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。     

基于双端电气量的串补线路故障测距新算法

目前带串补装置的高压线路进行双端测距时需要进行真伪根判断,对此提出了一种基于双端电气量的串补线路故障测距新算法。分别建立串补电容两侧的线路故障模型,在发生故障后,首先识别2个模型的参数,然后计算2个模型的误差来判断故障点相对串补电容的位置,再利用相应模型的参数进行故障测距。该算法不需判断真伪根,有利于快速准确地定位故障。EMTP仿真结果显示,所提算法不受金属氧化物压敏电阻(MOV)、系统阻抗、故障类型和故障位置的影响,测距误差都在0.6%以内。     

串联电容补偿线路接地故障的行波测距新方法

串补电容破坏了线路阻抗分布的均匀性,且过电压保护元件MOV(metal oxide varistor)为非线性元件,所以传统的故障测距算法不适用于串补线路。该文首先分析了串补线路上行波差动电流的不平衡输出,然后定义了适用于串补线路的行波差动电流。对于新定义的行波差动电流,串补线路内部故障时,地模和线模的行波差动电流不同,其相角差与故障点位置相关,据此提出了基于行波差动电流的接地故障测距原理。该原理不受过渡电阻、系统运行方式、MOV导通与否和串补装置运行状态的影响,PSCAD仿真结果表明,测距准确可靠。     

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。     

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。     

串补高压输电线路故障位置识别新方法

基于小波分析理论,提出了一种串补高压输电线路相对于串补电容的故障点位置识别方法。通过仿真采集输电线路不同位置故障时的双端故障电流,应用小波分析对故障电流的奇异性进行分析,对比各频段小波分解系数的奇异性变化规律,寻找出一种可以用于识别相对于串补电容位置的故障点特征量。该方法仅利用MOV导通前的一段时间的电流信号,避开了MOV导通后串补电容上电压难以获得的问题。大量PSCAD/EMTDC仿真表明,该方法简单,运行速度快,准确率高,不受电压等级、串补度、故障类型、故障距离、过渡电阻、故障起始时刻等随机因素的影响。     

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。     

基于多方向元件的串补线路协同保护新方法

串补线路故障特征的复杂性加大了保护装置可靠动作的难度,为提高串补系统保护可靠性,提出一种多方向元件相互配合的串补线路方向保护方案。该方案利用负序电流值及故障前后的测量电流相位差判断故障类型,针对不对称短路、三相短路及负荷变动分别采用负序、工频方向及突变量电压电流相角差判断保护装置是否动作。PSCAD仿真表明,在系统发生电压反向、电流反向、经过渡电阻接地以及负荷变化等情况下该保护方案均可准确判断故障位置,从而使保护装置正确跳闸。同时,该方案不受MOV不同导通状态的影响,具有较好的保护性能。     

基于分布参数模型的串补线路故障测距方法研究

在分析串补电容的基础上，提供了判断MOV是否启动的原则和方法，指出目前串补线路故障测距中的一些错误做法，针对中部安装串补电容线路，提出了一种采用贝杰龙（Bergeron）分布参数线路模型、使用双端同步采样数据进行故障定位的新方法，该方法考虑了MOV的非线性，理论上测距精度不受过滤电阻大小与性质和故障位置等因素的影响，大量仿真表明，该方法有很高的测距精度。     

串补输电线路故障定位方法研究

串联补偿电容的使用使得线路的阻抗不再均匀,在具有串联补偿电容的输电线路中,由于氧化锌非线性电阻(MOV)的非线性特性,导致常规的故障测距方法不再适用.提出了一种适用于串补输电线路故障定位的改进算法,该算法采用分布参数模型,不考虑故障时串补及其保护装置的状态,利用故障后到MOV导通前线路两端的数据,并用全球定位系统(GPS)对线路两端采样数据进行同步.仿真研究表明,该算法具有较高的精度和较强的适应性.     

A novel fast distance relay for series compensated transmission lines

This paper presents a fast distance relay for series compensated transmission lines based on the R–L differential-equation algorithm using the theory of equal transfer process of transmission lines. The measuring distances based on the proposed algorithm can fast approach the actual value of fault distance when a fault occurs in front of the series capacitor. When a fault occurs behind of the series capacitor, the fault loop, including the series capacitor, does not match the R–L transmission line model, so the measuring distances fluctuate severely. Based on this, the relative position of the fault with respect to the series capacitor can be judged effectively according to the fluctuation range of the measuring distances, and the accurate fault location can be obtained fast. A variety of PSCAD/EMTDC simulation tests show that the new relay has fast operating speed and high accuracy when applied to the long series compensated transmission lines.     

基于参数识别原理的串补线路距离保护

以串联补偿（简称串补）线路的暂态物理模型为基础,基于参数识别原理提出一种适用于串补线路的距离保护方法。该保护利用系统故障时的暂态信息识别串补线路的电感参数来反映故障点到保护安装处距离,克服了串补电容带来的超越问题,并将故障点相对于串补的位置转化为待识别的未知量,实现串补前故障与串补后故障算法上的统一,无需事先识别故障点...     

基于行波固有频率的串补线路故障测距方法

串联电容及其非线性保护装置给串联补偿线路的故障测距带来了困难.在考虑串联电容及其保护装置对频率提取及边界条件影响的基础上,研究了基于行波固有频率的串补输电线路故障测距算法.该算法首先利用单端电流频率信息判断故障发生在串联电容前或串联电容后,对于发生在串联电容后的故障,需要考虑串联电容处的折反射对测距算法的影响,然后依据故障距离与固有频率、边界条件间的数学关系进行精确测距.大量仿真结果表明该算法不受故障距离、故障类型和过渡电阻的影响,具有良好的测距精度和适应性     

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。     

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。     

超高压线路串补电容的微机保护算法

在超高压输电线路系统中,串联电容补偿具有提高输送容量和改善系统稳定性等优点,但由于串补电容的存在导致输电线路继电保护存在一系列问题。根据串补电容对距离保护和零序方向保护影响的理论分析,提出了基于TCSC串补电容的线路微机保护算法。算法利用TCSC的运行参数,考虑了串补电容在暂态过程以及电容运行状态对保护参数整定的影响,以避免TCSC使保护拒动或误动。最后通过仿真运行表明,该算法对于带有不同运行状态的TCSC的输电线路有很强的适应力和可靠性,可以满足线路继电保护的基本要求。     

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.     

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。