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关键词： 可靠性   Markov链   继电保护   保护配置  

摘要： 当电力系统出现故障影响到整个电力系统安全的时候,若继电保护系统不能快速反应将电力系统故障切出,这将会直接导致电力系统故障的扩大,对使用电力系统和电力的用户造成难以估量的经济损失。因此,继电保护系统是能够有效保护电力系统一次设备的重要保护卫士,继电保护快速可靠动作切出故障反应电力系统不正常运行状态,将能够有效的遏制电力系统故障的扩大,能够保障电力系统的安全运行。可靠性是继电保护的四大性质之一,有着重要的研究价值和意义。故而,如何有效的提高了继电保护系统的可靠性逐渐的成为国内外专家和学者研究的重要学术课题。本文首先根据保护系统可靠性的定义和基本概念,详细地列出了评估微机继电保护系统可靠性的主要指标,以及各个指标的相互关系,分析了一系列影响微机继电保护系统可靠性的主要影响因素。本文结合Markov状态空间法和故障树法的理论基础,提出了针对可修复元件求解状态失效概率的详细步骤及对微机保护系统的状态空间进行划分的方法。之后针对单套微机的保护元件系统,考虑了微机继电保护装置的软硬件失效率、TA/TV、断路器等一次保护设备失效、二次回路等因素,建立了保护系统的Markov模型,对保护系统性能进行了相应的评估,利用算例对保护系统的可靠性进行了较详细的分析,计算得出了保护系统的可用度。最后针对不同的主后备保护和配置的方案分别进行了可靠性的分析,建立了不同保护配置方案的Markov状态空间的转移图,分别对两套的主保护,两套主保护附加了一套近后备保护,两套主保护附加一套近后备保护和一套远后备保护这三种情况,进行了可靠性的评估和分析,结果表明随着保护配置冗余度的增加,保护误动概率增加,保护拒动概率会减小,对在不同设备和不同电压等级,选择一种适合的保护配置方案具有一定的参考和指导性意义。

关键词： 电力系统继电保护   学习者   《电力系统继电保护》   继电保护工   在线开放课程   建设探析  

摘要： 1课程建设理念与思路《电力系统继电保护》是校企合作开发的基于工作过程的课程,是电力系统自动化技术和供用电技术等专业优质核心课程,通过对继电保护工所涉及的工作对象、工具、规范和要求等四要素进行整体化的调研与分析,以校企合作为依托,以职业岗位能力培养为主线,以项目为载体,企业实际生产为准绳,形成的专业核心课程,教学内容满足教师、学生、企业员工、社会人员四类学习者不同时空学习需求。《电力系统继电保护》为以《电气图纸的识绘》和《发电厂变电站电气设备》等为先修课,为后续课程《高电压技术》和《变电站综合自动化》等提供基础。通过本课程的学

关键词： 电力系统   电气二次   继电保护  

摘要： 自进入二十一世纪以来,我国社会经济获得突飞猛进的发展,由此极大地增加了社会各界对于电力供应的需求量,而电力系统的平稳运行能够促进社会经济的发展,为人们的正常生活提供充足的保障,因此做好电力系统的保护工作刻不容缓,即电气二次及继电保护.

关键词： 继电保护   智能变电站   改革   应用  

摘要： 电能是我国现阶段发展当中具有较大需求量的能源,在现今城市化进程进一步加快的情况下,对于电能需求量不断增加,智能变电站也在此当中获得了改革与发展.在本文中,将就继电保护在智能变电站中的改革与应用进行一定的研究.

