第24卷第5期文章编号:1000 7709(2006)05 0065 04
水 电 能 源 科 学
Vol.24No.5变压器零序过流保护整定计算软件的开发
周 鼎 王星华 石东源 段献忠
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(1.华中科技大学电气与电子工程学院,湖北武汉430074;2.广东工业大学自动化学院,广东广州510090)
摘要:对变压器零序环流问题、保护配合的死锁问题、定值优化以及变压器零序过流保护整定计算软件的通用性进行了研究,明确了变压器零序环流的方向,提出了有效的解锁方法和最优配合段整定的定值优化方法,并在对各地整定原则分析归纳的基础上,采用原则可选的方法实现软件通用性。实际应用表明,基于以上研究成果开发的整定计算软件能够满足各地对变压器零序过流保护自动整定计算的需求。关键词:变压器零序过流保护;零序环流;死锁;通用性;整定计算中图分类号:TM41;TM77
文献标志码:A
变压器零序过流保护主要作为母线和相邻线路接地故障的后备保护,其整定计算是继电保护的重要部分。各地电网整定人员在规程[1]规定的基础上,结合电网实际情况和运行经验提出了不同的整定方法,大多采用人工手段进行整定。随着电网规模的日益扩大,整定计算的工作量越来越大,人工整定已难以满足实际生产的需要。目前已有一批整定计算软件
[2,3]
向电流。进一步研究表明,反向电流的定义仍不能完全解决零序环流可能导致误整定的问题。因此,
有必要对零序环流的具体方向作进一步分析。
以江西电网盘龙山变电站为例,如图1所示。变电站内并联两台三绕组变压器T1和T2,T1为Y/Y0/ 接法,T2为Y0/Y0/ 接法,其基本参数见表1。
推出,但针对变压
器零序过流保护的自动整定计算方法和软件还较少见,且对其中存在的特殊问题缺乏深入研究。
本文对变压器零序过流保护中存在的零序环流及死锁导致的复杂配合等问题进行了深入的研究,提出了变压器零序过流保护的整定算法和最优配合段整定结果的优化方法;在综合归纳各地电网整定经验的基础上,又提出了可选的原则方法,可解决整定计算软件的通用性,满足不同用户的需求。
图1 零序环流方向示意图
Fig.1 Demonstrationofzero sequence
circlecurrent sdirection表1 变压器基本参数
Tab.1 Basicparametertableofthetransformers
漏抗正序零序
变压器T1
高压侧47.398
中压侧
低压侧高压侧
62.739-3.96835.951
1.53431.370
变压器T2中压侧
低压侧
62.739-1.90433.80359.618-4.02033.374
1 零序环流方向分析
在部分电网中,受接地方式等因素的影响,变压器回路中有可能产生零序环流,如果忽略其影响就可能导致保护误动。目前,规程[1]中对零序环流还没有明确规定。文献[4]对零序环流的产生机理及计算方法进行了分析,并将其定义为反
收稿日期:2006 04 10
T1和T2的零序过流保护分别为B1、B2、B3、B4。当220kV母线上A点发生接地故障时,T1
作者简介:周鼎(1981 ),男,硕士研究生,研究方向为电力系统继电保护整定计算及其相关软件技术,E mail:[email protected]
)66)
水 电 能 源 科 学 2006年
中压侧的故障电流为4.5138!60∀A,即零序电流由故障点流出,经两台变压器的接地中性点产生,如图中所示的零序环流Icircle。一般情况下,故障发生时B4正确动作即可切除故障。
如果盘龙山变电站110kV侧出线发生故障,则会产生故障电流IFault(图1)。表2为各出线末端短路时盘龙山T1中压侧故障电流。
表2 变压器T1中压侧故障电流
Tab.2 FaultcurrenttableofMVsideoftransformerT1
故障点B盘下线下侧盘象线象侧盘蛟线蛟侧
IFault/A3.7061!60∀1.7785!60∀5.3691!60∀
图2 变压器零序过流保护间死锁示意图Fig.2 Demonstrationoflockbetweentransformerzero sequenceover currentrelays
从而出现误动,因此B1就应该与B2配合以避免误动。同理,保护B2也可能需要考虑与B1配合。此时,就会出现变压器高压侧和中压侧零序过流保护都需要与对侧保护配合的相互等待成为死锁的情况。
出现保护间死锁时有两种可行的解锁方法:#取与对侧主变零序的前一段配合结果。例如当高压侧∃段与中压侧∃段配合成为死锁时,可取高压侧∃段与中压侧%段配合。由于二者在时间上的配合关系,当中压侧母线故障时,中压侧保护先动作,从而保证保护的选择性。&将保护带上方向。由于对侧母线故障产生的反向电流与保护的正方向相反,保护不动作,因此保护无需考虑躲该反向电流的问题。考虑到变压器后备保护的时间越长,对变压器危害越大,建议采用第二种方法解决死锁,以尽量缩短保护动作时间。
