基于R-L模型的串补线路距离保护方案

针对串补线路故障特性更为复杂,造成距离保护难以正确动作的问题,提出了一种利用单端信息的串补线路故障测距方案。以R-L模型为基础,根据串补前及串补后故障线路参数的不同,给出了2个测距计算模型。利用该模型计算出的电阻值与实际电阻值的对比,可准确判断故障点相对串补装置的位置。若故障发生在串补装置前,则直接驱动断路器跳闸;若故障发生在串补装置后,则利用串补后的故障计算模型,判断出故障位置。该方法可以较好地解决传统距离保护在串补线路中的暂态超越问题,同时,利用MOV导通前的暂态信息,避开了MOV导通初期串补电容电压难以获取的问题,极大地提高了距离保护的可靠性。利用PSCAD仿真验证了该方案的可靠性和有效性。     

基于异构边界的串补输电线路单端量全线速动保护原理

针对串补给线路距离保护带来的超越误动问题,提出了一种基于异构边界的串补输电线路单端量全线速动保护原理。该原理将安装于线路一侧的串补装置作为线路保护范围的异构边界,利用单端测量信息构建R-L微分方程求解故障距离,并采用最小二乘算法对故障距离进行拟合估计,根据测距结果的拟合误差可以判断故障点与串补电容之间的相对位置关系,从而实现串补线路的全线速动保护。所提方法应用等传变理论克服了电容式电压互感器暂态传变误差以及线路分布电容对故障测距精度的干扰,仿真表明能够在40 ms内快速切除串补线路的内部故障。     

适用于串联电容补偿线路的距离保护新原理

以串补电容安装于线路末端的运行方式为例,定义保护与串补电容之间的线路末端的计算电压为补偿电压,分别分析了在串补电容前和串补电容后故障时补偿电压的不同特征.在串补电容前故障时,补偿电压和保护安装处的电压反向,在串补电容后故障时,补偿电压和保护安装处的电压相位接近.据此提出了串联电容补偿线路故障点位置识别的方法,配合传统的距离保护形成新的适用于串联电容补偿线路的距离保护新原理.串补电容前故障距离保护动作情况完全由阻抗继电器决定,无需考虑串补电容影响.新原理能可靠防止距离保护的超越问题,且灵敏度基本不受串补电容的影响.EMTP仿真验证了新原理的有效性和可靠性.     

基于改进小波包熵的SSSC串补线路故障位置识别

静态同步串联补偿器(SSSC)的应用会对距离保护的测量阻抗产生影响,使得距离保护发生拒动或超越.文中采用改进小波包熵分析了SSSC串补线路保护安装处的暂态故障电流特征,结果表明:故障点在SSSC之前和之后时串补线路的小波包熵值明显不同,故障点在SSSC之前的小波包熵值远大于故障点在SSSC之后时的小波包熵值.根据该特征...     

多串补线路保护动作性能分析

从理论上分析了多串补线路故障后的电气量特征,随着故障点的变化,线路多处会发生电流反相和电压反相,故障后电气量中存在多个低频暂态分量。研究了线路保护(电流差动保护和距离保护)的动作性能,提出了串补线路保护配置方案,并给出2点改进建议:一是采用保持记忆电压作为距离保护的极化电压,防止电压反相造成距离保护误动作;二是通过比较故障电流和记忆电压的相位来识别电流反相,当故障后电流相位超前记忆电压,判断为电流反相,闭锁电流差动保护。利用RTDS系统搭建了1 000 kV输电线路模型并进行了仿真验证,仿真结果与理论分析一致。     

串补电容引起的次同步谐振对距离保护的影响

基于实际系统参数搭建仿真模型,通过模拟仿真并观测保护测量阻抗的轨迹图,研究次同步谐振对距离保护的影响。研究表明,次同步谐振对距离保护Ⅰ段有影响,而对Ⅱ、Ⅲ段没有影响。串补线路上区外故障时,保护Ⅰ段可能误动作,而区内故障时保护不会拒动作。在非串补线路上,若保护安装点到故障点的线路上有串补电容存在,保护可能会误动。次同步谐振对距离保护Ⅰ段的影响与串补度、故障点、故障类型和串补电容安装位置都有关。对保护安装处的电压、电流进行频谱分析表明,保护误动作本质上是由于电气量中含有次同步分量,造成测量阻抗发生了偏移。     