关键词： 磁饱和型限流器   交流故障   直流控制系统   继电保护  

摘要： 我国作为一个工业大国,电力用电量也同样十分巨大,但是能源分布和经济发展的地域不平衡促使我国在十三五规划中落实三纵三横高压大电网规划,确定了全面构建坚强大电网的目标。但是高压大容量的输电线路在降低了线损的同时,也必然使得短路电流提升,而过大的短路电流必然会对线路上的电力设备造成损害,更换更高容量的断路器和变压器设备将会对电网建设成本造成极大的提升,因此磁控型故障电流限制器以其快速的限流电抗投切能力和在系统正常工作时低损耗等优势逐渐受到全世界电网工作者的关注。本文首先对现阶段磁控型电抗器的发展进行了介绍,指出目前磁饱和型故障限流器仍然存在直流励磁需求过高,限流态变化过慢,铁磁材料消耗过大等缺点,然后根据磁饱和型故障限流器的工作原理搭建了有限元仿真模型。本文提出了一种新型的紧耦合式结构,通过将交流线圈和直流线圈缠绕在同一铁心柱的方式,提高了交流线圈和直流线圈的耦合程度,降低了铁心饱和对直流励磁功率的需求。分析了四种常见的铁心气隙结构对限流电抗的影响。根据紧耦合结构和松耦合结构在Jmag中搭建了有限元仿真模型,设计制造了10kV电压等级的动模样机验证本文所提出的结构的合理性。本文提出了一种了新的交流线圈的缠绕方式,降低了传统交流线圈结构对铁磁材料的需求,并且改变了永磁体的嵌入方式不仅降低了直流励磁功率的需求,同时增大了限流态和饱和态时限流电抗的差值。对本文提出的新型结构在不同短路条件下的工作情况进行了理论分析和仿真建模,验证新型结构的优越性。本文分析了紧耦合结构对直流控制系统中直流线圈两端电压的影响。同时提出了一种新型的直流释能回路,通过增加反向直流励磁电压的方式加速直流线圈中能量的释放,优化磁饱和型限流器的动态特性,加快限流器在系统发生故障时投入限流电抗的速度。本文提出了将有限元仿真模型输出的电气参数引入MATLAB中的电磁暂态仿真方法。此外10kV电压等级动模样机实验的结果也很好地验证了本拓扑的优越性。本文根据不同的故障类型,分析了磁饱和型限流电抗器对系统暂态稳定性和继电保护的影响,通过RTDS的数模混合仿真,验证了分析结果。提出了新的距离保护整定方案,弥补了磁饱和型限流器对距离保护的影响。

关键词： 故障限流器   故障检测   小波变换   继电保护  

摘要： 随着电力系统电压等级与输送容量不断增加，电力系统短路电流水平也日益提高，部分负荷中心区域的短路电流水平已超出断路器的开断容量，短路电流超标已成为严重危害系统及电气设备安全运行的重要问题，故障限流器作为一种有效可靠的短路电流限制措施，能在不改变电网潮流的同时限制短路电流，具有良好的应用前景。　　本文依托于国家重点研发计划《500kV及以上电压等级的经济型高压交流限流器的研制》，研究了快速开关分闸时刻对故障限流器限流能力的影响，提出了两种短路故障检测方法，并研究了故障限流器对500kV线路继电保护的影响，论文主要研究内容如下：　　首先，介绍了基于高耦合分裂电抗器的限流器工作原理，搭建了故障限流器应用于辐射电网的模型，仿真分析了不同快速开关分闸时刻下全相角范围内限流器的限流效果，总结了快速开关分闸时刻对故障限流器限制短路电流峰值能力的影响，给出了合理的快速开关分闸时刻范围。　　其次，对常见的几种应用于限流器的短路故障检测方法进行了归纳，从三相电流的时域信息融合出发，提出了一种基于三相电流平方和比值的新型短路故障检测方法;从故障电流的时频域特征出发，利用小波变换提取故障信号的时频特征，提出了一种基于时频特征的短路故障检测方法，实现了故障快速检测与分类。　　然后，在PSCAD/EMTDC平台搭建了广南站及附近电网的等值模型，在不同故障类型、不同故障点位置、不同故障初相角、不同过渡电阻、负荷投切、谐波以及噪声等工况下分别对基于三相电流平方和比值检测方法和基于时频特征的短路故障检测方法进行仿真分析，并对两种检测方法的快速性与可靠性进行了验证和比较。　　最后，介绍了500kV线路继电保护基本配置，从理论上分析了限流器接入对纵联保护、距离保护以及零序电流保护的影响，提出了改进的接地距离保护接线方式，提出了限流器接入后距离保护与零序电流保护重新整定方法，并通过仿真验证了改进的接地距离保护接线方式以及重新整定方法的有效性与正确性。

