基于小波多尺度分析的输电线路直击雷暂态识别

研究和识别输电线路直击雷的暂态特征对研制基于暂态量的保护及提高其可靠性都具有十分重要的意义。该文首先从保护的角度对输电线路各类直击雷的特点进行深入的研究分析；通过小波变换对输电线路直击雷、短路故障等暂态信号的多分辨率分析，发现其暂态电流附加分量的能量分布特点反映了对应暂态过程的内在特征，可用以构成判据实现输电线路非故障性雷击暂态的准确、可靠识别，从而大大提高保护的抗雷电干扰能力。大量EMTP仿真计算验证了所提方法是正确、有效的。     

输电线路雷击与故障的积分识别方法

针对雷击输电线路产生的暂态信号对行波保护的干扰,提出了一种雷击干扰与短路故障的积分识别方法。在详细分析雷击线路未造成故障、雷击造成故障和短路故障的暂态波形特征的基础上,构建综合识别判据。利用线路扰动后较短的时间内非故障雷击的波形对称性和故障时的波形单调性,分别对时间轴上方和下方的暂态电流波形进行积分运算。其一,根据二者的相对比值大小构成识别故障与非故障性雷击的主判据;其二,利用两个积分值的差构建辅助判据,以提高故障性雷击和非故障性雷击识别的可靠性。EMTDC仿真结果验证了所提积分识别判据的有效性和正确性。     

输电线行波测距中雷击与短路故障的识别

掌握超高压、高压输电线路上雷电冲击发生的位置和频次等信息,对输电线路的防雷保护及系统运行水平的提高具有重要的理论和现实意义,故而利用现有可检测与定位线路雷击的行波测距装置,提出了一种基于小波包能量谱和暂态行波特征分析的雷击与短路故障识别方法。通过对500kV输电线路的非故障性雷击、故障性雷击以及普通短路故障的仿真研究,提取出电流行波信号的特征和信号各频段的能量分布规律,结合这些特征和规律提出了对3种暂态过程进行识别和分类的具体算法。EMTDC仿真验证了该算法的正确性。     

基于多尺度形态分解的特高压线路雷击干扰识别新方法

基于暂态量的超高速输电线路保护方案动作时间短,能很好地满足特高压输电线路对保护速动性的要求,但它易受雷击干扰的影响,从而造成误动作。为了解决该问题,提出了一种基于数学形态学的特高压输电线路雷击干扰与故障识别的新方法。通过对电流暂态信号进行多尺度形态学分解,提取特定高、低频段上的谱能量,并用这两个谱能量的比值构成判据,实现雷击干扰与故障状态的识别,大量EMTP仿真试验表明了该方法的正确性。作为辅助判据,与线路的暂态保护结合,将有效提高特高压输电线路保护的可靠性。     

采用小波能量谱的输电线路暂态扰动的模糊识别法

随着电网的发展和电压等级的提高,高压输电系统的线路保护装置抗雷电干扰能力,直接影响系统的安全稳定运行。为保证保护动作的选择性和及时性,准确及时地识别故障原因,避免误动,针对线路故障跳闸与雷击的相关性,采用扰动信号的小波能量谱特征,提出一种线路雷击与普通短路的模糊识别方法。各类暂态扰动的电流行波信号进行小波变换后,分解为不同频带上的重构信号,通过构造高频、中频、低频段三维特征向量,提取暂态扰动信号的特征。根据不同扰动特征向量变化规律及扰动的不确定性,利用模糊推理机,建立IF-THEN规则,对非故障性雷击、故障性雷击和普通短路进行快速识别。该方法符合人的直观判断经验,对故障相角、故障电阻、故障位置以及雷电流波形等影响因素具有良好的适应性,对某实际500kV线路的仿真证明,该方法具有识别快速、准确的特点,能在保证保护装置的速动性的同时提高选择性。     

线路雷击事故与短路故障的识别方法

准确识别雷电冲击发生在输电线路上的位置和频次,对线路防雷保护具有重要的意义 .在现有行波测距装置的基础上,提出线路受雷击和出现短路故障的识别新方法.对非故障性雷击、故障性雷击以及短路故障进行了仿真,发现了不同故障类型下暂态电流在各频段能量分布存的差异和行波的折反射规律,在此基础上提出了线路雷击与短路故障识别算法.用通用的电磁暂态仿真程序EMTDC进行的仿真证明了该放法的正确性.     

