基于解耦出的独立模量间的关系,定义新的参数K,根据参数K在不同回路故障时,取值不同,进而提出新的故障选线判据。通过进一步的数学分析和实验验证,该去耦流程和故障线路判别对于一般在电气上不对称的同塔双回线仍然适用。同塔双回线路间的去耦流程和故障线路判别可进一步推广至四回线路中。对于一般在电气上不完全对称的四回线,需要在去耦计算中引入相对应的参数,根据综合变换矩阵的逆矩阵,能够推导出不对称参数与故障选线判据无关,即四回线不论在电气上是否对称,该故障线路判别方法都能可靠的选出对应的线路。此外,经过对故障短路电流的计算,检验了该去耦流程的可行性。通过详细的介绍了单区间超高压输电时,对地电容和相间电容对差动继电器动作特性的影响,同时结合同塔双回线在频域和时域下的两种不同的去耦流程,可以画出相对应的序分量和模量的π型电路,并根据等效电路图推导出以相互独立的序分量和模量为基础的补偿计算流程。从传统的继电保护入手,联合扩展的12序分量法,提出了一种适用于更贴合实际工程的同塔四回线路的纵联差动保护方案。从扩展的12序分量法可知,在对线路参数去耦后可以得到相互独立的的同向量和环流量。根据环流分量只存在输电线路系统里面的特性,推导出了以环流量网络为基础的差动保护计算。

关键词： 电力系统   继电保护   二次安全措施  

摘要： 城市化步伐的不断加快,电力在生活和生产中发挥着重要的作用,电力系统中的继电保护技术也应该不断提升,满足社会的发展需求.本文首先分析带电和不带电检修中电力系统继电保护二次安全措施的现状,其次探究规范化管理的措施,即继电保护装置中的软压板投退、拔除光纤和'投检修态'压板.

关键词： 变电站   继电保护   二次回路   隐患排查  

摘要： 随着我国国民经济的稳步快速的发展,社会和居民的生活质量越来越高,当然,随着社会居民在生产生活质量水平提高的同时,经济社会的发展对于供电的需求量也逐渐增多.在这样的背景下,变电站的供电工作引起了政府及社会各界的关注及重视,由于受到重视与大力的支持,我国现阶段的电力行业有了突飞猛进的发展.但是,随着电力行业的迅速发展,变电站的安全运行有了越来越明显的问题与矛盾,对我国电力行业的发展造成了一定的影响.本文从变电站入手,针对变电站继电保护二次回路的相关问题进行了分析与研究,并提出了几点意见与建议,希望能够为变电站继电保护二次回路隐患的排查与解决各种提供一点帮助,促进电力行业的稳定发展,为社会及居民生产生活的正常进行提供保障.

关键词： 岗位能力   岗位胜任力模型   继电保护   测评工具   业务流  

摘要： 针对继电保护工种业务涵盖面多、工作不确定因素多的状况,提出继电保护员工技能特质与水平的考核方案,建立基于业务流的岗位胜任力模型。通过调取继电保护岗位业务流数据,借助字段识别等技术,全面、客观、准确地评价员工的技能和绩效,将绩效和岗位能力有效结合,从而优化人岗匹配,提升企业的绩效管理水平。