2.2 变压器零序过流保护复杂配合的整定算法
当变电站内的变压器多于两台时,同一变压器高压侧与中压侧之间可能会死锁,由于零序环流的影响还可能导致电站内多个变压器零序过流保护之间连环等待。为解决变压器零序过流保护的上述复杂配合,设计了图3所示的整定计算基本流程。
对系统中所有变压器零序过流保护整定计算时,首先为所有保护增加∋未整定(标志,将它们添加到初始待整定保护集。然后逐一整定每个保护,对待整定保护集遍历一次以后统计∋未整定(
保护的数目。若未整定保护数目为零,则表示整定完毕;若未整定保护数目不为零,则重建待整定保护集,并与整定前未整定保护统计数目比较。如果两次统计的数目相等,则表明进入死锁状态,可采用前述解锁方法继续整定;如果不等,则重复上述操作,直至两次统计数目相等或待整定保护数目为零。
由表2可知,110kV母线侧出线上故障时产生的零序电流IFault与零序环流Icircle的相角相同。由于保护B1无法区别Icircle和IFault,Icircle有可能导致B1先于B4动作,保护存在越级动作的隐患。即使保护B1带方向,也无法消除这种隐患。因此,文献[4]将该零序环流定义为反向电流并不合适。对待整定保护而言,零序环流实际上是一种正向电流,在整定时必须考虑与其他保护配合以避免保护误动的情况出现。
2 变压器零序过流保护的配合
规程
[1]
中规定,中性点直接接地的普通变压
器接地保护可由两段式零序过电流保护构成,部分地区结合当地电网的实际情况,在考虑零序环流的基础上采用两段式或者三段式保护,并考虑变压器零序过流保护之间的配合,导致各保护之间可能出现死锁的情况。
2.1 高压侧与中压侧零序过流保护间的死锁
若变压器的高压侧与中压侧同时接地,则有可能出现同一变压器高压侧与中压侧零序过流保护之间的死锁。图2中,变电站有三台三绕组变压器并联运行,其中T1和T2为Y0/Y0/ 接法,T3为Y/Y0/ 接法,B1为待整定保护。当故障发生在保护220kV母线上时,将会产生一个经变压器T1高压侧接地中性点和中压侧接地中性点流向B1的零序故障电流,该电流的方向与保护B1的正方向相反,因此将其定义为反向零序电流。当220kV母线故障时,应由B2动作切除故障,但若B1不带方向,当B1与出线配合的定值小于该反向零序电流时,B1就有可能先于B2动作
,
第24卷第5期周 鼎等:变压器零序过流保护整定计算软件的开发
)67 )
整定原则,从而提供一条实用而又可行的软件通用性的实现途径。此外,软件还提供了丰富的自定义功能,用户可自定义设置变压器零序过流保护的段数、时限数目及各种参数,以满足不同用户
的需求。
4 定值优化
当待整定变压器零序过流保护有多个相邻保护时,现有整定方法是与每一个相邻保护逐段配合,只需灵敏度满足要求,则不再继续配合。具体步骤如下。
步骤1 与每一个相邻保护逐段进行保护范围和动作时间上的配合。
图3 整定计算基本流程Fig.3 Flowchartofcoordination
步骤2 当配合定值满足灵敏度要求时,则已经得到了与该相邻保护配合的整定值;否则,继续与相邻保护灵敏度较高、动作时间较长的段进行配合。
步骤3 与下一个相邻保护进行配合。
步骤4 从与各个相邻保护配合的整定值中选取灵敏度最低、动作时间最长的整定值作为保护最终定值。
由上述可知,这种整定方法无法保证最终保护定值为当前整定条件下能够获得的最优保护定值。以保护∃段整定计算为例,假设保护最终动作定值是按与相邻保护A的%段配合得到的,而最终动作时间是按与相邻保护B的∃段配合得到的。这种情况下,如果与相邻保护A的∃段配合,所得动作时间也不会超过最终动作时间,则继续与保护A的∃段进行配合将可以获得动作时间相同而灵敏度更高、更优的最终保护定值。
针对这一问题,本文提出采用以下最优配合段整定的优化措施:#对每个相邻保护,确定其最优配合段,即与其配合能够保证保护最终定值具有最大灵敏度和最短动作时间。&按照最优配合段与各个相邻保护进行配合,确定保护最终定值。以保护∃段整定为例,其实现步骤如下。
步骤1 按照现有整定方法确定所有待整定保护的初始∃段定值。
步骤2 对每一个待整定保护,确定其与各个相邻保护的配合段,若某个相邻保护的配合段为%段且将配合段变更为∃段能够增大保护的灵敏度且不会延长保护的动作时间,则该相邻保护最优配合段为∃段,否则为%段。
步骤3 按照最优配合段对所有待整定保护进行整定,整定完毕。
3 整定计算通用性实现