输电线路感应雷击暂态特征分析及其识别方法

该文对架空输电线路感应雷电冲击所产生的暂态过程进行了详细的分析，并由此引出其对基于暂态量保护所造成的影响；对输电线路感应雷击与短路故障的不同暂态特征进行了深入的分析和比较：在此基础上，给出了一个识别输电线路感应雷击暂态量的方法，该方法利用暂态量的线模和零模信息构成判据，能够有效地区分感应雷击暂态量和故障暂态量。大量的EMTP仿真计算结果表明，所提出的判据是正确、有效的，能作为附加判据用以提高基于暂态量保护的抗干扰能力。     

一种雷电波侵入变电站的扰动识别方法

雷击输电线路既可能导致保护误动作,又可能侵入变电站,引起系统过电压,为此提出了一种基于信号S变换的雷电侵入波对电网的扰动监测及其识别方法。基于变电站母线电压实时监测信号,利用S变换技术提取电压暂态信号在时域和频域内的波形特征,根据信号的主要谐波次数及其幅值大小和基波电压跌落差异,构建了普通短路故障、故障性雷击与非故障性雷击和其他扰动信号的识别判据。PSCAD仿真结果表明,该方法不受故障类型、故障接地电阻、故障初始时刻、雷击相别及雷电流大小的影响,识别灵敏度较高。     

基于小波能谱的电力暂态信号分类识别方法

为区分故障性暂态信号与非故障性暂态信号,在研究电力系统各种暂态信号及其特点的基础上,建立了500kV输电线路EMTDC仿真模型,并产生了单相断路器操作、电容投切、接地短路、一次电弧故障、非故障性雷击和故障性雷击6种类型的暂态信号。利用多分辨分析的小波变换提取上述各暂态信号的频带能量特征和局部能量特征,总结得到了能量统计图。分析了各暂态信号的能量分布特点,并从保护的角度出发提出了暂态信号分类识别的判据。大量的仿真试验验证了该方法的可行性和有效性。     

基于置信网络的直流输电线路暂态信号识别方法

暂态保护是高压直流输电系统的主保护,提高暂态信号的识别精度是改善保护性能的有力措施。单极接地故障、雷击干扰和雷击故障是高压直流输电线路常见的3类暂态信号。提出一种基于置信网络的暂态信号识别方法,以原始数据作为输入,利用网络实现特征提取和识别。该方法减少了复杂的信号处理及特征提取环节,能够对多种场景下的暂态信号进行有效识别。仿真结果表明,该方法在低采样频率、短时间窗和不同系统参数的条件下,对三类暂态信号具有良好的识别效果。     

TCSC过电压保护方式研究

TCSC的过电压保护主要研究故障情况下保护TCSC和MOV的方式以及如何降低MOV能耗水平,以满足经济性要求,同时又有利于系统暂态稳定。在分析TCSC过电压保护方式与暂态稳定关系的基础上,提出过电压保护的控制策略,研究了保护性旁路的启动方式,并借助ARENE软件予以仿真验证。     

特高压线路雷击塔顶时导线上的感应过电压

随着电力行业的发展,尤其是国内特高压输电线路的出现,我国规程推荐的感应过电压公式的计算结果已严重偏离实际,需推出新的符合实际情况的感应过电压计算方法,作为防雷计算和防雷设计的依据。为此研究了雷击杆塔时,导线上产生的感应过电压的大小及波形,从理论上分析了包括规程法、回路法、抵消场法在内的多种计算方法及其特点。用以抵消场法为理论依据开发的感应过电压数字仿真软件计算特高压线路的感应过电压的结果证明了雷击塔顶时的感应分量和注入分量并非同时出现,简单的将两者相加作为过电压值是不准确的,而且主放电速度、雷电流峰值、上行先导长度、接地电阻等因素对感应过电压值都有明显的影响。     

雷击对行波故障测距的影响及识别

雷击是影响行波测距装置精度的主要因素之一,雷击故障的识别是解决输电线路雷击干扰的基础。通过对雷击故障和短路故障电流行波的暂态特性分析可知,雷击故障电流具有以下特点:雷击故障电流具有更大的陡度;非故障相的电流行波也具有更大的暂态能量。据此,提出利用小波变换提取故障电流陡度和利用相电流行波暂态能量进行雷击故障识别的新方法,以及相应的识别判据。EMTDC仿真及实例验证证明了文中所述雷击识别方法的正确性。     

