索南加樂西安交大實(shí)用教案

1、內(nèi)容提要內(nèi)容提要(ni rn t yo)1 背景背景2 間隔層保護(hù)間隔層保護(hù) 3 變電層保護(hù)變電層保護(hù) 4 系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)保護(hù) 5 結(jié)論結(jié)論 第1頁(yè)/共27頁(yè)第一頁(yè)，共27頁(yè)。背景背景(bijng) 我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展 國(guó)家電網(wǎng)公司于國(guó)家電網(wǎng)公司于2009年年5月宣布建設(shè)中國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略，智能電網(wǎng)的建設(shè)全面展開，新技術(shù)、月宣布建設(shè)中國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略，智能電網(wǎng)的建設(shè)全面展開，新技術(shù)、新設(shè)備在電力系統(tǒng)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用新設(shè)備在電力系統(tǒng)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用 2011年起新建年起新建110kV及以上變電站全部按照智能變電站標(biāo)準(zhǔn)及以上變電站全部按照智能變電站標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)建

2、設(shè)，預(yù)計(jì)至建設(shè)，預(yù)計(jì)至2015年，新建智年，新建智能變電站超過能變電站超過8000座，變電容量超過座，變電容量超過20億億kVA第2頁(yè)/共27頁(yè)第二頁(yè)，共27頁(yè)。背景背景(bijng) 智能電網(wǎng)的特點(diǎn)智能電網(wǎng)的特點(diǎn) 具有靈活、清潔、安全、經(jīng)濟(jì)、友好等性能特征具有靈活、清潔、安全、經(jīng)濟(jì)、友好等性能特征 以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展(fzhn) 先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù)的應(yīng)用，以信息化、自動(dòng)化、數(shù)字化、互動(dòng)化為特征先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù)的應(yīng)用，以信息化、自動(dòng)化、數(shù)字化、互動(dòng)化為特征第3頁(yè)/共27頁(yè)第三頁(yè)，共27頁(yè)。背景背景(bijng) 智

3、能電網(wǎng)下保護(hù)面臨的挑戰(zhàn)智能電網(wǎng)下保護(hù)面臨的挑戰(zhàn) 特高壓、遠(yuǎn)距離輸電線路的應(yīng)用特高壓、遠(yuǎn)距離輸電線路的應(yīng)用(yngyng) 大規(guī)模隨機(jī)電源的集中接入大規(guī)模隨機(jī)電源的集中接入 直流輸電、柔性交流輸電技術(shù)的廣泛應(yīng)用直流輸電、柔性交流輸電技術(shù)的廣泛應(yīng)用(yngyng)第4頁(yè)/共27頁(yè)第四頁(yè)，共27頁(yè)。背景背景(bijng) 傳統(tǒng)工頻量保護(hù)原理存在的問題傳統(tǒng)工頻量保護(hù)原理存在的問題 復(fù)雜的故障復(fù)雜的故障(gzhng)暫態(tài)過程帶來的工頻量信號(hào)提取問題暫態(tài)過程帶來的工頻量信號(hào)提取問題 工頻量保護(hù)對(duì)被保護(hù)元件簡(jiǎn)化處理與實(shí)際系統(tǒng)日趨復(fù)雜的矛盾工頻量保護(hù)對(duì)被保護(hù)元件簡(jiǎn)化處理與實(shí)際系統(tǒng)日趨復(fù)雜的矛盾 非線性時(shí)變?cè)?/p>

4、的大量應(yīng)用引起的保護(hù)問題非線性時(shí)變?cè)拇罅繎?yīng)用引起的保護(hù)問題第5頁(yè)/共27頁(yè)第五頁(yè)，共27頁(yè)。背景背景(bijng) 智能電網(wǎng)下保護(hù)面臨的機(jī)遇智能電網(wǎng)下保護(hù)面臨的機(jī)遇 電子式互感器的廣泛應(yīng)用電子式互感器的廣泛應(yīng)用 站域信息實(shí)時(shí)站域信息實(shí)時(shí)(sh sh)共享共享 系統(tǒng)信息共享系統(tǒng)信息共享第6頁(yè)/共27頁(yè)第六頁(yè)，共27頁(yè)。間隔間隔(jin g)層保護(hù)層保護(hù)電子式互感器特點(diǎn)電子式互感器特點(diǎn)(tdin)參數(shù)參數(shù)(cnsh)識(shí)別的識(shí)別的保護(hù)保護(hù)模型識(shí)別的保護(hù)模型識(shí)別的保護(hù)第7頁(yè)/共27頁(yè)第七頁(yè)，共27頁(yè)。l良好的傳變特性良好的傳變特性(txng)，能夠真實(shí)傳變電力系，能夠真實(shí)傳變電力系統(tǒng)故障暫態(tài)過程中

