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首页对称故障下配电线路自动化解决方案:无通道保护与备用电源管理
"对称故障下基于无通道保护的配电线路自动化 (2011年) - 清华大学学报(自然科学版)" 这篇2011年的论文关注的是配电线路自动化系统在处理对称故障时的挑战。无通道保护(DNCP)在处理不对称故障时表现出色,能够快速且有选择性地切除故障,但面对对称故障时,其性能往往不尽如人意。论文作者刘珑、董新洲、施慎行和王宾来自清华大学电机工程与应用电子技术系及电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室。 论文提出了一种新的应对策略,旨在提高对称故障时的处理效率和安全性。在对称故障发生时,靠近电源端的配电线路无通道保护装置会立即动作,切除故障,防止电气设备因过热而受损。同时,备用电源自动投入装置被设计为在检测到电压跌落时,分析前两个周期的负序电压,以判断故障性质,避免在对称故障情况下误合环网开关导致再次跳闸。 为了验证方案的有效性,研究人员使用了电磁暂态程序(EMTP)进行仿真模拟。EMTP是一种广泛应用于电力系统分析的软件工具,它能精确模拟电力系统的动态行为,包括故障情况下的电流、电压变化等。通过EMTP的仿真结果,论文作者确认了所提出的方案能够有效地处理对称故障,提高配电线路自动化的性能和可靠性。 关键词包括配电线路自动化、对称故障、配电线路无通道保护以及备用电源自动投入装置,这表明论文主要讨论了这些关键领域的技术问题和解决方案。文献标志码"A"表明这是一篇原创性的科研论文,具有较高的学术价值。中图分类号"TM343"则将论文归类在电力系统技术领域。 这篇论文为配电网络在对称故障条件下的保护策略提供了创新思路,对于提升电力系统的稳定性和安全性有着重要的实践意义。
资源详情
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ISSN
1000-0054
清华大学学报(自然科学版)
2011
年第
51
卷第
11
期
7/27
1652-1657
CN
11-2223/N
J
Tsinghua
Univ
(Sci &
Tech)
,
2011
,
Vo
l. 51,
No.11
对称故障下基于无通道保护的配电线路自动化
刘珑,董新洲,施慎行,王宾
(清华大学电机工程与应用电子技术系,电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,北京
100084)
摘
要:配电线路无通道保护能在不依赖通讯的前提下快
速、有选择性切除不对称故障,以此为核心的配电线路自动
化系统在发生对称故障时却性能不佳。该文提出一种在对
称故障时快速切除故障、闭锁备用电源投入的方案
z
靠近电
源的配电线路无通道保护在对称故障时瞬时动作切除故障,
避免电气设备过热损坏;备用电源自动投入装置检测电压跌
落时两周期前的负序电压大小,避免环网开关在对称故障时
合闸到永久性故障后再次跳闸。
EMTP
(
electr
o-
magnetic
transient
program)
仿真验证了该方案的有效性。
关键词:配电线路自动化;对称故障;配电线路无通道保
护;备用电源自动投入装置
中图分类号:
TM
343
文献标志码
:A
文章编号:
1000-0054(2011)11-1652-06
Distributioo lioe
automatioo
based
00
000-
communicatioo protectioo for symmetrical faults
LlU
Kun
, DONG Xinzhou ,
SHI
Shenxing, WANG Bin
(State
Key
Laboratory
of
Control
and
Simulation
of
Power System
and
Generation
Equipments
,
Department
of
Electric
Engineering,
Tsinghua University , Beijing
100084
,
China)
Abstract:
Distribution
line
non-communication
protection
(DNCP)
can
quickly
and
selectively
isolate
unsymmetrical
faults
,
but
the
performance
of
the
distribution
line
automation
system
is
not
satisfactory
with
symmetrical
faults.
This
paper
presents
a
scheme
which
can
quickly
isolate
symmetrical
fau
s
and
block
the
operation
01
the
reserve
power
source
automatic
connection
device
(BZT).
The
DNCP
which
is closed
to
the
source
operates
instantaneously
to
avoid
overheating
of
the
electrical
equipment.
When
the
voltage
magnitude
falls ,
the
BZT
will
detect
the
negative
voltage
two
cycles
earlier
to
make
a decision
to
avoid
connecting
to
a
permanent
fault
and
tripping
again
for
the
ring
main unit.
Electro-magnetic
transient
program
(EMTP)
si
盯1U
lations
show
the
effectiveness
of
the
scheme.
Key
words:
distribution
line
automation;
symmetrical
fault;
distribution
line
non-communication
protection;
reserve
power
source
automatic
connection
device
配电线路无通道保护与传统的定时限过电流保
护相配合,利用故障线路一侧断路器率先跳闸后、另
一侧断路器所感知的工频电气量变化来实现相继速
动,在不依赖通讯的前提下缩短了故障的切除时
间[卜
7J
。迄今为止提出的
4
种配电线路无通道保护
分别适用于不同结构的配电线路[叫。文
[7J
提出
了基于无通道保护的配电线路自动化系统。该系统
除了使用无通道保护外,还要求主干线路所有的开
关设备都使用断路器,并在环网开关柜中使用备用
电源自动投入装置
(BZT)
。
配电架空线路中很少发生对称故障,大部分对
称故障发生在三芯电缆线路,且以金属永久性故
障
[8J
为主(下文所提对称故障都默认为此种类型)。
文
[7J
提出的基于无通道保护的配电线路自动
化系统在发生对称故障时会遇到以下问题1)对
称故障时不存在健全相,配电线路无通道保护无法
加速切除故障;定时限过电流保护通过时间的阶梯
型整定来实现故障的选择性切除,越靠近电源侧的
故障切除速度越慢,并且对称故障电流相比于其他
类型故障更大,这会引起电气设备的过热损坏
[8J
。
2)
对称故障时负荷侧继电器的负序方向元件无法
判断故障方向,不能动作断路器跳闸;
BZT
在检测
到一侧三相电压消失后延时动作环网开关合闸
[9J
由于直接合闸到永久性故障而再次跳闸,这缩短了
环网开关的使用寿命。
针对以上问题,本文提出一种在对称故障时快速
隔离故障、闭锁备用电源投入的方案,改进了原配电
线路自动化系统的性能。
EMTP
(
electr
o-
magnetic
收稿日期:
2011-03-06
基金项目:国家自然科学基金项目
(50937003
,
51007045
,
5112017500
1)
;
北京市自然科学基金资助项目
(3102017);
清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点
实验室重点资助项目
(SKLD09M04)
;
国家科技支撑计划资助项目
(2006BA
Jl
6B02)
作者简介:刘琅(1
983
一)
,男(汉)
,河北,博士研究生。
通信作者:董新洲,教授,
E-mail:
xzdong@tsinghua.edu.cn
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