电力系统的集成保护

通过介绍一种新颖的配电网保护方案来阐述集成保护的优越性。这个基于暂态极性方向比较的保护方案以伴随故障出现的暂态电流信号的检测和处理为基础,在配电网的各个变电站安装有专门设计的保护继电器,继电器的暂态检测单元检测故障生成的故障分量电信号,并将暂态极性识别算法应用于叠加故障分量信号上,判断信号的极性。通过对来自连接到变电站的所有线路的信号极性进行比较,可以确定出故障的方向。通过处理来自各变电站的方向信息,判别出实际的故障线路,从而实现电网的集成保护。     

电力系统的集成保护

通过介绍一种新颖的配电网保护方案来阐述集成保护的优越性.这个基于暂态极性方向比较的保护方案以伴随故障出现的暂态电流信号的检测和处理为基础,在配电网的各个变电站安装有专门设计的保护继电器,继电器的暂态检测单元检测故障生成的故障分量电信号,并将暂态极性识别算法应用于叠加故障分量信号上,判断信号的极性.通过对来自连接到变电站的所有线路的信号极性进行比较,可以确定出故障的方向.通过处理来自各变电站的方向信息,判别出实际的故障线路,从而实现电网的集成保护.     

分布式电源多点接入配电系统的集成保护

针对分布式电源多点接入的配电系统,提出了一种基于暂态极性保护原理的集成保护新方案。暂态极性比较保护是运用小波变换提取故障暂态高频信号的某一频段信息作为故障判断的依据,通过比较暂态高频信号的极性,迅速准确判断出故障位置。将暂态极性比较保护原理应用于配电网集成保护方案中,以母线作为载体构建集成保护单元,利用本地故障信息和相邻保护单元故障信息对母线各出线以及线路两端信号的极性进行比较,从而对母线故障和线路故障进行判断。与此同时,集成网络保护单元提取多点信息,对整体区域暂态信号极性进行综合比较,实现对故障的快速定位与隔离,为本地保护提供后备保护。最后,利用MATLAB软件对其进行了仿真分析,仿真结果验证了此保护方案的正确性和可行性。     

保护智能化的发展与智能继电器网络

回顾了近年来继电保护原理的发展历程,重点放在暂态、广域和集成保护领域。以此来展望未来的为智能电网而构造的智能继电保护的发展。以智能电网的发展要求和特点为契机,主要介绍了国内在智能保护方面的研究现状。在以上研究的基础上,通过介绍一种基于暂态检测的集成广域保护方案来阐述集暂态、集成和广域保护为一体的智能保护单元所构成的继电器网络的优越性。安装于保护区域网络各变电站中并集成了多种暂态保护算法的集成保护继电器,通过变电站通信网从站内各入出线路上采集电流和电压量并从中提取故障暂态所生成的高频和故障分量信号。这些信号输给继电器内并行处理的暂态保护模块,经过各暂态保护算法处理后得到相应的故障的极性、位置和时标。基于本地信息的保护原理的模块可以直接判断故障是否在保护区内来进一步决定是否发出跳闸指令。基于信号比较的多端量的原理将其所测得的信号极性、方向和时标分别发给相邻的变电站的集成保护继电器和广域保护装置,同时接收来自相邻的变电站的相同信号进行比较来决定故障的位置和相应的跳闸决策。广域继电保护装置接收和比较来自各变电站集成保护装置的信号以此判断故障的位置并做出跳闸决策发给相应的变电站来执行,从而实现电网的广域集成保护。     

一种利用暂态电流行波的输电线路故障测距方法

提出了一种利用暂态电流行波的输电线路故障测距新方法。以同母线上任一“有限长”非故障线路作为参考线路,通过比较由故障线路暂态电流与该参考线路暂态电流形成的反向行波浪涌和对应的正向行波浪涌的极性,识别来自故障方向的行波浪涌,消除了来自参考线路的暂态行波浪涌的影响。EMTP仿真表明这种方法是可行的。     

新型直流输电行波电流极性比较式方向保护

为克服现有直流输电线路行波保护原理上存在的缺陷,基于现有行波保护方案的分析和仿真,改进了电流极性比较式方向保护方案。该方案引入了数学形态学梯度技术以提高方向保护的动作性能和准确反映暂态行波信号的突变时刻;且集故障定位与保护于一体。6个具有代表性算例的仿真比较表明,该方案能可靠区分直流输电线路区内、外的各种故障,对近距离故障、高阻接地故障等传统方法中难于准确定位的故障类型给出较准确的结果。     

