请教暂态超越和稳态超越的问题

我有个问题一直比较模糊。 就是保护装置的暂态超越和稳态超越问题。在我看来,这两种问题,在保护人员看来都是要避免的。这两种是不是都是对于传统的稳态量保护提出的?现在绝大多数保护装置应该都是基于工频量的吧?稳态超越的导致保护误动和拒动问题都是存在的,这一点我明白。是不是暂态超越主要是受故障是暂态分量的影响,不过现在大部分的数字式保护都有很好的滤波算法,还用考虑暂态分量的影响吗?另一点,它是不是只讨论它的误动问题,会不会因为暂态超越出现保护拒动呢,为什么?
已邀请:
对于保护的稳态超越的问题,对于我来说好像比较混淆,应该从保护的配置及定值的配合可以避免的,对于暂态超越,应该是在故障情况下出现的一种或若干种电流电压或频率等电气相关参数的电力状态,对于电力系统的暂态,只能对现实中可以预见的参数情况做滤波处理,对于无法预见的情况,只能对其做统计分析以后,研究数学模型,做滤波处理,来避免这种情形的出现。
虽然现在大部分的数字式保护都有很好的滤波算法,丹还是要考虑暂态分量的影响。不过消除暂态超越,也可以使用延长时间来避免,但是对于超高压等级的保护不宜采用延长动作时间。
目前的高精度的滤波算法都是有延时的(比如傅氏算法要有一个周波的延时)这对于高压电网可能就不能满足要求,所以现在的微机保护有很多算法,但是感觉用的最多的还是傅氏算法,其他还有什么更好的算法现在用的比较多,各位谈谈吧!
我所知道的暂态超越和稳态超越: 1。只在距离保护中提到此概念。 2。超越是指区外短路,保护不应该动作而动作的现象。 稳态超越:在双侧电源的线路上发生经过渡电阻的区外短路时,当两侧电源电势间阻抗角达到一定值,阻抗继电器的测量阻抗可能进入动作区而使距离保护误动作,称之为“稳态超越”。 暂态超越:短路的暂态过程引起的超越。(例如:短路电流中的暂态非周期分量使短路电流正负半波不对称,可引起相位比较式阻抗继电器在区外短路时误动作。)
根据上述,可得: 1.超越:在正方向区外短路时的误动. 所以,楼上所提出的:"稳态超越一定是指在区外故障时保护误动(应该只存在于受电侧保护)" ,那么对于送电侧保护则会导致保护在区内故障时拒动,这就不能算稳态超越,只能称其为拒动. 2.同理:"不光距离保护存在稳态和暂态超越",好象是对的.但找不到相关的任何论述。
暂态超越怎么避免,是否依靠时限,稳态超越的避免是否可以通过保护的阻抗定值来?
暂态超越可以依靠时限避免,稳态超越的避免应该从改变距离保护特性方面入手(比如不采用单纯的园特性,微机保护中常采用的四边形特性等),当然改定值也是一种方法,但还要满足选择性的要求。
楼上说得很详细,"超越:在正方向区外短路时的误动",这应该是“暂态或稳态超越”的定义吧? "超越有暂态超越和稳态超越两种;暂态超越是由短路的暂态分量引起的,继电器仅短时动作,一旦暂态分量衰减继电器就返回;稳态超越是由短路处的过渡电阻引起的。" 你上面所说返回我有点不懂,现在一般咱们讨论的暂态超越都是高压电网的快速保护,也就是瞬时切除故障的(不带时限),我认为只要某个瞬时电流或阻抗测量值落到动作区域内,继电器是必然要动作的,怎么会存在继电器返回呢(对于带时限的电流速断或距离二段才会存在返回问题吧)? ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××× 另一个,既然距离继电器存在暂态超越问题,原因就是它所见到的暂态阻抗值(由暂态过程的电流电压得到)落在动作区域内,这样来说,电流电压保护,或是零序电流保护等各种保护也都是存在暂态超越的。 ×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××× 一般在保护装置的说明书中都会写道:“暂态超越不大于±3%”,不知道这个数字是如何得来的?