规程[1]规定,中性点直接接地的普通变压器接地保护可由两段式零序过电流保护构成。对于高中压侧均直接接地的三绕组普通变压器,高中压侧均应装设零序方向过电流保护,方向指向本侧母线。%段零序过电流保护的动作电流应与被保护侧母线上出线的零序保护%段或快速主保护相配合。∃段零序过电流保护的动作电流应与相邻线路零序电流保护的后备段配合。在规程的基础上,各地电网根据各自的实际经验,总结出不同的变压器零序过流保护整定原则。通过对各省的原则进行比较、细化后发现变压器零序过流保护整定原则一般有三个要求。#保本侧母线故障灵敏度。整定值只需与本侧母线接地故障流过保护的最小零序电流配合,以达到当本侧母线发生接地故障时保护可靠动作,保护变压器。&变压器零序过流保护作为线路的后备,需要与本侧母线上的出线配合。以达到当线路另一侧末端发生接地故障而线路上的保护又未能可靠动作时,变压器保护能可靠动作,切除故障保护变压器。目前大多数地区均提出了该要求。∗对于部分网络结构比较特殊的地区,在其变电站内有2台或多台三绕组变压器时,有可能会形成环网,产生零序环流,因此还需考虑变压器之间及变压器的高压侧与中压侧之间的相互配合。
在综合这三个要求的基础上,在整定计算软件中将其归纳为三条计算原则,并提供原则可选的功能。用户在整定计算中可根据实际情况选择
第24卷第5期文章编号:1000 7709(2006)05 0068 04
水 电 能 源 科 学
Vol.24No.51000kV双回直线塔结构模型和电气模型
王茂成 张治取 滕 杰 程学启 吕凤文
3.青岛供电公司,山东青岛266000)
摘要:通过对近年来风灾倒塔和冰灾倒塔事故分析,提出塔体结构模型在超设计风速和超设计覆冰厚度情况下应满足建筑物∋整体机制(的设想;并提出复合绝缘子V形串是目前解决各种闪络首选的观点。探讨了1000kV特高压双回线路两侧架设多根地线的必要性、可行性以及多根地线对工程造价的影响,进一步优化了双回直线塔的电气模型。
关键词:特高压;整体机制;双回直线塔;结构模型;复合绝缘子V形串;电气模型中图分类号:TM72
文献标志码:A
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(1.烟台电力设计院,山东烟台264002;2.山东电力集团公司,山东济南250001;
近几年来,华东地区和华中地区分别多次出现超设计风速和超设计覆冰的气象条件,给电网的安全运行造成了较大的影响。这些案例启发了对特高压线路铁塔结构设计理念的创新,要求在技术方面确保特高压电网安全运行,除电站的电气设备性能必须优良外,还应保证输电线路在风灾和冰灾气象条件下不致舞动倒塔;电气方面不致雷击断线,不发生风闪、污闪、雾闪、雨闪、雷闪、冰闪和鸟害闪等事故。
1 解决风灾和冰灾倒塔的措施
建筑物抗震设计原则[1]是强节点弱柱梁、强
收稿日期:2006 06 30
柱弱梁,以实现建筑物的∋整体机制(+++允许建
筑物的整体倾斜,避免∋楼层机制(+++中间楼层破坏,如图1所示。在台风、重覆冰等自然现象无法抗拒的现状下,特高压线路能否制订并实施∋强杆塔弱基础,强杆塔弱导、地线,强导线弱地线(的设计原则,受到业内的关注。
据多起倒塔事故统计,杆塔多从塔颈和塔身处折弯或断裂,属∋楼层机制(破坏形式,相邻杆塔在冲击张力作用下连带损坏,扩大了事故范围。如果提高设计标准,将大幅度提高工程造价,把∋整体机制(引入杆塔结构和基础设计中,则是解决矛盾的平衡点。在多起倒塔事故中,发现基础的稳定性很好,说明基础的安全系数有减小的可
作者简介:王茂成(1964 ),男,高级工程师,研究方向为电力线路电气、结构设计和工程概预算,E mail:[email protected]
通过采用最优配合段整定的优化措施,就可确定所有待整定保护所有可能整定结果中具有最短动作时间和最大灵敏度的保护定值。
参考文献:
[1] 王维俭,孟庆和,宋继成,等.DL/T684 1999大型发
电机变压器继电保护整定计算导则[S].北京:中国电力出版社,2002.
[2] 李银红,段献忠.电力系统线路保护整定计算一体
化系统[J].电力系统自动化,2003,27(9):66 69[3] 陈青,黄德斌,唐毅,等.一种新的继电保护整定计
算及管理系统+++高级编程语言HT[J].电力系统自动化,2002,26(17):59 61
[4] 吴祎琼,王星华,段献忠.变压器零序过电流保护整
定中零序电流反向问题的研究[J].继电器,2004,32(12):36 39
5 结语
a.详细分析了变压器零序过流保护整定计算中的零序环流,针对变压器零序过流保护间死
锁、整定计算软件通用性及整定结果优化等进行了研究,并提出了相应的方法。
b.开发的变压器零序过流保护整定计算软件已在江西、湖北等地得到应用,效果良好。
MAINTOPICS,ABSTRACTS&KEYWORDS
),)
andfurtheroptimizesdesignof
SetTheory FANXihui (SchoolofElectricPower
andAutonationEng.,ShanghaiUniv.ofElectricPower,Shanghai200090,Chian)
moregroundwires,
1100kVdoublecircuittangenttower selectricalmodel.
