利用分相开关探测的配电网永久性故障识别方法

针对自动重合闸盲目重合于永久性故障会给配电网带来二次冲击的问题，提出了一种利用分相开关探测式重合的永久性故障识别方法。瞬时性接地故障时，线路等效为电容模型，利用暂态电压电流通过最小二乘法求出计算电容值，计算电容值与实际值近似且基本不随时间变化。永久性接地故障下线路不符合电容模型，计算电容值可能为负且随时间变化剧烈。相间故障时，合闸一故障相，故障点的存在会使未合闸相的暂态响应产生差异，未合闸相之间存在较大的线电压暂态量。对于接地故障，利用模型识别思想构造了识别电容参数的永久性故障识别判据；对于相间故障，构造了利用线电压暂态量的永久性故障识别判据。PSCAD仿真结果表明，所提方法能够在不同故障位置、不同过渡电阻情况下准确识别配电网永久性故障。     

基于模量电容参数识别的永久性故障判别方法

为了提高电力系统并列运行的稳定性和供电可靠性,提出一种三相重合闸永久性故障判别方法.在输电线路发生短路故障且两侧断路器跳开后,该方法以并联电抗器电流作为已知量,瞬时性故障线模T形模型为参考模型建立参数识别方程,将电容参数作为待求参数,利用求解值与实际值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障.瞬时性故障时,故障模型与求解模型...     

一种主动探测式的配电网相间重合前永久性故障判别方案

针对配电线路相间故障后采用自动重合闸存在重合于永久故障的问题,提出一种采用附加电容的主动探测式配电网相间重合前永久性故障判别方案。通过预充电的附加电容多次定时限投切到跳闸后相间回路,利用三个相间回路放电电流衰减特性进行故障回路状态鉴别。任一回路放电电流衰减特性与其他回路放电电流衰减特性存在较大差异时,则该相间回路存在故障。附加电容多次投切到该故障回路,判别周期内放电电流衰减特性高度一致则认为是相间永久性故障。依据前述相间回路放电电流衰减特性的差异,建立了永久故障识别判据及实现方案。PSCAD的仿真验证表明,所提方案能够在不同故障位置、不同过渡电阻情况下准确地识别线路相间永久故障,有助于避免配电网相间故障重合闸动作的盲目性。     

基于模型识别的三相重合闸永久性故障判别

提出一种基于模型识别的带并联电抗器输电线路三相重合闸永久性故障判别方法.该方法以选相结果为基础,以瞬时性故障π形模型为识别模型,将并联电抗器电流作为已知量,求取本端及对端线模电压和电容电流的线模分量,进而求解两端并联电抗器电流和电容电流线模分量之和.瞬时性故障时,故障模型与识别模型一致,求解值等于0;永久性故障时,故障模型与识别模型不一致,求解值不等于0.据此可以判别是否为永久性故障.电磁暂态分析程序(EMTP)仿真表明,该方法能够有效识别永久性故障,可靠实现带并联电抗器输电线路的三相自适应重合闸.     

采用模量参数识别的三相重合闸永久性故障判别原理

提出一种适用于带并联电抗器输电线路的三相重合闸永久性故障判别方法。该方法在故障选相基础上,以瞬时性故障π型等效模型为参考模型建立参数识别方程。对于接地故障,建立零模分量的参数识别方程;对于相间故障,建立线模分量的参数识别方程。以并联电抗器电流作为已知量,并联电抗器电感参数作为待求解参数,利用求解值与实际值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障时,故障模型与求解模型一致,求解值与实际值差异很小;永久性故障时,故障模型与求解模型不一致,求解值与实际值差异明显。EMTP仿真结果验证了判别方法的正确性和有效性。     

基于暂态特征的配电线路自适应重合闸仿真研究

当重合于永久性故障时,断路器要连续切断两次短路电流,这会降低断路器的寿命和开断能力.文中提出在配电线路重合前投入预充好电的电容器的自适应重合闸方案,通过判别电容放电电压电流的暂态特征,来区别故障是永久性故障还是瞬时性故障,永久性故障时闭锁重合闸,瞬时性故障开放重合闸.仿真分析了各种工况时方案的可行性.     

