暂态电流保护选择性的研究(Ⅱ)--考虑阻波器的故障暂态过程分析

针对保护出口处发生金属性或小电阻短路故障时，暂态电流保护完全失去选择性的严重缺陷，提出了使用阻波器保证暂态电流保护选择性的改进方案，并进行了改进方案的故障暂态分析和仿真研究。研究结果表明，在线路出口经小电阻或金属性故障时，受阻波器的影响，故障暂态过程的基本特性将发生根本的变化，从而使其奇异性出现较大差异，并由此可实现故障线路的识别。在线路上使用阻波器，是保证在线路出口经小电阻或金属性故障故障时暂态电流保护选择性的重要措施，因而是实现暂态电流保护的必要条件。     

暂态故障分量电流的计算分析

当利用故障分量实现输电线路电流差动保护时,邦联暂态情况下线路两侧邦联份量电流的相对关系是一个重要的参考依据。为此,采用运算法对超高压输电线路发生外部故障的暂态过程进行定性计算分析。计算过程中应用叠加原理求出线路两侧的故障分量电流,然后进行比较,最后得出有用结论。     

单相接地故障暂态电流方向选线研究

通过理论分析和大量6kV模拟实验验证,得到了电孤接地故障时暂态零序电压和电流的特征：1）零序电压和各馈线零序电流暂态分量的频率主要与变压器漏抗、电网对地电容和相间电容有关,与中性点接地方式无关;2）故障线路与非故障线路的零序暂态电流的频率、衰减速度等特性是相同的．非故障线路零序暂态电流的大小与本线路对地电容的大小呈正比,而故障线路零序暂态电流等于所有非故障线路零序暂态电流之和,方向相反;3）单相接地故障发生在相电压最大值附近时,暂态零序电流最大．在此基础上,提出一种新的、能在单片机上实现并满足在线实时选线计算需要的单相接地故障暂态电流方向选线算法．经挂网运行证明,所提算法对电孤接地故障是有效的．     

暂态电流保护研究中系统辨识方法的应用

暂态电流保护运行性能取决于母线等值电容的衰减特性。利用平稳随机过程的频谱估计方法，通过信号的功率谱识别信号的频域特征，完成非参数化系统辨识。仿真及系统辩认结果表明，随着频率的增大，母线电容对高频暂态信号的衰减单调增大，使得故障线路电流与非故障线路电流的较高频率段表面出较大的差别。     

基于小波能量熵的超高压交流线路暂态保护研究

基于故障暂态量分布特征的线路保护不受系统运行方式、工频振荡等影响,对故障的判别更加快速、准确。线路发生区外故障时,高频成分在经过线路边界时发生明显的透反射效应,造成能量上的损耗,故障电流中高频含量低;而区内故障则不存在这个现象,故障电流中高频含量高。基于线路故障时产生的宽带高频暂态电流分量,利用D2小波能量谱实现故障的快速检测,并构造了小波能量熵量化描述高频暂态电流成分的能量分布,实现区内、外故障的判别。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,结果表明:该算法能很好地进行线路故障的快速检测及区内、外故障的判别,受故障类型、故障位置等因素的影响小。     

小电流接地系统故障仿真分析与研究

针对小电流接地系统单相接地故障接地选线困难的问题,通过理论分析、仿真研究和大量10 kV模拟实验验证,深入研究了该型故障的特征,着重研究了电弧接地故障时暂态零序测量电流的特征,以及故障线路与非故障线路暂态零序测量电流之间的关系。为了提取配电网单相接地故障选线和故障测距的暂态故障特征量,基于ATP仿真系统软件,搭建了小电流接地系统的配电网络仿真模型并综合考虑不同短路时刻和不同接地电弧电阻两个因素,对配电网小电流接地系统的单相接地故障进行了大量仿真。这些暂态特性可为研究基于单相接地故障暂态分析的接地选线方法提供理论依据。     