实用化的辐射状配电线路单相接地行波保护方案

针对中性点非有效接地系统中的辐射状配电线路,提出一种可以可靠、有选择性地切除单相接地故障的保护方案。该保护方案可以有效区分故障区段,不需要通信通道便能从故障线路两端切除单相接地故障。单相接地故障发生后,继电器首先基于电压电流初始行波极性比较并结合系统潮流方向判断故障方向,故障电源侧的继电器将基于阶梯型配合的时间延时等待动作,故障负荷侧的继电器将在规定时间段内检测三相工频电气量的变化,当时间延时最短的故障电源侧继电器控制断路器跳闸后,其对端的故障负荷侧继电器将利用感受到的工频电气量的变化来控制断路器跳闸。对一个典型的中性点非有效接地的开环系统的大量EMTP仿真研究表明:该保护能够准确可靠地检测到单相接地故障,并从故障线路两端切除单相接地故障。     

基于形态学的特高压直流输电线路单端电流方向暂态保护

提出一种基于形态学的特高压直流输电线路单端电流方向暂态保护方法,根据故障电流行波方向判定故障发生在本侧区外,或者本侧区内/对侧区外,根据边界及线路对高频信号的衰减特性判定故障发生在本侧区内还是对侧区外。利用整流侧保护安装处获取的故障暂态电流信号结合多分辨形态梯度(MMG)变换,提取电流信号在突变点的极性,提出电流方向元件原理及判据。对整流侧保护安装处检测到的暂态信号进行形态谱运算,并将形态谱归一化后的值转换到频域,通过比较在频域内的形态谱判断故障在对侧区外还是本侧区内。仿真结果表明所提方法能准确区分本侧区外、本侧区内和对侧区外故障,实现特高压直流输电线路全线保护。     

特高压直流输电线路单端电流方向暂态保护

提出一种特高压直流输电线路单端电流方向暂态保护方法。来自特高压直流输电线路本侧区外和来自对侧的故障电流在突变方向上具有明显的差异,据此判断故障信号来自对侧还是本侧区外;如故障信号来自对侧,则利用希尔伯特黄变换求出故障信号的第一个固有模态函数(IMF1)瞬时频率,提取瞬时频率最大值从而判断故障位于对侧区内还是区外。给出一种特高压直流输电线路单端电流暂态保护方案。在PSCAD仿真平台上对提出的方法进行仿真验证。     

极化电流行波方向继电器

电容式电压互感器不能有效传变宽频带的电压故障行波信号,使得传统利用电压故障行波构成行波方向继电器的保护算法不能应用于实际电力系统保护中,为此提出了一种极化电流行波方向继电器。该方向继电器以电压故障行波中工频分量初始极性与电流故障初始行波的波头极性相比较判定故障方向,解决了传统行波方向继电器因不能有效获取宽频带电压故障行...     

基于对称分量变换的暂态电流极性方向比较保护算法

研究了一种新的基于暂态电流极性比较的方向保护技术.使用对称分量变换对三相暂态电流行波信号进行解耦,然后用其电流模量小波变换后的模极大值极性关系,辨识区内或区外故障:线路内部故障时线路两端的电流模量小波变换模极大值极性相同,而线路外部故障时则相反.该算法用单一模量对各种故障类型都可以给出正确的结果,较好地克服了以往采用Clark变换和Karrenbauer变换使用单一模量情况下对某些故障不能正确反应等缺陷.EMTDC仿真实验证明了算法的可行性.     

综合暂态与工频信息的谐振接地系统小电流接地故障选线

对于谐振接地系统,利用工频电流的小电流接地故障选线方法不再适用,而受现场普遍存在的电压互感器/电流互感器接线极性反接问题影响,利用暂态电流极性比较与暂态无功功率方向的选线方法也易出现误选。文中在分析过补偿方式谐振接地系统中接地故障暂态与工频零序电流/无功功率分布差异的基础上,提出两种综合利用故障暂态与工频分量的全信息量选线方法,即:与任一其他线路暂态零序电流极性关系与工频零序电流极性关系均不一致的线路为故障线路;或暂态无功功率与工频无功功率流向不一致的线路为故障线路。两种方法均可有效避免因电压互感器/电流互感器接线极性反接或不确定造成的误选,扩大了对现场条件的适用性,提高了选线可靠性。仿真与现场数据验证了算法的有效性。     

基于故障暂态和数学形态学的超高速线路方向保护

引入数学形态学以提高基于故障暂态的超高速线路方向保护的动作性能。在获取连接在同一母线上的各条输电线路暂态电流信号的基础上，采用数学形态学分析其极性和能量以确定故障方向。仿真结果证明，该方法适用于识别发生在输电线路不同位置的各种故障。该方案对处理器的采样率、处理能力和速度几乎没有额外的要求，具有很好的实用性。与传统保护算法相比，基于MG的TBDP具有更高的可靠性和较少的计算量，同时具有更快的故障响应能力和更高的灵敏性。     