带并联电抗器的交流特高压输电线路单相自适应重合闸故障识别方法

为使单相自适应重合闸避免重合于永久性故障,需对线路故障类型进行准确的识别。笔者针对带并联电抗器的交流特高压输电线路,计算瞬时性故障与永久性故障时中性点小电抗电压与故障线路端电压幅值比,分析发现,两种故障情况下其比值明显不同,因此利用中性点小电抗与故障线路端电压幅值比为判据,可准确判别瞬时性与永久性故障。大量ATP/EMTP仿真结果表明,该方法可以有效识别不同故障类型,且判别方法简单可靠性高。     

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。     

基于电流差动的双端带并联电抗器输电线路三相重合闸永久性故障判别

提出一种基于分相电流差动原理的双端带并联电抗器输电线路三相重合闸永久性故障判别方法。该方法以并联电抗器电流为已知量,利用时域方法补偿电容电流。输电线路发生故障且两侧断路器跳开后,利用电流差动原理对两端并联并联电抗器各相电流进行比较。瞬时性故障时,两侧各相并联电抗器电流之差为0;永久性故障时,两侧故障相并联电抗器电流之差远大于0。据此实现永久性故障识别。大量EMTP仿真表明,该判别方法能够有效识别永久性故障和瞬时性故障,能够可靠实现两端带并联电抗器输电线路的三相自适应重合闸。     

分布式电源接入对配电网距离保护和重合闸的影响研究

传统配电网是单侧电源、放射式的结构,分布式电源(DG)接入后配电网变为双电源或多电源供电系统,会对配电网距离保护和重合闸产生影响。在理论研究影响的基础上,基于Digsilent建立模型进行仿真验证,得出结论:①当DG不在保护和线路故障点之间时,DG的接入对该距离保护没有影响;当DG位于保护和故障之间时,需分DG从母线接入时和DG从线路接入两种情况讨论对保护的影响;②DG接入后在配电网重合闸时可能重合于永久性故障或者非同期重合闸,将会产生很大的冲击电流,损坏电力设备,影响配电网供电可靠性。     

应用附加电容的柔性直流输电线路自适应重合闸策略

针对柔性直流输电线路在故障跳闸后线路健全极与故障极不存在耦合关系和基于感应电气量变化特征的重合闸判据难以适用的问题,提出一种基于附加电容放电电压变化特征的柔性直流输电线路自适应重合闸策略。在直流线路跳闸后投入附加电容器,构建附加电容放电的数学模型,分析故障消失前后附加电容放电电压特征的差异。结合该差异设计出能有效识别永久性故障和瞬时性故障的柔性直流线路故障性质识别新判据,基于此故障性质识别判据实现对线路的重合闸。最后利用PSCAD/EMTDC平台搭建了线路模型,仿真验证了所提柔性直流输电线路自适应重合闸策略的有效性与可靠性。     

具备LVRT能力的光伏接入配网对重合闸的影响及对策

在实现光伏电站低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)的基础上,分析了光伏电站接入配电网LVRT对前加速自动重合闸的影响。根据故障发生的位置不同,基于时域分析对LVRT和前加速自动重合闸的延时进行整定,提出了光伏电站LVRT与前加速自动重合闸的配合方案。该方法能够解决前加速重合闸重合时间与LVRT时限不匹配,导致并网点电压二次跌落和瞬时性故障发展成为永久性故障的问题。通过在电磁暂态仿真软件(Power Systems Computer Aided Design,PSCAD)中建立仿真模型,在10 kV配电网中验证了所提方法的有效性和正确性。     

基于模型识别光伏接入配电网线路纵联保护研究

光伏因受外界环境因素影响,输出功率存在间歇性和波动性。分布式光伏系统接入配电网会导致部分线路电流保护误动、拒动和灵敏度下降问题。在分析分布式光伏接入配电网故障特征的基础上,基于参数辨识理论对模型识别纵联保护原理进行改进与优化,提出光伏接入配电网线路保护判据。改进后的模型识别纵联保护方法将线路区外、区内故障均等效为不同的电感电路模型,根据线路故障时内、外部模型误差大小来区分区内、区外故障。通过PSACD/EMTDC仿真验证,该方法有效克服了光伏接入配电网分支电流的影响并且能够快速、准确地动作,从而验证了将模型识别纵联保护原理应用在光伏接入配电网线路保护的正确性和有效性。     