暂态故障分量电流的计算分析

当利用故障分量实现辅电线路电流差动保护时,故障(特别是外部故障)暂态情况下线路两侧故障分量电流的相对关系是一个重要的参考依据．为此,采用运算法对超高压输电线路发生外部故障的暂态过程进行定性计算分析．计算过程中应用叠加原理求出线路两侧的故障分量电流,然后进行比较,最后得出有用结论．     

基于信号复杂度的高压交流线路暂态保护研究

基于线路故障暂态特征的保护比传统保护响应更快,对故障的判断更加准确,而且不会受到工频振荡等情况的影响。分析了线路故障时产生暂态分量的原因以及发生区内外故障时暂态特征存在差异的原因,介绍了小波变换以及小波奇异熵,用小波奇异熵来表征信号复杂度的变化,基于小波变换分析电流信号,并用小波奇异熵进一步分析信号的复杂度。在MATLAB/Simulink中搭建500kV线路仿真模型,通过仿真发现,线路发生区内故障时信号复杂度明显高于发生区外故障时的信号复杂度,利用区内、外故障时信号复杂度的差异构成了区分区内外故障的判据。     

利用零序暂态电荷识别单相接地故障线路的研究

小电流接地系统单相接地故障选线问题一直没有得到很好解决，针对主变中性点不接地系统提出利用零序暂态电荷实现正确选线的新原理，即检测故障线路和健全线路在一个周期内流过的零序暂态电荷，故障线路零序暂态电荷最多，比较零序暂态电荷的多少就能识别故障线路。该原理与利用零序基波电流选线比较，能够容易、准确地获得故障信息，有利于提高选线准确率和微机选线装置的开发。     

异地双端继电保护暂态试验方法

预先用电力系统电磁暂态计算程序ＥＭＴＰ准备好数据,利用ＧＰＳ全球定位系统作 为处于异地两端的继电保护暂态试验系统的同步时钟,在一条线路的两侧就可以同时同步地 模拟线路故障时线路两侧的真实三相电流、电压。两侧保护有动作时,通过公用电话网互传 保护动作信息,线路两侧试验系统根据两侧保护的动作情况送出相应于保护动作后的两侧电 流。电压,实现闭环测试。经大量试验获得了满意结果。     

基于暂态电流极性的小电流接地系统故障选线装置

根据均匀传输线路的频率特性,对于空载线路,当频率小于fm时,线路输入阻抗呈容性,线路可用一集中电容等效.小电流接地系统发生单相接地故障时,对零序分量来讲,非故障线路相当于空载.根据这一特点,对小电流接地系统中线路的零序参数相频特性进行研究,得出系统发生单相接地故障时不同频带上暂态零序电流特性.在选定频带(Selected Frequency Band,SFB)内,非故障线路零序电流极性和故障线路相反.应用小波包对各线路的暂态零序电流进行分解,小波包系数的符号代表了相应频带零序电流的极性,通过比较SFB内小波包系数的符号,便可找出故障线路.RTDS(Real Time Digital Simulator)试验结果表明此方法可以准确地实现单相故障选线.     

小电流接地系统故障选线的暂态零序电流变化率方法

分析了小电流接地系统发生单相接地故障时暂态零序电流的特点,给出了利用故障线路与非故障线路暂态零序电流变化率差异的选线判据,提出了小电流接地系统故障选线的暂态零序电流变化率方法.该方法不受系统中性点接地方式、电压初相角、过渡电阻的影响,故障判别准确,选线灵敏度高,算法简单,实用性强.最后用Matlab中建立的小电流接地系统仿真模型验证了该方法的有效性.     

高压输电线暂态电流保护新方法

高压输电线路保护,直接影响电力系统的安全经济运行.传统保护不能满足超高压电网发展的要求,探索新的保护原理和可行的实现方法,以提高输电线路保护的性能,是继电保护研究领域中的一个重要课题.多速率滤波器组应用于高压输电线路单端保护,具有对故障高频信号处理分辨率高、处理速度快等优点和性能.分析暂态电流特征,可利用多速率滤波器组抽取暂态电流和电压信号,并计算能量比,根据能量比来判定故障类型.     

