带并联电抗器输电线路单相故障性质识别判据

针对带并联电抗器超特高压输电线路,分析了瞬时性故障时低频分量频率基本不受系统阻抗及故障点位置变化的影响,在低频分量频率离线准确计算的前提下,提出采用最小二乘拟合方法快速检测断开相并联电抗器电流低频分量和工频分量幅值实现的单相故障性质识别新判据.瞬时性故障时,低频分量幅值接近或超过工频分量幅值;永久性故障时,低频分量幅值接近0.判别算法仅利用断开相并抗电流,原理简单可靠,且易于实现.大量ATP仿真验证表明,该判据正确有效,能快速实现单相故障性质判别,有望提高单相重合闸动作的成功率.     

特高压交流输电线路单相重合闸无故障识别电压电流组合判据

为实现特高压输电线路单相重合前无故障判别,分析了不同情况下带并联电抗器的特高压线路单相故障时断开相的电压和并联电抗器电流的幅值及频率特征,提出了利用Prony算法提取断开相电压和并联电抗器电流的主要低频分量频率及幅值信息作为组合判据。结果表明:故障未消失时,断开相电压和电抗器电流无自振低频分量,仅有工频周期分量;而故障消失后,断开相电压和并联电抗器电流存在工频和自振低频2种周期分量。电抗器补偿度对断开相电压及电抗器电流的幅值影响较大,但自振低频分量频率由线路固有参数决定,因此利用电压量和电流量作为综合判据避免了以单一电气量幅值判别可靠性低的不足。通过大量的ATP仿真验证了该判据能够实现重合前无故障的可靠识别,且判据基本不受系统运行状态及故障条件的影响,有利于提高带并联电抗器线路单相重合闸的重合成功率。     

基于PRONY法的超高压线路单相自适应重合闸故障识别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,瞬时性故障时断开相恢复电压中存在由于储能元件初始储能引起的自由分量,该自由分量幅值接近或高于其稳态基波分量的幅值,频率低于且接近于工频,分析了单相瞬时性故障恢复电压的拍频振荡特点,提出了基于PRONY法对恢复电压信号进行快速辩识,通过得到的各分量的振幅、频率等信息能判别瞬时性故障与永久性故障,从而实现线路单相自适合重合闸。大量仿真结果表明该方法的有效性和准确性。     

基于PRONY法的超高压线路单相自适应重合闸故障识别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,瞬时性故障时断开相恢复电压中存在由于储能元件初始储能引起的自由分量,该自由分量幅值接近或高于其稳态基波分量的幅值,频率低于且接近于工频,分析了单相瞬时性故障恢复电压的拍频振荡特点,提出了基于PRONY法对恢复电压信号进行快速辩识,通过得到的各分量的振幅、频率等信息能判别瞬时性故障与永久性故障,从而实现线路单相自适合重合闸.大量仿真结果表明该方法的有效性和准确性.     

超高压线路单相接地故障类型识别的新方法

在带并联电抗器超高压输电线路中,当发生单相接地故障,瞬时性故障时断开恢复电压中存在由于储能元件初始储能引起的自由分量,该自由分量幅值接近或高于其稳态基波分量的幅值,频率低于且接近于工频,因此断开相恢复电压呈拍频性质;而永久性故障时故障点始终存在,线路上各储能元件所储存的能量快速衰减,断开相电压中没有低频振荡分量而仅含有基波量。提出一种判别其两种波形的不同以区别故障性质的方法。该方法原理较简单,具有一定的工程应用前景。     

基于并联电抗器电流判别的超高压输电线路单相自适应重合闸

针对带并联补偿的超高压输电线路,提出了根据恢复电压阶段并联电抗器中故障相电流的低频分量判别故障性质的方法,并定义了一个能量函数,用于检测低频分量的含量,能在2～4个基波周期内快速识别故障性质.详细分析了并联电抗器中故障相的电流特性,并基于该特性区分永久性和瞬时性故障:永久性故障时,并联电抗器故障相电流只舍有基频分量和衰减较慢的直流分量;瞬时性故障时,故障相电流中除基频外还含有低频分量,其幅值接近基频分量.理论分析和EMTP仿真结果表明,该识别方法可以准确区分线路的故障性质,大幅度提高重合闸成功率.     