关于返回的问题:是指在可以采用延时来躲过暂态超越的情况时用的,诚如楼上所说“在高压电网的快速保护,也就是瞬时切除故障的(不带时限)”,那么就不能用延时这种办法来解决了。可以考虑采用其他方法,仍然从原理上想办法。记得以前读书时,曾分析过一种暂态超越的具体情况(时间太长,汗!!保护也过时了),好像是一种比相位的阻抗继电器,由于短路瞬间有非周期分量的存在,所以出现暂态超越。 ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××× 另外,电流保护从来不说暂态超越的,因为短路电流中的非周期分量在整定和校验时予以考虑了。 同样,零序电流保护也不说暂态超越。 ×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××× 至于一般在保护装置的说明书中都会写道:“暂态超越不大于±3%”,我也不清楚,我也正想请教。 这里有没有继电器厂的大虾啊? [emb10][emb10][emb10][emb10][emb10][emb10]
“暂态超越不大于±3%”的结论,在我看来应当是装置通过实验室动模考验后的结论,也就是平均数数据的范围在6%以内,也不会排除个别偶然出现大大超过±3%情况,同时实验条件不同,所获得的结果也不相同。
超越的问题主要是针对输电线路的距离保护而言的,我们知道,距离保护的I段为瞬时动作,因此必须保证其选择性,I段的定值一般为整条线路阻抗的80~90%。超越的概念是:保护范围外故障时,继电器误动作,就称为保护的超越(Overreach),它的反义词就是保护范围不足(under-reach)。超越的原因主要有两个方面:稳态电气量造成和暂态量造成;稳态超越主要原因是由于定值的确定是按照某种固定的运行方式整定的,当故障时的参数变化时,难免会出现超越或者保护范围不足的情况。对于III段式保护来说,保护范围缩短是可以忍受的,因为这不影响保护选择性。然而超越是不能容忍的(小范围的超越比如3%以内是允许的)。暂态超越则是因为故障后,从一个状态到另一个状态的转换过程中的暂态过程引起的超出保护动作范围的情况,暂态超越不仅包括故障本身引起的暂态分量,还有可能由于电流互感器、装置小CT、PT等中间变换环节引起的暂态过程。 稳态超越一般可以采用保守的整定来避免,或者采用自适应的方式来解决(例如电抗型距离继电器的电抗线下倾角的整定,采用保守的估计,或者自适应的整定)。但暂态超越只能通过自适应的定值来解决,比如故障初始阶段,定值保守,故障经过一段时间后定值恢复到原来的整定。用片面强调使用滤波的办法来解决暂态超越是愚蠢的。因为暂态分量的频谱是连续,没有任何一个好的滤波器能够滤掉暂态分量。因此,唯一比较可靠的解决手段是,使得保护判据尽量满足暂态分量,使得暂态分量成为保护判据中的一部分。
大家都出去查一下相关的资料,有一个比较明确的结论才好,比如不能以延时的方式,如果采取另外的原理,但是采用什么样的原理呢?
也就是说目前所说的暂态超越问题是指距离Ⅰ段的(带延时的保护可以躲过暂态分量的影响),如果说不能通过滤波来消除暂态分量影响的话,也只能考虑暂态判剧了,但是考虑这个因素就相当复杂了,而且暂态分量的大小与短路时刻电压初相角有关。目前大部分用的应该还都是基于稳态量的保护,不知道现在的保护装置在暂态判剧方面做的怎样?