关键词： 交直流混联电网   继电保护   换相失败检测   换流变压器保护   直流线路差动保护  

摘要： 直流输电具有传输容量大、输电距离远、能量损耗小、易于功率调节等技术优势,近年来在我国得到了大规模应用,传统交流电网已逐渐转化成交直流并重的混联电网。由于交直流系统运行深度耦合,故障特性的交互影响给交流和直流系统保护带来了许多问题和挑战。本文结合国家重大专项研究需求,重点围绕交直流混联电网耦合故障特性对继电保护影响以及保护原理改进等方面开展了深化研究工作。论文根据交直流混联电网的基本结构和保护配置,分析了电网发生故障时,交直流复杂耦合故障特性对直流系统保护和交流电网保护的影响,总结了当前保护系统中有待进一步深化研究的主要问题,为保护原理的改进和完善提供指导。交流电网短路是导致直流输电系统逆变侧换流器发生换相失败故障的主要原因之一。针对现有换相失败检测方法存在的不足,根据换相失败的产生机理以及直流电流和阀侧电流在换相失败时的变化趋势,提出了基于直流电流和阀侧电流波形特征比较的换相失败检测方法。该方法可直接利用直流电流和阀侧电流进行检测判断,无需提取控制系统中的关断角信息,易于工程应用。数字仿真结果验证了所提方法的良好性能。换流变压器是连接交、直流系统的关键电气设备。当换流变内外部发生短路故障时,交流电压跌落可能导致直流系统换相失败,其馈出的直流电流易造成换流变铁芯饱和,影响换流变差动保护动作性能。本文分析了换流变阀侧和网侧故障时,换流变铁芯发生饱和的主要原因和影响因素。根据换流变差动保护基本原理,并结合数字仿真,对换流变差动保护的动作行为和可能存在的问题进行了评估和总结。分析结论有助于弥补现有研究的不足,进一步深化对换流变差动保护动作性能的认识。交流电网短路故障会引起直流线路电容放电,造成直流线路电流纵差保护的差流增大。为防止保护误动,工程应用中需延长差动保护动作时间,严重影响保护的速动性。本文根据直流线路内外部故障时,线路两侧电流的波形变化特征,提出了基于开–闭滤波和多分辨形态梯度的纵联电流差动保护新原理。该保护原理动作速度快,无需电容电流补偿,反映接地电阻能力强,且具有良好的抗噪能力。同时,只需通过纵联通道传送逻辑量信号,有助于提高保护动作的可靠性,易于工程实现。论文最后对本文所做工作和取得的研究成果进行了总结,并对后续拟开展的研究工作进行了展望。