带并联电抗器输电线路永久性故障识别新方法

针对带并联电抗器的超高压输电线路,提出一种单相自适应重合闸永久性故障识别的新方法。该方法以瞬时性故障为参考模型,求取并联电抗器故障相电流,采用该求取电流与并联电抗器故障相实际测量电流之差同中性点小电抗器电流幅值比来实现永久性故障的判别。发生瞬时性故障时,故障模型正确,差电流幅值比接近零;发生永久性故障时,故障模型不正确,差电流幅值比远大于零。ATP仿真结果表明,该方法能够准确区分瞬时性故障和永久性故障,判别原理有效,能够可靠地实现超高压输电线路的单相自适应重合闸。     

带并补电抗器超／特高压输电线路单相瞬时故障拍频特性研究

以带并联电抗器补偿的线路为研究对象,深入剖析了单相瞬时故障消失后产生拍频现象的机理和条件,探讨了瞬时故障低频自振分量的频率及幅值衰减特性,以及断开相电气量无显著拍频现象产生的条件。研究结果表明:故障电气量中产生明显拍频现象的条件为瞬时故障且电弧可靠熄灭,但部分瞬时故障由于工频和低频量幅值差过大、频差过小或低频自振分量幅值衰减过快,导致断开相电压与电抗器电流没有明显拍频现象,此时可采用非拍频特征判据实现故障性质识别。大量ATP仿真与物理实验模型仿真验证了上述理论分析的正确性。     

带并补的超高压输电线路单相自适应重合闸新判据

带并联电抗器的超高压输电线路发生单相瞬时性故障时，二次电弧熄灭后断开相端电压及并联电抗器电流因含有自由振荡分量而呈现拍频特征，永久性故障时则基本为基波量。在分析故障相断开后的序网的基础上，给出了自由分量频率的正确计算方法，提出了利用正弦函数的正交性检测自由分量从而快速判断故障性质的拍频新判据，有效解决了拍频周期较长时利用现有判据判断故障性质所需时间较长的问题。该判据原理简单，判断速度快且具有较高灵敏度。仿真实验验证了所得结论。     

新型同杆双回线自适应重合闸方案研究

提出了新的可用于同杆并架双回线的自适应重合闸方案,并在此基础上给出了新的同杆并架双回线保护配置方案。对于带并联补偿电抗器的输电线路发生瞬时性故障后断开相电压存在拍频现象,电压频率基本为低频分量;发生永久性故障后,断开相电压主要为健全相感应电压,为工频分量。对故障相恢复电压进行步长为20ms的差分,瞬时性故障时差分后的电压幅值较大,而永久性故障差分后电压幅值基本为零。通过比较差分电压的幅值,能很好地区分瞬时和永久性故障。另外,从可靠性出发,提出了幅值判据和相位判据相结合的方案,综合利用了幅值判据和相位判据的优势。新的幅值和相位相结合的判据,能够很好地适用于不带并联电抗器的线路,一端或者两端带并联电抗器的线路。大量EMTP和RTDS数字仿真实验表明该方案具有很强的可行性和工程应用价值。     

带并联电抗器输电线路单相自动重合闸永久故障的识别原理研究

提出了一种基于超高压输电线路并联电抗器故障相电流特性的单相自动重合闸永久故障识别方法。输电线路发生单相故障两端跳闸后,并联电抗器故障相电流流经的回路在瞬时性故障和永久性故障下明显不同,因此利用流过并联电抗器故障相的电流与中性点小电抗器的电流的幅值比就能判别瞬时性和永久性故障,有效地解决了现有自适应重合闸判据在带并联电抗器超高压输电线路上应用难的问题。EMTP 仿真结果和试验系统录波数据都证明该识别方法能准确地区分永久和瞬时故障,有很高的可靠性,可直接应用于目前微机保护装置。     

基于故障相并联补偿电流变化特征的单相自适应重合闸

针对带并联电抗器的超高压输电线路,详细分析了发生单相瞬时及永久性故障时,故障相并联补偿电流自由分量的故障特征,并在此基础上提出一种利用并联补偿电流自由分量的变化特征进行故障识别的单相自适应重合闸新判据.永久性故障时,故障点一直存在,并联电抗器通过线路和故障点对地放电,自由分量呈现衰减趋唠;瞬时性故障时,二次电弧的熄灭和...     