5、的各種頻率成分，寬頻帶統(tǒng)故障暫態(tài)過程中的各種頻率成分，寬頻帶l利用電子互感器能真實(shí)傳變一次信號(hào)的特點(diǎn)，可利用電子互感器能真實(shí)傳變一次信號(hào)的特點(diǎn)，可建立一次系統(tǒng)的時(shí)域微分方程，構(gòu)成無需濾波的建立一次系統(tǒng)的時(shí)域微分方程，構(gòu)成無需濾波的快速保護(hù)算法快速保護(hù)算法電子式互感器的特點(diǎn)電子式互感器的特點(diǎn)(tdin)第8頁(yè)/共27頁(yè)第八頁(yè)，共27頁(yè)。l基本原理基本原理l通過列寫被保護(hù)元件復(fù)雜模型網(wǎng)絡(luò)的時(shí)域微分通過列寫被保護(hù)元件復(fù)雜模型網(wǎng)絡(luò)的時(shí)域微分方程，求解元件參數(shù)，構(gòu)成方程，求解元件參數(shù)，構(gòu)成(guchng)保護(hù)保護(hù)判據(jù)判據(jù)參數(shù)參數(shù)(cnsh)識(shí)別的保護(hù)識(shí)別的保護(hù)RLC串聯(lián)串聯(lián)(chunlin)電路的參數(shù)識(shí)

6、別：電路的參數(shù)識(shí)別：2222dudid iiCRCLCdtdtdtCdudid iRCdtdtdtLC第9頁(yè)/共27頁(yè)第九頁(yè)，共27頁(yè)。l特點(diǎn)特點(diǎn)(tdin)l可以求解復(fù)雜模型參數(shù)可以求解復(fù)雜模型參數(shù)l故障暫態(tài)信息滿足時(shí)域微分方程，無需濾波故障暫態(tài)信息滿足時(shí)域微分方程，無需濾波l保護(hù)判據(jù)是兩個(gè)常數(shù)之間的比較，動(dòng)作速度快保護(hù)判據(jù)是兩個(gè)常數(shù)之間的比較，動(dòng)作速度快參數(shù)參數(shù)(cnsh)識(shí)別的保護(hù)識(shí)別的保護(hù)第10頁(yè)/共27頁(yè)第十頁(yè)，共27頁(yè)。l研究進(jìn)展研究進(jìn)展l參數(shù)識(shí)別的的故障定位及距離保護(hù)參數(shù)識(shí)別的的故障定位及距離保護(hù)l參數(shù)識(shí)別的變壓器保護(hù)參數(shù)識(shí)別的變壓器保護(hù)l參數(shù)識(shí)別的母線保護(hù)參數(shù)識(shí)別的母線保護(hù)l參

7、數(shù)識(shí)別的串補(bǔ)線路參數(shù)識(shí)別的串補(bǔ)線路(xinl)保護(hù)保護(hù)l參數(shù)識(shí)別的直流輸電線路參數(shù)識(shí)別的直流輸電線路(xinl)距離保護(hù)距離保護(hù)參數(shù)參數(shù)(cnsh)識(shí)別的保護(hù)識(shí)別的保護(hù)第11頁(yè)/共27頁(yè)第十一頁(yè)，共27頁(yè)。l基本原理基本原理l利用被保護(hù)利用被保護(hù)(boh)元件內(nèi)部故障和外部故障模元件內(nèi)部故障和外部故障模型的差異，將故障的判別轉(zhuǎn)化為模型的識(shí)別，根型的差異，將故障的判別轉(zhuǎn)化為模型的識(shí)別，根據(jù)模型誤差判別區(qū)內(nèi)外故障據(jù)模型誤差判別區(qū)內(nèi)外故障模型識(shí)別模型識(shí)別(shbi)的保護(hù)的保護(hù)輸電線路：區(qū)外故障輸電線路：區(qū)外故障(gzhng)時(shí)，等效時(shí)，等效為電容模型為電容模型 區(qū)內(nèi)故障區(qū)內(nèi)故障(gzhng)時(shí)，等