Keywords:UHV;integralmechanism;doublecircuittangenttower;structuralmodel;compositeinsulator∋V(string;electricalmodel
WABGJinwen p62 64
Abstract:Thedecisiontableofroughsetstheoryusedforthefaultdiagnosisofelectricpowergridhasbeenfo cused;thereductionprocessofthedecisiontableisthekey.Itishelpfultousedifferentheuristicalgorithmstofindasetofreductions.So,inthispaper,accordingtothediscriminatorilylowertriangularmatrixandtheTabualgo rithm,anewalgorithmforreductionisdeveloped.Theal gorithmcansolveEffectiveComputationofKernelMethodanditissimple,fastandpracticalinelectricalnetworkfaultdiagnosis.It sapplicationsinDaliangridprovedthatthealgorithmiseffective.
Keywords:powersystem;faultdiagnosis;decisionta ble;reduction;tabusearching
StudyonPERTNetworkOptimizationBasedonParticleSwarmAlgorithm WUChuncheng
(Dept.,ofControlSci.&Eng.,HUST,Wuhan430074,
QIHongwei YUEChaoyuan ZHAO
Yong p72 74,94
China)
Abstract:Forsolvingtime costoptimizationproblemsofPERT(ProgramEvaluationandReviewTechnique)net workplans,themodelwasrepresentedwithlinearpro gramming,andaparticleswarmoptimizationalgorithmwasusedtosolvethisproblem.Theeffectivenessofparticleswarmoptimizationalgorithmisprovedbyanexampleoftheactualapplication,andthesimulationresultsindicatethatthemethodcanbereliablyappliedtoengineeringpro ject.
StudyonCoordinationSoftwareofTransformerZe ro sequenceOver currentRelay ZHOUDing
(CollegeofElectricandElectronicEng.,HUST,Wuhan430074,China)
WANGXinghua SHIDongyuan DUANXianzhong p65 68
Abstract:Thispaperresearchedonzero sequencecir
Keywords:
time cost;projectimplementation
schedule;optimization;particleswarmalgorithm
clecurrent,deadlockbetweentransformerzero sequenceo ver currentrelays,optimizationofcoordinationresultsanduniversalityofcoordinationsoftware.Thedirectionofzero sequencecirclecurrentwasdefinitelyanalyzed.Validmeth odsbreakingthedeadlocksandamethodforoptimizationofcoordinationresultsareputforward.Basedoninductionofthecoordinationprinciples,universalityofsoftwareisreal izedbyoptionalprinciples.Itisprovedthatthecoordina tionsoftwarebasedonaboveachievementscanmeetthere quirementsofauto coordinationoftransformerzero se quenceover currentrelayindifferentareas.
Keywords:transformerzero sequenceovercurrentre lay;zero sequencecirclecurrent;locks;universality;coor dinationcalculation
ApplicationofOpticalFiberSensingTechnologyinCivilEngneerigStructuralSafetyandHealthMoni toring XUWeijun (CivilEng.SchoolofWuhanUniv.,Wuhan430072,China) HOUJianguo ZHOUYuanchun p75 79
Abstract:Basedonthecharacteristicsandadvantagesofopticalfibersensingtechnologyinourcountry,theopti calfibersensingtechnologyisbeingusedgraduallyinstructuralhealthmonitoringincivilengineering;thetech nologyofmeasuringthesinglephysicalquantityhasad vancedandobtainedreliableresults.Butitisthefirsttimeinourcountrytomeasuremulti physicalquantitybyonedistributedopticalfiberandevaluatethestructuralsafetyandhealthincivilengineering.Thispaperintroducedtheadvantagesofdistributedopticalfibersensingtechnologyandtestingprinciple.Besides,basedontheengineeringex ample,thecombineduseofdistributedopticalfibersensingtechnologyincivilengineeringstructuralsafetymonitoringisintroduced,andthemainproblemsandthesolutionarediscussed.