带并联电抗器的超高压输电线路单相自适应重合闸新算法

带有并联电抗器的超高压输电线路发生单相故障两端跳闸后,断开相恢复电压的组成成分在瞬时性故障时比永久性故障时多了一项自由分量,因此通过对断开相恢复电压在一个工频周期内进行积分就可以区分两种不同性质的故障.该判据原理简单,灵敏度高,实际操作方便,判断时间快,有效地解决了现有判据判断时间长的问题.大量的仿真实验验证了所得结论的正确性.     

适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略

同杆双回线发生接地故障采用传统跳闸策略时可能会产生负序分量,传统自动重合闸方案在合闸前不判定故障性质,重合失败时将影响系统稳定性。针对该问题,提出了一种适用于带并抗的同杆双回线接地故障改进跳闸与分相自适应重合闸策略。首先,通过建立带并抗的同杆双回线各相之间的耦合模型并对其进行分析,提出了一种能够避免负序分量注入系统的改进跳闸策略。其次,分别对瞬时性故障和永久性故障情况下的故障相并联电抗器电流特征分析,提出了基于故障相并联电抗器微分栅电流的故障性质判据。最后,结合改进跳闸策略和故障性质判据,形成了适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略。PSCAD/EMTDC仿真验证了所提改进跳闸与分相自适应重合闸策略能够避免负序分量注入系统,以及在不同接地故障类型、故障位置和过渡电阻情况下都能保证输电线路重合成功率。     

输电线路单相瞬时性故障的判别研究

对两端均不带并联电抗器的输电线路,当发生瞬时性和永久性这两种不同性质的故障时,断开相端电压的有效值和相角都存在较明显的区别。本文在对故障后电路进行较精确分析计算的基础上,提出了一种基于电压有效值和相角的综合判据。仿真实验验证该判据能可靠区分瞬时性故障和永久性故障,并且有较高的灵敏度。     

带并联电抗器的线路单相自适应重合闸故障判别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,研究了故障后线路断开相并联电抗器与中性点小电抗上的电压特性,发现在永久性故障时,无论是金属性接地还是经过渡电阻接地,断开相并联电抗器上电压与中性点小电抗上电压的比值总是大于瞬时性故障时两者的电压比值。基于上述结论,提出了超高压带并联电抗器输电线路单相自适应重合闸故障的电压判别方法。理论分析和EMTP仿真表明,该判别方法简单、有效,能可靠实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。     

高压电缆-架空线混合线路重合闸新判据

提出了基于两侧电流信息的新型电抗继电器,以及带并联电抗器线路的瞬时故障识别判据构成的全新的综合判据。新型电抗继电器利用线路两侧电流获得故障点的电流,进而利用故障点的电流作为极化构成的理想零序电抗器,由该电抗器来界定是架空线路段故障还是电缆线路段故障,与传统的基于单侧电流信息的电抗继电器相比更为精确。另外,结合带并联电抗器线路的瞬时故障识别判据,能确保带并联电抗器的混合线路在发生永久性故障时可靠闭锁重合闸,避免了重合于永久性故障对系统带来的冲击。基于上述两种判据的综合判据实现了电缆段故障及永久性故障闭锁重合闸的要求。EMTDC及RTDS实验验证了该综合判据的有效性。     

A Novel Single-Phase Adaptive Reclosure Scheme for Transmission Lines With Shunt Reactors

Single-phase adaptive reclosure (SPAR) schemes applied to transmission lines have been an effective method to improve the stability of power system. Attractive techniques have been proposed for SPAR schemes based on the tripped fault-phase voltage. But for transmission lines with shunt reactors, the voltage is so minor that the error of voltage transformer limits the applications of voltage-based SPAR schemes. To overcome this disadvantage, a new scheme using differential current between the calculated current based on transient fault model and the actual measured current from the fault phase of shunt reactor is proposed in this paper. The calculated current is obtained by using the transient fault model whether there is a transient or permanent fault. In the case of transient fault, the calculated current is close to the measured current due to the actual fault model being close to the calculated model. As for the permanent fault, the calculated current is quite different from the measured current. Therefore, the differential current of the fault phase can be employed to distinguish permanent fault from transient fault. At last, the Alternative Transients Program simulation results show that the developed algorithm can identify the permanent fault correctly and reliably, and is promised to be applied to SPAR for transmission lines with shunt reactors.