8、效時(shí)，等效為電感模型為電感模型第12頁(yè)/共27頁(yè)第十二頁(yè)，共27頁(yè)。l特點(diǎn)特點(diǎn)l僅需判別模型的性質(zhì)，無需準(zhǔn)確僅需判別模型的性質(zhì)，無需準(zhǔn)確(zhnqu)計(jì)算模計(jì)算模型中的參數(shù)型中的參數(shù)l可以快速、靈敏地判別元件內(nèi)部和外部故障，做到可以快速、靈敏地判別元件內(nèi)部和外部故障，做到了保護(hù)快速性和靈敏性的統(tǒng)一了保護(hù)快速性和靈敏性的統(tǒng)一模型識(shí)別模型識(shí)別(shbi)的保護(hù)的保護(hù)第13頁(yè)/共27頁(yè)第十三頁(yè)，共27頁(yè)。l研究進(jìn)展研究進(jìn)展l模型識(shí)別的縱聯(lián)保護(hù)模型識(shí)別的縱聯(lián)保護(hù)(boh)l模型識(shí)別的電流差動(dòng)保護(hù)模型識(shí)別的電流差動(dòng)保護(hù)(boh)l模型識(shí)別的串補(bǔ)線路保護(hù)模型識(shí)別的串補(bǔ)線路保護(hù)(boh)l模型識(shí)別的方向元件

9、模型識(shí)別的方向元件模型識(shí)別模型識(shí)別(shbi)的保護(hù)的保護(hù)第14頁(yè)/共27頁(yè)第十四頁(yè)，共27頁(yè)。變電站層保護(hù)變電站層保護(hù)(boh)利用數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)(shj)冗余，提高采集信息的可靠性冗余，提高采集信息的可靠性利用信息共享，提升保護(hù)利用信息共享，提升保護(hù)(boh)性能性能利用信息共享，優(yōu)化后備保護(hù)配置利用信息共享，優(yōu)化后備保護(hù)配置利用信息共享，實(shí)現(xiàn)保護(hù)雙重化利用信息共享，實(shí)現(xiàn)保護(hù)雙重化第15頁(yè)/共27頁(yè)第十五頁(yè)，共27頁(yè)。l利用電子式互感器的冗余配置利用電子式互感器的冗余配置l利用電網(wǎng)拓?fù)淅秒娋W(wǎng)拓?fù)?tu p)結(jié)構(gòu)的聯(lián)系結(jié)構(gòu)的聯(lián)系利用數(shù)據(jù)冗余提高利用數(shù)據(jù)冗余提高(t go)采集信息的可采集信息

10、的可靠性靠性當(dāng)母線無故障時(shí)，間隔當(dāng)母線無故障時(shí)，間隔1 1、2 2、3 3電流滿足基爾霍夫電流定律，可以相互進(jìn)行電流滿足基爾霍夫電流定律，可以相互進(jìn)行(jnxng)(jnxng)驗(yàn)證驗(yàn)證第16頁(yè)/共27頁(yè)第十六頁(yè)，共27頁(yè)。l解決信息不完備帶來的保護(hù)問題解決信息不完備帶來的保護(hù)問題l雙回線雙回線“零序互感零序互感(hgn)”問題問題l跨線故障問題跨線故障問題利用利用(lyng)信息共享提升保護(hù)性能信息共享提升保護(hù)性能第17頁(yè)/共27頁(yè)第十七頁(yè)，共27頁(yè)。l“死區(qū)死區(qū)”問題問題l 當(dāng)故障點(diǎn)位置較遠(yuǎn)或系統(tǒng)當(dāng)故障點(diǎn)位置較遠(yuǎn)或系統(tǒng)(xtng)零序阻抗零序阻抗較小時(shí)，保護(hù)安裝處的故障分量電壓很小，某較小

11、時(shí)，保護(hù)安裝處的故障分量電壓很小，某些情況下可能為些情況下可能為“零零”，從而造成故障分量方向，從而造成故障分量方向元件出現(xiàn)元件出現(xiàn)“死區(qū)死區(qū)”l 利用變壓器中性點(diǎn)零序電流計(jì)算保護(hù)安裝處利用變壓器中性點(diǎn)零序電流計(jì)算保護(hù)安裝處的零序電壓，解決故障分量電壓為的零序電壓，解決故障分量電壓為“零零”的問題的問題利用利用(lyng)信息共享提升保護(hù)性能信息共享提升保護(hù)性能第18頁(yè)/共27頁(yè)第十八頁(yè)，共27頁(yè)。l集中式后備集中式后備(hubi)保護(hù)與分布式后備保護(hù)與分布式后備(hubi)保護(hù)并列運(yùn)行保護(hù)并列運(yùn)行利用信息共享優(yōu)化后備保護(hù)利用信息共享優(yōu)化后備保護(hù)(boh)配置配置l保護(hù)的分布實(shí)現(xiàn)與集中判別保護(hù)