利用暂态特征的新型小电流接地故障监测系统

介绍一种小电流接地故障监测系统的构成、工作原理及现场应用情况。基于故障产生的暂态零序电压电流在特定频段(SFB)内分量呈容性的关系,利用暂态零序电流幅值比较、极性比较及暂态无功功率方向原理实现故障线路综合选择,并利用瞬时接地故障信息对线路绝缘状态进行监测。该系统结构合理、可适用于配电网自动化系统和变电站自动化系统,检测方法不受消弧线圈、不稳定电弧影响,同时可检测消弧线圈支路接地、网络中存在闭环运行线路等特殊故障。     

一种输电线路故障测距新方法

针对传统距离保护方法存在许多不足,提出了一种输电线路故障测距新方法。该方法以同母线上任一“有限长”非故障线路作为参考线路,通过比较由故障线路暂态电流行波与该参考线路暂态电流行波形成的反向行波浪涌与其对应的正向行波浪涌的极性识别来自故障方向的行波浪涌,消除了来自参考线路的暂态行波浪涌的影响。通过电磁暂态分析软件仿真计算,表明该方法不仅能够对各种故障情况进行正确的识别,而且具有较高的精确度。     

基于故障全电流相关性检验的柔性直流配电线路纵联保护

柔性直流配电系统中,直流故障通常导致全网换流器自身闭锁保护速动(2～5ms),保护需要利用有限、时变的故障信息快速、准确地识别故障区域,跳开相应故障隔离开关快速恢复供电。因此,基于时变的故障暂态信号,研究快速、准确识别故障区域的保护是直流配电系统发展的迫切需求。该文提出一种基于故障全电流相关性检验的柔性直流配电线路纵联保护。该方法以故障发生后线路两侧电流波形形变特征、极性特征的规律变化为基础,通过t检验(假设检验的一种)算法对两侧全电流信号进行相关性检验,即对两侧全电流信号的幅值大小、方向、极性、突变特性进行统一描述,进而构造保护动作判据。所提方法优点在于无需固定频段特征提取,无需特征绝对值及瞬时幅值的比较,因此避免了常规利用暂态信号的保护受过渡电阻、线路分布式电容、噪声的影响。通过物理实验与仿真结果表明所提保护能较好地满足直流配电系统对保护速动性与选择性的需求,具有一定的应用前景。     

行波小波系数极大值极性法接地故障选线研究

为正确确定故障线路,保证系统安全,提高供电可靠性,研究了配电网中单相接地短路故障时的暂态行波特性。分析变压器的暂态行波特性及其对母线行波电压和线路行波电流的影响表明,行波初始过程中母线电压及各线路电流暂态行波的小波系数的显著规律是故障线路电流暂态行波0模量初始波头的小波系数的极大值极性,总是与其它线路电流和母线电压相反。然后利用暂态行波的小波系数极大值极性特征构成了一种新颖的故障选线保护判据,即利用母线零序电压突变量判断单相接地的时刻,通过识别母线电压及各线路电流初始波头小波系数的极大值极性特征,判断故障线路。利用MATLAB建立了一个典型的配电网系统模型,仿真结果证明该选线算法的有效性,最后对该法的应用提出相关的建议。     

一种超高压输电线路暂态电压保护算法的研究

提出了一种基于单端电压暂态信号小波变换的超高压输电线路单端量保护算法。通过检测单端电压暂态信号小波变换模极大值,运用最小二乘法对电压暂态信号的李氏指数进行估计,从而可以区分故障线路和非故障线路。仿真表明,故障线路和非故障线路的暂态电压李氏指数有明显区别,在各种情况下该保护算法都能可靠、准确的判别。     

基于多频带分析的自适应配电网故障选线研究

该文应用小波包具有良好的领域分频特性，以适当频率带宽对配电网发生单相接地故障后备条线路的暂态零序电流进行分解，得到其在不同频段下的输出。按照能量最大的观点确定各条线路暂态电容电流分布最集中的特征频段，并根据故障线路暂态电容电流的极性与非故障线路不同的原理，通过比较所有线路在各自特征频段下的小波包分解系数的极性来自适应地实现故障选线。理论分析及大量的ATP仿真结果表明：该选线方法可以准确、可靠地实现配电网单相故障的选线。     

基于暂态电流信号的EHV输电线路保护新方案

提出了一种基于单端电流暂态信号小波变换的超高压输电线路快速保护方案。利用单端暂态电流信号的小波变换模极大值,对电流信号的李氏指数进行最小二乘法估计,来判断故障线路。通过大量ATP仿真证明,在各种故障情况下该保护算法能准确、可靠地动作。