Keywords:distributedopticalfiber;sensingtechnolo gy;civilengineering;healthmonitoring
StructuralModelandElectricalModelof1000kVDoubleCircuitTangentTower WANGMaocheng (YantaiElectricalPowerDesignInstitute,Yantai264002,China) ZHANGZhiqu TENGJie CHENGXueqi LUFengwen p68 71
Abstract:Throughanalysisoftower collapsingacci dentcausedbywind disasterandice disasterinrecentyears,thisthesisputsforwardthattowerbodystructuralmodelshouldsatisfyanideaof∋integralmechanism(undersuper designwindspeedandsuper designicethickness;rai sesaviewthatcompositeinsulator∋V(stringisthefirstchoiceforsolvingkindsofflashovers,probesintonecessityandfeasibilityoferectingmoregroundwiresbeside1000kVdoublelines,analyzesthecostbeinginfluencedby
RockySlopeStabilityAnalysisTakingintoAccountSaturated unsaturatedSeepageFlow ZHOUGuiyun (CollegeofWaterConservancyandHydropow erEng.,HohaiUniv.,Nanjing210098,China) LITongchun p79 82
第24卷第5期文章编号:1000 7709(2006)05 0065 04
水 电 能 源 科 学
Vol.24No.5变压器零序过流保护整定计算软件的开发
周 鼎 王星华 石东源 段献忠
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(1.华中科技大学电气与电子工程学院,湖北武汉430074;2.广东工业大学自动化学院,广东广州510090)
摘要:对变压器零序环流问题、保护配合的死锁问题、定值优化以及变压器零序过流保护整定计算软件的通用性进行了研究,明确了变压器零序环流的方向,提出了有效的解锁方法和最优配合段整定的定值优化方法,并在对各地整定原则分析归纳的基础上,采用原则可选的方法实现软件通用性。实际应用表明,基于以上研究成果开发的整定计算软件能够满足各地对变压器零序过流保护自动整定计算的需求。关键词:变压器零序过流保护;零序环流;死锁;通用性;整定计算中图分类号:TM41;TM77
文献标志码:A
变压器零序过流保护主要作为母线和相邻线路接地故障的后备保护,其整定计算是继电保护的重要部分。各地电网整定人员在规程[1]规定的基础上,结合电网实际情况和运行经验提出了不同的整定方法,大多采用人工手段进行整定。随着电网规模的日益扩大,整定计算的工作量越来越大,人工整定已难以满足实际生产的需要。目前已有一批整定计算软件
[2,3]
向电流。进一步研究表明,反向电流的定义仍不能完全解决零序环流可能导致误整定的问题。因此,
有必要对零序环流的具体方向作进一步分析。
以江西电网盘龙山变电站为例,如图1所示。变电站内并联两台三绕组变压器T1和T2,T1为Y/Y0/ 接法,T2为Y0/Y0/ 接法,其基本参数见表1。
推出,但针对变压
器零序过流保护的自动整定计算方法和软件还较少见,且对其中存在的特殊问题缺乏深入研究。
本文对变压器零序过流保护中存在的零序环流及死锁导致的复杂配合等问题进行了深入的研究,提出了变压器零序过流保护的整定算法和最优配合段整定结果的优化方法;在综合归纳各地电网整定经验的基础上,又提出了可选的原则方法,可解决整定计算软件的通用性,满足不同用户的需求。
图1 零序环流方向示意图
Fig.1 Demonstrationofzero sequence
circlecurrent sdirection表1 变压器基本参数
Tab.1 Basicparametertableofthetransformers
漏抗正序零序
变压器T1
高压侧47.398
中压侧
低压侧高压侧
62.739-3.96835.951
1.53431.370
变压器T2中压侧
低压侧
62.739-1.90433.80359.618-4.02033.374
1 零序环流方向分析
在部分电网中,受接地方式等因素的影响,变压器回路中有可能产生零序环流,如果忽略其影响就可能导致保护误动。目前,规程[1]中对零序环流还没有明确规定。文献[4]对零序环流的产生机理及计算方法进行了分析,并将其定义为反
收稿日期:2006 04 10
T1和T2的零序过流保护分别为B1、B2、B3、B4。当220kV母线上A点发生接地故障时,T1
作者简介:周鼎(1981 ),男,硕士研究生,研究方向为电力系统继电保护整定计算及其相关软件技术,E mail:[email protected]
)66)
水 电 能 源 科 学 2006年
中压侧的故障电流为4.5138!60∀A,即零序电流由故障点流出,经两台变压器的接地中性点产生,如图中所示的零序环流Icircle。一般情况下,故障发生时B4正确动作即可切除故障。