关键词： 继电保护装置   寿命预测   条件生成对抗神经网络   可靠性评估   智能变电站   状态评估  

摘要： 继电保护装置作为保证电网安全稳定运行的第一道防线，对电网安全运行起着十分重要的作用。随着智能电网的发展以及智能变电站的普及，传统的检修方式已经不能满足日益增长的需求。状态检修是通过对设备的连续性在线监测，在获得监测数据的基础上并且综合其他各方面的影响因素来识别电力系统设备已存在的或潜在的不正常现象，然后基于监测数据对电力设备的各个运行状态量进行合理的评估分析，进而确定电力设备的健康状态，最后确定最佳检修时间。本文针对状态检修中智能变电站继电保护装置的健康状态评估、寿命预测、可靠性预测等关键性问题进行深入研究，主要工作如下：　　首先研究了继电保护装置的健康状态评估问题。建立了智能变电站继电保护装置状态评估指标体系，并分别从时间性能、通信性能、运行工况和装置硬件性能四个方面对继电保护装置的功能进行分析研究，根据继电保护装置特点提出了一种改进的遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化支持向量机(Support Vector Machines,SVM)参数的分类方法，将此方法应用于继电保护装置的状态评估中。该方法首先根据采集单元采集的运行状态数据经数据预处理后形成样本数据库，同时采用遗传算法优化SVM的核函数参数及错误惩罚因子等，然后建立GA-SVM状态评估模型，通过计算点到超平面的距离，将评估问题转化为一个分类问题，并且利用云模型的随机性和稳定的趋向性来实现健康度与评语域之间的不确定性映射，将定量与定性相结合，使得评估结果更加符合实际情况。　　然后，提出了一种基于云模型与马尔科夫链的继电保护装置寿命预测方法。不正确动作次数、故障次数、CPU温度、工作电压指标数据这几个指标能够直接体现、反映出继电保护装置中电子元器件的性能情况，从而在一定程度上能够直观反映出继电保护装置的剩余寿命情况，这几个指标兼具重要性、可得到的准则，因此将其作为目前现场评价继电保护装置寿命预测的核心指标。并结合云模型的隶属度函数来构建初始状态概率分布向量，然后依据马尔科夫链的预测原理对继电保护装置的寿命进行合理预测，依据马尔科夫链原理获得状态转移概率矩阵，最后通过分析信度准则达到预测保护装置有效寿命的目的。　　其次，实际电力系统中二次设备运行状态的有效数据信息较少，给二次设备的可靠性评估带来了极大困难。针对这个问题，提出了一种用于可靠性评估的数据增强方法，通过条件生成对抗神经网络学习原始数据的分布特性，对原始数据样本进行扩容，然后基于增强后的样本数据计算出不同时刻的二次设备可靠性，通过对不同时刻的二次设备可靠性进行曲线拟合得到准确的二次设备可靠性曲线，最后对二次设备的可靠性进行预测。　　最后，对本文的主要研究成果进行归纳和总结，同时指出了下一步的研究方向。

关键词： 继电保护   在线校核   分项指标   调度员  

摘要： 继电保护作为保障电网安全稳定运行的一个重要环节,其快速性和准确性有着十分重要的意义。在当前电力系统运行方式灵活多变,用户用电需求不断提升的背景下,电力系统继电保护的要求越来越高。而传统的定值都是在最大运行方式下整定,最小运行方式下校核保护性能,这种方式下保护定值不能满足实时电网运行要求,使得保护误动或者拒动,造成电网事故扩大。在此背景下对保护定值进行在线校核显得尤为重要。本文首先对继电保护定值在线校核原则进行分析,结合电网实际运行规程对接地距离保护的整定原则和校核原则进行研究。其次对华北电力大学已开发的继电保护定值在线校核系统软件模块功能及其实现方案进行研究分析,提出基于分项指标的定值在线校核方案。结合调度人员对定值在线校验的要求对自动识别电网运行方式改变定值切换功能进行开发。为解决调度员检查当前运行方式下定值是否存在不合理情况的问题,对保护校验功能条件进行筛选:（1）必须能够反应运行方式的变化;（2）功能模块必须全自动完成;（3）生成的报告内容易理解;（4）校验的算法能够满足实时性的要求。对已开发系统中的模块进行逐一分析,最终确定调度员在线继电保护校验功能模块为:保护灵敏性校验模块、将整定保护装置与配合保护装置最快切除故障校验作为选择性校验模块、自动识别运行方式定值区域切换校验模块和实时读取现场保护定值校验模块,以及分析具体保护定值范围可视化模块。以实际电网为研究对象,对电网资源进行维护,对保护定值进行多种指标校核,通过分析验证了报告的准确性,起到了积极的作用。