关键词： 配电网   继电保护   面向对象   故障计算   整定计算  

摘要： 随着国民经济的发展,对配电网的安全性和可靠性提出了更高的要求。配电网中的继电保护装置误动或拒动会严重威胁配电网的安全运行,提高配电网保护定值的正确性、准确性是减少继电保护装置误动或拒动的主要措施。此外,分布式电源(DG)在配电网中的渗透率显著增大,使得传统的继电保护整定软件不能满足现代配电网的要求。因此,研究开发一套新的准确性高、通用性强、可扩展性高的继电保护整定软件,对提高整定效率,减轻整定工作者的负担,满足现代配电网的要求具有重要意义。文中,根据用户对整定软件的需求,基于面向对象的思想对整定软件进行分析与设计,以用例图来描述整定软件的功能需求,以活动图、时序图来描述整定软件运行过程中的动态行为,并重点对整定软件中的数据库信息管理、故障计算以及整定计算的功能进行设计。根据继电保护整定计算数据构成及其特点,在进行了数据库应用需求分析的基础上给出了数据库结构,并对数据库中配电网的设备连接存储表、拓扑存储表和保护定值存储表进行了设计。针对DG接入对传统配电网故障计算方法带来的问题,在端口补偿法计算故障的基础上,通过对DG的故障特性研究,提出了一种适用于含DG的配电网故障计算方法。在此基础上,采用面向对象的思想设计了故障计算组件,给出了故障计算组件的对象模型和动态模型。通过辐射状配电网对故障计算组件进行验证,计算结果证明了故障计算组件的正确性。根据配电网的保护配置,总结了保护整定方法。针对公共信息模型(CIM)中保护包对二次保护设备描述的不足,利用面向对象中多态性的特点对CIM中保护包进行扩展,实现了保护整定方法的扩充。基于面向对象和保护分区的整定计算思想设计了整定计算组件,给出了整定计算组件的对象模型和动态模型。通过实际配电网对整定系统进行验证,结果表明了整定系统计算结果准确,具有良好的扩展性和通用性。

关键词： 电气自动化   继电保护   安全技术  

摘要： 现阶段,在电力企业实际使用电气自动化系统时,最受人们关注的就是电力运输的安全与稳定问题,这就涉及到继电保护安全技术的应用.基于此,本文简述了继电保护安全技术应用的原则,分析了影响继电保护安全技术性的因素,并对提升继电保护安全技术提出可行性建议,以供参考.

关键词： 继电保护   远方操作系统   远方修改定值   远方投退保护压板  

摘要： 近些年,随着我国社会经济的快速发展,企业和居民用电量大幅增长。为应对用电负荷的快速增长,国网公司加快了抚顺电力系统的基础设施的建设速度,抚顺地区电网结构在日益复杂,所辖变电站的数量也快速增加,变电站需维护的装置数量随之增加。在电网运维人员有限的情况下,当电网运行方式发生较大改变时,抚顺地调部门会根据实时运行情况对保护定值进行数值调整或改变保护投退方式,而这些工作现在需要由变电运维人员到变电站现场进行就地操作,而就地操作保护难以适应因电网运行方式的实时变化又占据了变电运维人员大量的工作时间。然而抚顺地区现有调度自动化系统无法实现对变电站继电保护装置进行远方修改定值、切换定值区和投退远方功能软压板。因此应用一套不影响变电站现场保护装置运行的远方操作系统已成为抚顺电力系统发展的需要。本文调研了现有抚顺地区的调度自动化系统的软硬件配置情况,提出了依托于调度自动化系统的软硬件基础上设计继电保护远方操作系统的设计思路,调研了各变电站的保护和安全自动化设备配置,分析研究了远方操作系统功能实现中的重难点技术,为实现目前抚顺电网系统远方操作的需要,分析了继电保护远方操作系统在抚顺地区调度自动化系统适用的可行性,提出了远方操作系统的设计架构,系统的设计满足国网公司对远方操作的企业标准和各级专业管理部门的反措规定,对原有调度端与厂站端使用的通信规约进行功能扩展,以原有地调自动化系统的硬件设备为基础设计具备系统建模、定值召唤浏览和远方操作控制等功能的软件系统,对厂站端的远动机进行系统适应性改造设计,最终实现在调度端通过继电保护远方操作系统对目标继电保护和安全自动装置可靠进行远方投退功能压板、远方修改保护定值和远方调整定值区的操作。通过继电保护远方操作系统在抚顺地调和多个试点变电站的应用配置和实际运行,证明了本文的远方操作系统对于在现场运维和调控远方操作方面有较高的可靠性,具有很好的实用推广价值。