如果盘龙山变电站110kV侧出线发生故障,则会产生故障电流IFault(图1)。表2为各出线末端短路时盘龙山T1中压侧故障电流。
表2 变压器T1中压侧故障电流
Tab.2 FaultcurrenttableofMVsideoftransformerT1
故障点B盘下线下侧盘象线象侧盘蛟线蛟侧
IFault/A3.7061!60∀1.7785!60∀5.3691!60∀
图2 变压器零序过流保护间死锁示意图Fig.2 Demonstrationoflockbetweentransformerzero sequenceover currentrelays
从而出现误动,因此B1就应该与B2配合以避免误动。同理,保护B2也可能需要考虑与B1配合。此时,就会出现变压器高压侧和中压侧零序过流保护都需要与对侧保护配合的相互等待成为死锁的情况。
出现保护间死锁时有两种可行的解锁方法:#取与对侧主变零序的前一段配合结果。例如当高压侧∃段与中压侧∃段配合成为死锁时,可取高压侧∃段与中压侧%段配合。由于二者在时间上的配合关系,当中压侧母线故障时,中压侧保护先动作,从而保证保护的选择性。&将保护带上方向。由于对侧母线故障产生的反向电流与保护的正方向相反,保护不动作,因此保护无需考虑躲该反向电流的问题。考虑到变压器后备保护的时间越长,对变压器危害越大,建议采用第二种方法解决死锁,以尽量缩短保护动作时间。
2.2 变压器零序过流保护复杂配合的整定算法
当变电站内的变压器多于两台时,同一变压器高压侧与中压侧之间可能会死锁,由于零序环流的影响还可能导致电站内多个变压器零序过流保护之间连环等待。为解决变压器零序过流保护的上述复杂配合,设计了图3所示的整定计算基本流程。
对系统中所有变压器零序过流保护整定计算时,首先为所有保护增加∋未整定(标志,将它们添加到初始待整定保护集。然后逐一整定每个保护,对待整定保护集遍历一次以后统计∋未整定(
保护的数目。若未整定保护数目为零,则表示整定完毕;若未整定保护数目不为零,则重建待整定保护集,并与整定前未整定保护统计数目比较。如果两次统计的数目相等,则表明进入死锁状态,可采用前述解锁方法继续整定;如果不等,则重复上述操作,直至两次统计数目相等或待整定保护数目为零。
由表2可知,110kV母线侧出线上故障时产生的零序电流IFault与零序环流Icircle的相角相同。由于保护B1无法区别Icircle和IFault,Icircle有可能导致B1先于B4动作,保护存在越级动作的隐患。即使保护B1带方向,也无法消除这种隐患。因此,文献[4]将该零序环流定义为反向电流并不合适。对待整定保护而言,零序环流实际上是一种正向电流,在整定时必须考虑与其他保护配合以避免保护误动的情况出现。
2 变压器零序过流保护的配合
规程
[1]
中规定,中性点直接接地的普通变压
器接地保护可由两段式零序过电流保护构成,部分地区结合当地电网的实际情况,在考虑零序环流的基础上采用两段式或者三段式保护,并考虑变压器零序过流保护之间的配合,导致各保护之间可能出现死锁的情况。
2.1 高压侧与中压侧零序过流保护间的死锁
若变压器的高压侧与中压侧同时接地,则有可能出现同一变压器高压侧与中压侧零序过流保护之间的死锁。图2中,变电站有三台三绕组变压器并联运行,其中T1和T2为Y0/Y0/ 接法,T3为Y/Y0/ 接法,B1为待整定保护。当故障发生在保护220kV母线上时,将会产生一个经变压器T1高压侧接地中性点和中压侧接地中性点流向B1的零序故障电流,该电流的方向与保护B1的正方向相反,因此将其定义为反向零序电流。当220kV母线故障时,应由B2动作切除故障,但若B1不带方向,当B1与出线配合的定值小于该反向零序电流时,B1就有可能先于B2动作
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第24卷第5期周 鼎等:变压器零序过流保护整定计算软件的开发
)67 )
整定原则,从而提供一条实用而又可行的软件通用性的实现途径。此外,软件还提供了丰富的自定义功能,用户可自定义设置变压器零序过流保护的段数、时限数目及各种参数,以满足不同用户
的需求。
4 定值优化
当待整定变压器零序过流保护有多个相邻保护时,现有整定方法是与每一个相邻保护逐段配合,只需灵敏度满足要求,则不再继续配合。具体步骤如下。
步骤1 与每一个相邻保护逐段进行保护范围和动作时间上的配合。
图3 整定计算基本流程Fig.3 Flowchartofcoordination
步骤2 当配合定值满足灵敏度要求时,则已经得到了与该相邻保护配合的整定值;否则,继续与相邻保护灵敏度较高、动作时间较长的段进行配合。
步骤3 与下一个相邻保护进行配合。
步骤4 从与各个相邻保护配合的整定值中选取灵敏度最低、动作时间最长的整定值作为保护最终定值。
由上述可知,这种整定方法无法保证最终保护定值为当前整定条件下能够获得的最优保护定值。以保护∃段整定计算为例,假设保护最终动作定值是按与相邻保护A的%段配合得到的,而最终动作时间是按与相邻保护B的∃段配合得到的。这种情况下,如果与相邻保护A的∃段配合,所得动作时间也不会超过最终动作时间,则继续与保护A的∃段进行配合将可以获得动作时间相同而灵敏度更高、更优的最终保护定值。
针对这一问题,本文提出采用以下最优配合段整定的优化措施:#对每个相邻保护,确定其最优配合段,即与其配合能够保证保护最终定值具有最大灵敏度和最短动作时间。&按照最优配合段与各个相邻保护进行配合,确定保护最终定值。以保护∃段整定为例,其实现步骤如下。