基于频域模型识别的串补线路保护方案

为解决目前带串补线路的距离保护可靠性和灵敏性不足的问题,提出一种基于频域模型识别的带串补线路的距离保护方案。利用最小二乘矩阵束方法,准确获取电力系统故障暂态过程中各频点的电压电流相量,通过列写基于分布参数的输电线路端口电压方程,构建串补输电线路全频带模型误差函数。利用全频带误差模型和工频量故障定位结果,识别故障点相对于串补电容的位置,若故障位于串补电容前,则直接驱动断路器跳闸;若故障位于串补电容后,则根据传统的电平检测逻辑动作。该方法仅利用单端量电气量,不受串补电容器和金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)(或称限压电阻)的影响,提高了串补输电线路单端量保护的性能。仿真结果验证了该方法的有效性和实用性。     

串补线路故障点位置的模型识别方法

文中提出了一种判断串补线路单相接地故障时故障点相对于串联补偿电容位置的模型识别方法，该方法通过比较不同模型计算出线路电感值的离散度来识别故障位置。将该方法和传统的距离保护相配合，可以解决传统距离保护在串补线路中超越的问题，使得距离Ⅰ段可以按全线阻抗整定，而不必考虑电容的容抗，很大程度地提高了距离Ⅰ段的灵敏度。判别过程仅利用MOV导通前一段时间的暂态量数据，不受MOV非线性特性的影响，避开了MOV导通后串补电容上电压准确值难以获得的问题。该方法仅利用单端电气量，无需通讯通道；数字仿真结果表明：该方法具有很好的适应性，适合于各种电压等级、各种频率的系统，线路各处故障。     

基于补偿点阻抗的阻抗角特性的串补线路距离保护方法

将保护安装处到串补电容间线路阻抗与测量阻抗之差定义为补偿点阻抗,深入分析了串补电容前后金属性故障时补偿点阻抗的阻抗角特性.在电容前金属性故障时,补偿点阻抗的阻抗角介于70°～90°之间;在电容后金属性故障时,补偿点阻抗的阻抗角介于90°～270°之间.据此提出了串补线路故障点位置识别方法,结合传统距离保护形成了适用于串补线路的距离保护新方法.与传统的电平检测方案相比,该方法明显提高了串补线路距离保护的保护范围.EMTP仿真验证了该方法的正确性和有效性.     

串联补偿线路的距离保护研究

分析继电保护安装处的测量阻抗与线路阻抗的关系,在此基础上定义一个具有自适应特性的补偿阻抗,并分析故障点相对于串联补偿装置不同位置时补偿阻抗的相角特性,即金属性故障位于串补装置之前时,补偿阻抗的相角为0°;金属性故障位于串补装置之后时,补偿阻抗的相角介于90°和270°之间。据此提出识别串补线路故障点的方法,并与传统的电平检测方案相结合形成新的距离保护方案。该方法适用于串补装置安装于线路不同位置的运行方式,不仅可以有效解决超越动作问题,而且可提高保护的灵敏度。MATLAB仿真验证了该方法的正确性。     

基于改进RL模型的串联补偿线路单相接地 故障测距新算法

基于RL模型算法的测距式继电器是我国最早开发成功并获得广泛应用的微机线路保护继电器,但其直接应用在串联电容补偿线路中具有一定的局限性。基于此,针对常见的单相接地故障类型,给出了一种基于改进RL模型的串联补偿线路故障测距算法。该算法考虑了故障过程中MOV动作及串联电容对线路实际阻抗值的影响。与传统的串联补偿线路故障定位方法相比,该算法无需判断串联补偿装置是否在故障回路中,也无需知道串联补偿装置的相关参数和其具体工作状态,就能简单准确地实现串联补偿线路的故障测距。EMTDC/PSCAD和Matlab仿真计算结果表明,所提出的算法能够获得比传统算法更加准确的测距结果。     

基于分布参数模型的串联补偿双回线单线故障定位算法

对于装设串联补偿(串补)装置的输电线路,由于与串联电容并联的保护元件金属氧化物可变电阻(MOV)的非线性特征,使得串补线路无法直接使用常规的输电线路故障测距方法。为此,提出了一种基于分布参数模型的串补双回线故障定位算法。按照故障点相对于串补的位置分为两个子算法,利用从本端、对端推算得到的故障点处电压相等的特点,消去串补装置近故障一侧的电压,结合故障点处过渡电阻的纯电阻性和故障序网边界条件,构造故障定位函数。该方法不依赖串补装置模型,不受MOV非线性的影响,无需预知串补装置相对于故障的位置,同时不存在伪根判别问题。EMTDC/PSCAD和MATLAB仿真结果计算验证了该方法的正确性。     