关键词： 高温超导电缆   高温超导带材   运行特性   仿真模型   继电保护  

摘要： 高温超导电缆兼具输送功率大和体积小的特点,被认为是解决大中城市负荷集中区域供电紧张问题的关键技术。相较于常规导体,超导体的物理特性受到通流大小和温度变化的影响。因此,由高温超导带材绕制而成的高温超导电缆具有与常规电缆不同的运行特性。通过计算机建模与仿真可分析高温超导电缆的运行特性,继而分析其对配电网产生的影响以及应对措施。该研究可为含高温超导电缆的配电系统安全稳定运行提供参考。本文的主要工作内容如下:(1)根据第二代高温超导带材的基本特性和结构,构建了能表征带材电特性和热特性的仿真模型。利用所构建的模型进行不同电流下的仿真,分析了带材电阻和温度的动态变化特性,并与基于有限元方法所构建的模型进行分析与比较,得出了所构建模型兼具计算精度和计算速度的特点。为了提高建模效率,采用复合等效热参数的方法对高温超导带材进行建模并验证。(2)针对高温超导电缆的基本结构和特性,对10k V/2k A的超导电缆进行基本参数设计,并以各层电流均匀分布为目标进行参数优化。根据参数设计和优化结果,采用高温超导带材的建模思路构建了能表征高温超导电缆电气和传热特性的模型。将所构建的高温超导电缆模型置于电路中进行仿真,研究了其在不同工况下各层电流、电阻和温度的动态变化特性。(3)通过仿真研究了高温超导电缆接入10k V配电网中对系统正常运行和短路故障过程的影响。通过理论分析和实例计算,分析了高温超导电缆由于自身动态变化的失超电阻对三段式电流保护的影响,并据此说明了系统保护在考虑超导电缆接入配电网时存在的不足。针对三段式电流保护存在的不足之处,提出了含高温超导电缆的配电网保护方案的改进思路。

关键词： 110 kV变电站   继电保护   故障分析  

摘要： 随着经济社会的飞速发展，人们的生活水平不断提高，对电力能源的需求也在不断增加，110 kV变电站作为电力网络的关键组成部分，其安全、稳定运行变得尤为重要。在实际工作中，继电保护设备常常发生故障，为此，必须结合实际情况，对故障原因进行深入的分析，并采取切实有效的处理措施，如此才能确保整个电力系统的可靠运行。基于此，本文就110 KV变电站继电保护故障及改进措施进行了研究。

关键词： 小电阻接地系统   高过渡电阻   比值法则   Logistic回归   继电保护  

摘要： 10k V小电阻接地系统适用于现代日益增长的用电需求造成变电站内电缆出线较多的情况,能够快速切除故障线路,减少故障电容电流、过电压等不良因素对系统的影响。目前实际投入使用的小电阻接地系统的继电保护本质上是定时限零序过流保护,配置简单实用,但是在高过渡电阻接地或多线多相接地的故障情况下,可能会失去灵敏性或选择性。因此,解决10k V小电阻接地系统高过渡电阻接地及多线多相接地故障的继电保护问题有其必要性与重要性。本文首先对10k V小电阻接地系统的故障分析原理进行了说明,着重介绍了如何使用对称分量法对小电阻接地系统多种接地故障进行稳态量分析,明确故障中电流电压等关键电气量的分布情况及数量关系。随后,说明解决高过渡电阻接地故障问题直接有效的思路即降低保护的启动定值,以及利用所有出线之间某种特征量的比较进行故障线路与非故障线路的选择。同时,也说明了线路电容电流对保护启动定值的影响。基于此思路,根据各10k V出线及接地变中性点零序电流大小之间的比值关系,提出一种简单高效的比值法则零序保护,并使用PSCAD仿真模型获取算例所需数据,对法则进行验证。然后,分析短路暂态过程、装置异常告警、零序互感器安装错误等问题对比值法则零序过流保护的影响,并针对可能出现的问题对比值法则进行了优化改进。随后,使用Logistic回归算法对其故障判断原理进行说明,验证比值法则所构造的数据的可分类性和证明使用比值法则进行继电保护的可行性,并将其应用于实际故障判别中。通过Logistic回归以及比值法则分类效果的对比,说明使用比值法则进行故障分析的优势。最后,将比值法则思想推广应用于距离保护之中,说明比值法则思想的灵活与有效,进一步展示其作为一种简化分类器的能力。本文提出的比值法则零序保护实质上为改进后的零序过流保护,保留了零序过流保护简单实用的优点,易于推广实现;应用电流量之间的数学关系构造判别式,使每一条10k V出线的故障判别由所有其他10k V出线及接地变中性点的零序电流共同决定,理论上可以将零序保护定值降低至线路不平衡电流大小,能够有效保护10k V小电阻接地系统高过渡电阻接地故障及多线同相接地故障。