步骤1 按照现有整定方法确定所有待整定保护的初始∃段定值。
步骤2 对每一个待整定保护,确定其与各个相邻保护的配合段,若某个相邻保护的配合段为%段且将配合段变更为∃段能够增大保护的灵敏度且不会延长保护的动作时间,则该相邻保护最优配合段为∃段,否则为%段。
步骤3 按照最优配合段对所有待整定保护进行整定,整定完毕。
3 整定计算通用性实现
规程[1]规定,中性点直接接地的普通变压器接地保护可由两段式零序过电流保护构成。对于高中压侧均直接接地的三绕组普通变压器,高中压侧均应装设零序方向过电流保护,方向指向本侧母线。%段零序过电流保护的动作电流应与被保护侧母线上出线的零序保护%段或快速主保护相配合。∃段零序过电流保护的动作电流应与相邻线路零序电流保护的后备段配合。在规程的基础上,各地电网根据各自的实际经验,总结出不同的变压器零序过流保护整定原则。通过对各省的原则进行比较、细化后发现变压器零序过流保护整定原则一般有三个要求。#保本侧母线故障灵敏度。整定值只需与本侧母线接地故障流过保护的最小零序电流配合,以达到当本侧母线发生接地故障时保护可靠动作,保护变压器。&变压器零序过流保护作为线路的后备,需要与本侧母线上的出线配合。以达到当线路另一侧末端发生接地故障而线路上的保护又未能可靠动作时,变压器保护能可靠动作,切除故障保护变压器。目前大多数地区均提出了该要求。∗对于部分网络结构比较特殊的地区,在其变电站内有2台或多台三绕组变压器时,有可能会形成环网,产生零序环流,因此还需考虑变压器之间及变压器的高压侧与中压侧之间的相互配合。
在综合这三个要求的基础上,在整定计算软件中将其归纳为三条计算原则,并提供原则可选的功能。用户在整定计算中可根据实际情况选择
第24卷第5期文章编号:1000 7709(2006)05 0068 04
水 电 能 源 科 学
Vol.24No.51000kV双回直线塔结构模型和电气模型
王茂成 张治取 滕 杰 程学启 吕凤文
3.青岛供电公司,山东青岛266000)
摘要:通过对近年来风灾倒塔和冰灾倒塔事故分析,提出塔体结构模型在超设计风速和超设计覆冰厚度情况下应满足建筑物∋整体机制(的设想;并提出复合绝缘子V形串是目前解决各种闪络首选的观点。探讨了1000kV特高压双回线路两侧架设多根地线的必要性、可行性以及多根地线对工程造价的影响,进一步优化了双回直线塔的电气模型。
关键词:特高压;整体机制;双回直线塔;结构模型;复合绝缘子V形串;电气模型中图分类号:TM72
文献标志码:A
1
2
3
2
1
(1.烟台电力设计院,山东烟台264002;2.山东电力集团公司,山东济南250001;
近几年来,华东地区和华中地区分别多次出现超设计风速和超设计覆冰的气象条件,给电网的安全运行造成了较大的影响。这些案例启发了对特高压线路铁塔结构设计理念的创新,要求在技术方面确保特高压电网安全运行,除电站的电气设备性能必须优良外,还应保证输电线路在风灾和冰灾气象条件下不致舞动倒塔;电气方面不致雷击断线,不发生风闪、污闪、雾闪、雨闪、雷闪、冰闪和鸟害闪等事故。
1 解决风灾和冰灾倒塔的措施
建筑物抗震设计原则[1]是强节点弱柱梁、强
收稿日期:2006 06 30
柱弱梁,以实现建筑物的∋整体机制(+++允许建
筑物的整体倾斜,避免∋楼层机制(+++中间楼层破坏,如图1所示。在台风、重覆冰等自然现象无法抗拒的现状下,特高压线路能否制订并实施∋强杆塔弱基础,强杆塔弱导、地线,强导线弱地线(的设计原则,受到业内的关注。
据多起倒塔事故统计,杆塔多从塔颈和塔身处折弯或断裂,属∋楼层机制(破坏形式,相邻杆塔在冲击张力作用下连带损坏,扩大了事故范围。如果提高设计标准,将大幅度提高工程造价,把∋整体机制(引入杆塔结构和基础设计中,则是解决矛盾的平衡点。在多起倒塔事故中,发现基础的稳定性很好,说明基础的安全系数有减小的可
作者简介:王茂成(1964 ),男,高级工程师,研究方向为电力线路电气、结构设计和工程概预算,E mail:[email protected]
通过采用最优配合段整定的优化措施,就可确定所有待整定保护所有可能整定结果中具有最短动作时间和最大灵敏度的保护定值。
参考文献:
[1] 王维俭,孟庆和,宋继成,等.DL/T684 1999大型发
电机变压器继电保护整定计算导则[S].北京:中国电力出版社,2002.
[2] 李银红,段献忠.电力系统线路保护整定计算一体
化系统[J].电力系统自动化,2003,27(9):66 69[3] 陈青,黄德斌,唐毅,等.一种新的继电保护整定计
算及管理系统+++高级编程语言HT[J].电力系统自动化,2002,26(17):59 61
[4] 吴祎琼,王星华,段献忠.变压器零序过电流保护整
定中零序电流反向问题的研究[J].继电器,2004,32(12):36 39
5 结语
a.详细分析了变压器零序过流保护整定计算中的零序环流,针对变压器零序过流保护间死
锁、整定计算软件通用性及整定结果优化等进行了研究,并提出了相应的方法。
b.开发的变压器零序过流保护整定计算软件已在江西、湖北等地得到应用,效果良好。
MAINTOPICS,ABSTRACTS&KEYWORDS
),)
andfurtheroptimizesdesignof
SetTheory FANXihui (SchoolofElectricPower
andAutonationEng.,ShanghaiUniv.ofElectricPower,Shanghai200090,Chian)
moregroundwires,
1100kVdoublecircuittangenttower selectricalmodel.