小电流接地系统自适应单相接地保护新原理

传统的故障选线采用集中比较各条出线的零序电流大小或相位，不便在馈线保护中实现及现场终端单元( FTU) 上安装。该文提出一种新的基于负序电流补偿的自适应零序过电压保护原理。其基本保护采用零序过电压保护，动作时间采用反时限特性；在分析接地故障负序暂态电流分布特点的基础上，利用线路负序电流暂态有效值与一个可整定的补偿电抗相乘，形成补偿电压，并与零序电压幅值合成复合补偿电压，利用该电压对基本的反时限动作特性曲线进行修正，使零序过电压保护具有选择性。理论分析和仿真结果证明了方法的有效性。此外，还对采取该保护方案后，永久性线路故障和母线故障情况下如何保证供电的可靠性进行了讨论，提出了相应的解决方案。     

配电网消弧装置应用中相关问题的研讨

分析了几种常用消弧装置对配电网中内部过电压防护的作用和效果;综合考虑了变电站、开闭所接地选线的实现,以及配电网自动化系统中接地故障区段定位等问题;结合现场运行实践,给出了消弧装置应用的指导原则和技术建议。提出了对于电缆化比例较大的配电网,宜选用自动跟踪补偿消弧装置,为了实现可靠接地保护及区段定位,短时加并中值电阻是一种较好的解决方案;延时加并高值电阻方案,也值得进一步研究;建议对于以架空线路为主的配电网,可以考虑选用新型消弧及过电压保护装置,并对该装置加以完善。     

阻抗角对交直流输电系统过电压影响的研究

直流系统与弱交流系统相连会出现高暂态过电压,目前大多采用短路比进行交互影响分析,其主要考虑的是交流系统等值阻抗模值的影响,并未考虑阻抗角与系统过电压的关系,具有一定的局限性。在CIGER标准模型的基础上搭建两馈入直流系统,保持短路比不变,分别研究强耦合和弱耦合情况下的交流系统本身的阻抗角以及耦合阻抗角对受端换流母线暂态过电压的影响。分析结果表明,耦合阻抗角对系统暂态过电压的影响较小,而适当减小交流系统本身阻抗角有利于减小故障后的过电压,改善故障对系统的冲击,提高系统稳定性。     

纳秒级高压脉冲下示波器输入通道保护装置的设计

在高压试验中,示波器通常会受到高于正常工作电压的瞬时过电压的冲击,如感应过电压、操作过电压等。为了使示波器能够免受高频率大幅值的瞬间冲击电压,设计了一种基于放电管的示波器输入通道保护装置,并在实验室条件下对其进行低压性能测试、高压方波及雷电波下的性能测试。实验结果表明,该保护装置不影响信号的正常测量,高频可达80MHz;响应速度快,能够将千伏级高压脉冲迅速限制在2V以内;可靠性强,可长期稳定工作,适用于纳秒级高压脉冲下信号的测量及示波器的保护。     

基于暂态波形特征的输电线路雷击干扰与故障识别方法

随着大量电力电子装置应用于电网,暂态量保护的优势逐渐凸显。针对其易受雷击干扰影响的问题,在非雷击故障、雷击干扰和雷击故障下,对各相暂态电流附加分量进行了分析。得出故障与雷击干扰的本质差异为:故障暂态波形的整体变化趋势中具有明显的工频正弦特征。据此,采用平均值滑动去噪的方法可基本消除雷电流等高频影响,获得暂态电流的主波形。提出采用50 Hz正弦函数对主波进行拟合,基于拟合决定系数的大小可识别各相线故障。经PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真,验证所提识别方案能正确识别各种类型下的雷击干扰与故障,不受故障初始角及过渡电阻的影响,适用于不同类型输电线路。     

大型水轮发电机定子中性点高阻接地暂态分析

为准确分析计算发电机间歇弧光过电压以及单相接地故障电流,提出了采用准分布电容参数的定子单相接地多回路模型.该模型可以比较准确地计及气隙磁场谐波及定子分布电容的影响.对三峡左岸电厂一台大型水轮发电机进行了分析计算,结果表明,发电机中性点采用高阻接地方式下,定子绕组发生单相接地时,若取较高的中性点接地电阻则对减小故障电流的作用较有限,且会带来比较大的暂态过电压;综合考虑接地故障电流和暂态过电压,则中性点接地电阻宜取2～3倍的中性点对地等值容抗;若发电机频率发生偏移,则有可能出现较大的暂态过电压.