基于小波变换的串补输电线路故障选相研究

串补电容及其保护装置MOV的应用给常规的故障定位与选相方法带来了困难。然而,串补输电线路发生故障后以及故障期间MOV导通时将产生高频暂态电流行波,故障相和非故障相的暂态电流信号的大小及所含有的频率成分不同。本文采用小波分析方法,选择适当的小波函数与变换尺度对相电流进行小波变换,根据故障相和非故障相的暂态电流在此尺度上小波系数能量的差别,形成故障选相判据。大量的EMTP仿真结果证实了该方法的有效性。所提出的方法对串补超高压输电线路的故障定位与保护具有实际意义。     

串补线路的数学形态学行波测距法研究

因存在串联电容及其并联保护元件MOV,带串联电容补偿装置的输电线路的高度非线性特性对故障测距和继电保护产生了较大影响,使常规的故障测距和距离保护算法均已不再适用。为此,讨论了串联电容补偿对输电线路行波法测距的影响,并提出了一种基于数学形态学梯度技术的串补线路行波法故障测距新算法,该算法不受MOV非线性特性的影响。相对于小波变换等积分运算来说,形态学对突变信号检测能力强,对噪声不敏感,算法简单,耗时较小,易于硬件实现。ATP仿真结果表明,该算法具有很好的准确性和鲁棒性。     

基于小波包变换的暂态电流保护在带固定串补的超高压线路上的应用研究

运用柏德生法则，定性地分析了带固定串补的超高压线路上的波过程及保护安装处反射电流与透射电流的S域表达式，该暂态量保护的性能不受串补电容金属氧化物变阻器（MOV）保护非线性特性的影响。以小波包分解作为分频手段对暂态电流进行分频，利用高低频段能量比作为保护判据。理论推导与仿真结果证明，该原理的保护可应用于带串补的超高压线路。且与串补电容安装位置基本无关，对不同的系统运行方式、故障类型、故障初始角及过渡电阻不敏感。     

基于RVM和阻抗法对串联电容补偿输电线路的故障定位

在串补输电线路(SCCTL)中通常采用金属氧化物变阻器(Metal-Oxide Varistor,MOV)对串补装置中的电容做主保护,而MOV具有典型的非线性特征,给串补输电线路的故障定位带来难题。基于此,提出一种新的接地故障定位方法,首先对接地故障进行分类识别,再针对不同故障类型用阻抗法进行故障定位,将SCCTL相对于串补装置分为两个区域,并对应采用两个子算法对故障进行定位,无需附加程序对子算法的计算结果进行伪根判别。该阻抗法不依赖串补装置的模型,不受MOV非线性特征的影响。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立一500kV的串补输电线路模型,用MATLAB实现故障定位算法,仿真结果验证了此方法具有较高的定位精度。     

串联电容补偿线路的相差保护特性研究

高压输电线路上靠近串补电容处发生故障时，由于电容的补偿作用，线路两端电流、电压的相位差可能达到180°，远远超出了传统相差保护的整定值，导致保护无法判别故障。为此，作者提出一种改进算法，对故障时的暂态电流信号进行小波变换，获取暂态相位差值作为保护动作的依据，并考虑了金属氧化物变阻器不能导通时串补电容对保护性能的影响。仿真结果表明，改进算法能快速准确地判断故障区域，弥补了传统保护的缺陷，且不受串补电容补偿度、安装地点的影响，对普通线路同样适用。     

A performance oriented impedance based fault location algorithm for series compensated transmission lines

This paper proposes a performance oriented fault location algorithm for series compensated transmission lines. The algorithm estimates the fault location based on the calculated fault voltage and current using two end measurements and line parameters. Fault location computations are carried out considering faults existed before or after the compensator location on the line. The calculated MOV impedance is the key factor in determining whether or not the fault is located in front of the compensator. A 380 kV transmission line with a series capacitor and an MOV has been tested for various fault types, fault locations and fault resistances. The results show that the algorithm accurately estimates the fault location for all cases.