Keywords:UHV;integralmechanism;doublecircuittangenttower;structuralmodel;compositeinsulator∋V(string;electricalmodel
WABGJinwen p62 64
Abstract:Thedecisiontableofroughsetstheoryusedforthefaultdiagnosisofelectricpowergridhasbeenfo cused;thereductionprocessofthedecisiontableisthekey.Itishelpfultousedifferentheuristicalgorithmstofindasetofreductions.So,inthispaper,accordingtothediscriminatorilylowertriangularmatrixandtheTabualgo rithm,anewalgorithmforreductionisdeveloped.Theal gorithmcansolveEffectiveComputationofKernelMethodanditissimple,fastandpracticalinelectricalnetworkfaultdiagnosis.It sapplicationsinDaliangridprovedthatthealgorithmiseffective.
Keywords:powersystem;faultdiagnosis;decisionta ble;reduction;tabusearching
StudyonPERTNetworkOptimizationBasedonParticleSwarmAlgorithm WUChuncheng
(Dept.,ofControlSci.&Eng.,HUST,Wuhan430074,
QIHongwei YUEChaoyuan ZHAO
Yong p72 74,94
China)
Abstract:Forsolvingtime costoptimizationproblemsofPERT(ProgramEvaluationandReviewTechnique)net workplans,themodelwasrepresentedwithlinearpro gramming,andaparticleswarmoptimizationalgorithmwasusedtosolvethisproblem.Theeffectivenessofparticleswarmoptimizationalgorithmisprovedbyanexampleoftheactualapplication,andthesimulationresultsindicatethatthemethodcanbereliablyappliedtoengineeringpro ject.
StudyonCoordinationSoftwareofTransformerZe ro sequenceOver currentRelay ZHOUDing
(CollegeofElectricandElectronicEng.,HUST,Wuhan430074,China)
WANGXinghua SHIDongyuan DUANXianzhong p65 68
Abstract:Thispaperresearchedonzero sequencecir
Keywords:
time cost;projectimplementation
schedule;optimization;particleswarmalgorithm
clecurrent,deadlockbetweentransformerzero sequenceo ver currentrelays,optimizationofcoordinationresultsanduniversalityofcoordinationsoftware.Thedirectionofzero sequencecirclecurrentwasdefinitelyanalyzed.Validmeth odsbreakingthedeadlocksandamethodforoptimizationofcoordinationresultsareputforward.Basedoninductionofthecoordinationprinciples,universalityofsoftwareisreal izedbyoptionalprinciples.Itisprovedthatthecoordina tionsoftwarebasedonaboveachievementscanmeetthere quirementsofauto coordinationoftransformerzero se quenceover currentrelayindifferentareas.
Keywords:transformerzero sequenceovercurrentre lay;zero sequencecirclecurrent;locks;universality;coor dinationcalculation
ApplicationofOpticalFiberSensingTechnologyinCivilEngneerigStructuralSafetyandHealthMoni toring XUWeijun (CivilEng.SchoolofWuhanUniv.,Wuhan430072,China) HOUJianguo ZHOUYuanchun p75 79
Abstract:Basedonthecharacteristicsandadvantagesofopticalfibersensingtechnologyinourcountry,theopti calfibersensingtechnologyisbeingusedgraduallyinstructuralhealthmonitoringincivilengineering;thetech nologyofmeasuringthesinglephysicalquantityhasad vancedandobtainedreliableresults.Butitisthefirsttimeinourcountrytomeasuremulti physicalquantitybyonedistributedopticalfiberandevaluatethestructuralsafetyandhealthincivilengineering.Thispaperintroducedtheadvantagesofdistributedopticalfibersensingtechnologyandtestingprinciple.Besides,basedontheengineeringex ample,thecombineduseofdistributedopticalfibersensingtechnologyincivilengineeringstructuralsafetymonitoringisintroduced,andthemainproblemsandthesolutionarediscussed.
Keywords:distributedopticalfiber;sensingtechnolo gy;civilengineering;healthmonitoring
StructuralModelandElectricalModelof1000kVDoubleCircuitTangentTower WANGMaocheng (YantaiElectricalPowerDesignInstitute,Yantai264002,China) ZHANGZhiqu TENGJie CHENGXueqi LUFengwen p68 71
Abstract:Throughanalysisoftower collapsingacci dentcausedbywind disasterandice disasterinrecentyears,thisthesisputsforwardthattowerbodystructuralmodelshouldsatisfyanideaof∋integralmechanism(undersuper designwindspeedandsuper designicethickness;rai sesaviewthatcompositeinsulator∋V(stringisthefirstchoiceforsolvingkindsofflashovers,probesintonecessityandfeasibilityoferectingmoregroundwiresbeside1000kVdoublelines,analyzesthecostbeinginfluencedby
RockySlopeStabilityAnalysisTakingintoAccountSaturated unsaturatedSeepageFlow ZHOUGuiyun (CollegeofWaterConservancyandHydropow erEng.,HohaiUniv.,Nanjing210098,China) LITongchun p79 82