输电线路的暂态保护是从暂态行波保护的研究开始的,70年代末相继研制出了基于行波原理的保护装置。如瑞典通用电气公司的RALDA行波极性比较式方向保护装置、日本东京电力公司研制的行波差动保护装置、GEC公司的LFDC行波方向保护装置、ABB公司的LR91等。其特点是保护动作速度快(保护响应时间在5ms以内),不受系统运行方式和振荡等因素的影响等。1957年T.W.Stringheld等人首先利用故障后产生的行波在输电线路波阻抗不连续点处的反射进行故障探测的试验,进入70年代,行波保护原理的研究达到了一个高潮,日本学者Takagi等人在1977年提出了行波差动保护原理,利用输电线路无损模型,得出区内故障时,线路两端暂态电流行波的差值为故障点的电流,而区外故障时两端电流行波差值为零。Takagi还和他的同事们利用行波差动原理研制出了行波差动继电器。随后在1978年加拿大学者H.W.Dommel提出了基于贝瑞隆无损输电线路模型的行波方向保护原理,利用正方向故障时,在故障后[T,3T](T为行波从线路一端传播到另一端的时间)的时间内反行波等于故障点叠加的等效电源,前行波为零;反向故障时在故障后[T,3T]的时间内,前行波等于故障点叠加电源反行波为零,这一特点构成。为了解决过零点故障问题,用故障行波及其对时间的导数构成一个行波方向判别函数。M.Vintins在1981年改进了Dommel的行波方向原理,并研制出行波方向保护装置LR-91。 瑞典学者Chima同年提出了基于行波电压电流极性的方向保护原理并研制出第一台基于行波极性比较式方向保护装置RALDA,其基本原理是,如果线路两端保护装置均判断电压和电流行波的初始波头为同极性则为内部故障,否则为外部故障。K.S.Prakash在1986年提出了幅值比较方式的判别方法,保护的核心元件是方向继电器。通过它对反向行波和正向行波的幅值|S1|、|S2|进行比较,然后利用通道传递比较的结果,正向故障时|S2|>|S1|; 反向故障时|S1|>|S2|。同行波极性比较式方向保护一样,它只需要向对端传输判断结果,而不像行波差动保护和行波判别式方向保护那样需要传输两端的电气量。P.A.Crossley和P.G.Mclaren在1983年根据行波特征利用相关算法提出了构成行波距离保护的方案。该方案不仅能够判断线路是否故障,而且同时能给出故障距离。该原理作为线路保护缺乏可靠性,而且不能保护线路全长,虽然经过很多改善,但并没有在线路保护中引起人们的重视。但在精确故障测距方面,由于其不受过渡电阻以及故障运行方式等因素的影响,而引起了人们极大的关注。近几年来,随着小波分析的出现,行波保护的研究又出现了一个新的高潮,对暂态行波进行小波分析可以精确的定位行波的到来时刻,解决了由于行波在输电线路上传播色散带来的行波波头的不确定性,能够精确反应行波的性质,并提出了一系列的基于小波变换的行波保护(或测距)原理。 1997年以后国内外的许多学者试图利用暂态量的特征构成单端的保护原理,然而研究结果都不太理想。97年A.T. Johns Z.Q.Bo等人研制出了一套基于信号处理的暂态保护装置,由于变电站的接线的复杂性导致该保护装置并不通用,然而却激起了研究暂态保护的风潮(保护原理大概的确没有什么好研究的了)。不用说,到目前为止仅限于纸上谈兵的阶段,离实际的应用还很遥远。主要原因之一就是CVT的高频传播特性不好,线路终端的反射和折射的不确定性等。 然而,暂态分量固有的不确定性的性质,导致了行波原理不可能在保护中大放异彩,因为继电保护需要更高的可靠性。因此,全电气量特征的保护新原理必将称为保护研究的热点,即无论稳态和暂态信号(故障产生的)都满足构造的保护判据,这样,不仅可以提高保护的动作速度,而且可以提高保护的可靠性,不需要更多的滤波的环节,简化计算,节省了时间。
看来行波保护还是很遥远的事情呀!
在串补线路中,当串补电容没有被旁路时,短路电流中会出现低频分量,利用傅里叶算法计算的电流会偏大,得到的测量阻抗偏小,落在保护园内,就会出现暂态超越

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