基于非故障相暂态电流的小电流接地系统故障选线的研究

针对小电流接地系统单相接地故障选线的研究现状,提出基于非故障相暂态电流的单相接地故障选线的方法。该方法利用小波变换分析非故障相暂态电流,通过对暂态电流模极大值数值的比较实现故障线路的选择。ATP仿真分析的结果表明,该方法准确可靠。     

输电线路单端暂态量保护在全数字变电站中的应用

根据超高压线路发生区内、外故障时的暂态电流行波中高频分量的含量的差异,利用多分辨形态梯度来检测、放大这一差异,构成了一种全数字变电站中利用单端故障暂态电流的超高速保护新原理。仿真试验证明:该原理能在线路发生不同位置、不同过渡电阻、不同初始角等情况下的故障时准确、快速地放大并提取这种差异。     

基于小波变换的超高压非对称T型线路故障保护方案

描述了一种利用小波变换对T型线路进行快速保护的方案,保护单元使用各支路经同步化后的三相电压电流,使用小波变换提取故障电压电流频带中的暂态高频分量,进行故障检测与类型判别。建立了非对称T型线路仿真模型,针对不同故障位置、故障类型、故障初始角和故障过渡电阻进行仿真验证。结果表明,该方案快速,准确。     

基于特征频带相电流提取的故障选相和选线方法

为有效提高故障选相和选线的准确率,提出基于三相暂态电流信号小波分析的故障选相和选线方法。通过母线处故障相和两健全相的暂态电流差异判断出故障相;对各条线路的暂态电流进行小波包的分解和重构,计算各条线路暂态电流在特征频带内的重构系数比值,利用此值的差异辨识故障线路;在PSCAD仿真软件中搭建包含架空线-电缆混合线路的10 kV典型配电网模型,考虑不同中性点接地方式和过渡电阻大小,利用多组仿真算例验证了所提出故障选相和选线方法的正确性。     

基于特征频带相电流提取的故障选相和选线方法

为有效提高故障选相和选线的准确率,提出基于三相暂态电流信号小波分析的故障选相和选线方法。通过母线处故障相和两健全相的暂态电流差异判断出故障相;对各条线路的暂态电流进行小波包的分解和重构,计算各条线路暂态电流在特征频带内的重构系数比值,利用此值的差异辨识故障线路;在PSCAD仿真软件中搭建包含架空线-电缆混合线路的10 kV典型配电网模型,考虑不同中性点接地方式和过渡电阻大小,利用多组仿真算例验证了所提出故障选相和选线方法的正确性。     

双极直流输电线路暂态高频小波能量保护

随着高压直流输电的推广,针对直流系统的保护配置也在不断改进。直流线路作为直流输电系统的核心元件,其保护配置一直是研究重点。本文利用小波变换提取故障暂态时电压高频信号,通过检测电压高频信号小波能量突变量的大小及比较正负极小波能量的大小,提出一种直流输电线路的全线速动保护新方法。该方法原理简单、动作迅速、耐过渡电阻能力强。利用PSCAD搭建仿真模型,对各种类型故障进行仿真,结果表明,该保护具有绝对的选择性,能有效可靠保护直流线路全长。     

油田电力系统小电流单相接地故障选线研究

在小电流接地系统中,迅速判定单相接地故障线路是实现配电网保护的关键问题。在分析研究现有故障选线方法的基础上,提出了利用零序全电流的大小和方向进行故障选线的方法。在此研究的基础上,提出了利用零序暂态电荷实现故障选线的新方法,此方法适用于主变中性点经消弧线圈接地系统。经计算机仿真验证,此方法具有选线准确率高、利于微机选线装置实现的优点。