12、的分布實(shí)現(xiàn)與集中判別l利用并聯(lián)利用并聯(lián)(bnglin)電抗器信息的永久性故障電抗器信息的永久性故障判別判別第19頁(yè)/共27頁(yè)第十九頁(yè)，共27頁(yè)。l利用站域信息利用站域信息(xnx)共享，實(shí)現(xiàn)母線保護(hù)和斷路器共享，實(shí)現(xiàn)母線保護(hù)和斷路器失靈保護(hù)雙重化配置失靈保護(hù)雙重化配置利用信息共享實(shí)現(xiàn)利用信息共享實(shí)現(xiàn)(shxin)保護(hù)雙重化保護(hù)雙重化EVT網(wǎng)絡(luò)ECT智能一次設(shè)備1智能一次設(shè)備2智能一次設(shè)備n母線保護(hù)&斷路器失靈保護(hù)1EVTECTEVTECTEVTECT母線保護(hù)&斷路器失靈保護(hù)2智能一次設(shè)備1智能一次設(shè)備2第20頁(yè)/共27頁(yè)第二十頁(yè)，共27頁(yè)。系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)保護(hù)保護(hù)后備后備(

13、hubi)保護(hù)在線整定保護(hù)在線整定快速后備快速后備(hubi)保護(hù)保護(hù)基于振蕩中心識(shí)別的振蕩閉鎖元件基于振蕩中心識(shí)別的振蕩閉鎖元件第21頁(yè)/共27頁(yè)第二十一頁(yè)，共27頁(yè)。l實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行方式，在線整定各單元后備實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行方式，在線整定各單元后備保護(hù)的定值保護(hù)的定值l根據(jù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行方式，實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前運(yùn)行方根據(jù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行方式，實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前運(yùn)行方式下的分支系數(shù)與短路電流，使各保護(hù)的靈敏式下的分支系數(shù)與短路電流，使各保護(hù)的靈敏度保持在最佳狀態(tài)。改變按照最大運(yùn)行方式整度保持在最佳狀態(tài)。改變按照最大運(yùn)行方式整定后備保護(hù)帶來的靈敏性不足定后備保護(hù)帶來的靈敏性不足(bz)等問題等問題后備保護(hù)后備保

14、護(hù)(boh)在線整定在線整定第22頁(yè)/共27頁(yè)第二十二頁(yè)，共27頁(yè)。l縮短縮短(sudun)后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，提高后備后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，提高后備保護(hù)的性能保護(hù)的性能l利用系統(tǒng)信息共享，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)快速定位，依次利用系統(tǒng)信息共享，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)快速定位，依次確定后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)的快速確定后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)的快速動(dòng)作動(dòng)作快速快速(kui s)后備保護(hù)后備保護(hù)第23頁(yè)/共27頁(yè)第二十三頁(yè)，共27頁(yè)。目前距離保護(hù)在故障后都無條件投入振蕩閉鎖元件通過系統(tǒng)信息共享，確定振蕩中心位置(wi zhi)，僅投入振蕩中心所在線路的振蕩閉鎖元件，能夠改善距離保護(hù)在系統(tǒng)振蕩過程中的性能l通過確定振蕩中心位置，避免距離保護(hù)無條件通過確定振蕩中心位置，避免距離保護(hù)無條件投入投入(tur)振蕩閉鎖振蕩閉鎖基于基于(jy)振蕩中心識(shí)別的振蕩閉鎖元振蕩中心識(shí)別的振蕩閉鎖元件件第24頁(yè)/共27頁(yè)第二十四頁(yè)，共27頁(yè)。l從繼電保護(hù)從繼電保護(hù)(boh)的觀點(diǎn)來看，電子式互感器的觀點(diǎn)來看，電子式互感器的應(yīng)用和信息共享是智能電網(wǎng)的基本特征的應(yīng)用和信息共享是智能電網(wǎng)的基本特征l故障的本質(zhì)特征是被保護(hù)故障的本質(zhì)特征是被保護(hù)(boh)元件的參數(shù)變?cè)膮?shù)變