分布式光伏对线路自动重合闸的影响分析

为研究分布式光伏对线路自动重合闸的影响,从重合闸动作过程中分布式光伏锁相环的动态特性出发,分析了逆变器在重合闸动作过程中的暂态过程以及分布式光伏输出特性。然后根据光伏容量与本地负荷的不同匹配程度以及不同故障位置,分别讨论了光伏接入对于重合闸的影响。最后给出了考虑分布式光伏接入的重合闸配置方式。建议在重合闸时间整定上考虑孤岛保护动作及断路器完全断开的时间。     

基于缺相耦合电压特性的同杆双回线路非跨线故障综合重合闸策略

常规同杆双回线路重合闸策略由于三相抵消原理,其故障相存在的互感电气量非常小,容易受到线路干扰造成误判,重合于永久性故障。提出了一种适用于接地故障的基于缺相耦合电压特性的故障性质判据及综合重合闸策略,对健全线进行了缺相处理,增大了故障线耦合电气量幅值,并增加了非跨线接地故障性质的识别准确度。为使该策略适用于同杆双回线路相间故障和三相故障性质判别,提出在线路装设接地开关的方案,实现了对非跨线非接地故障的快速准确识别。在PSCAD/EMTDC平台上构建仿真模型,验证了该重合闸策略的可行性。     

并联电抗器中性点小电抗的选择及其对单相自适应重合闸的影响

根据单端带并补的输电线路模型,推导了最佳中性点电抗器的取值,以达到对相间电容进行完全补偿并在瞬时性故障时快速熄弧的目的。同时,建立了线路瞬时性故障时的一、二次电弧模型,并在ATP/EMTP中进行了500 kV输电线路瞬时性故障的仿真,仿真包括了输电线路进行导线换位和不换位2种情况,明确了不同中性点电抗器的选择对熄弧时间、潜供电流、恢复电压的影响。由仿真分析发现了传统基于电压幅值、电压畸变的单相自适应重合闸判据的不足。指出自适应重合闸判据应适应线路导线有无换位、有无并补、有无中性点电抗器及中性点电抗器取值大小等情况,从而达到在瞬时性故障时断路器在最佳时间快速重合、永久性故障时不重合的目的。     

重合时序对交直流混联输电系统暂态稳定裕度的影响

单相重合闸技术可以提高供电可靠性，但合于永久故障时是对系统的又一次冲击，因此研究重合的时序对系统暂态稳定裕度的影响是十分必要的。文中以南方电网2005年丰大运行方式下安顺—天生桥500 kV线路发生单相接地短路为例，在未有效区分永久故障和瞬时故障的前提下，以FASTEST为仿真工具，考查了重合闸时序对系统暂态稳定裕度的影响。仿真研究表明，改变线路两侧轮流投入无压检定的做法，由线路非故障侧投入无压检定首先重合，不仅可以较大幅度地提高系统暂态功角、电压和频率稳定裕度，也可以改善2次切断短路电流的断路器的工作条件。并提出了一种与故障测距算法相结合的在线修正线路两侧投入重合闸顺序的方案，以期减少重合于永久故障时对系统的再次冲击，提高系统的暂态稳定性。     

基于金属护层模型参数辨识的电缆单相故障单端测距方法

电缆大部分故障均与金属护层相关,仅考虑缆芯电气结构参数的模型无法实现护层相关的故障测距。为解决配电网电缆单相故障测距困难的问题,提出了基于金属护层模型参数辨识的电缆单相故障单端测距方法。以配电网单相故障零模等效网络作为辨识模型,将故障距离、过渡电阻、对地电容作为模型的未知参数,利用电缆单相接地故障后缆芯和护层中的暂态信息并结合故障状态网络和零模等效模型,建立时域测距方程作为参数辨识目标函数,用最小二乘算法进行最优参数求解,得到故障距离。ATP-EMTP仿真结果验证了所提方法的有效性,且测距精度高。     

三相不对称输电线路单相自适应重合闸的研究

针对某些情况下故障性质判别灵敏度不足的问题,提出了三相不对称输电线路单相自适应重合闸故障性质判别方法。建立了三相不对称输电线路等效电路,推导了断开相恢复电压的计算公式,分析了不同故障性质情况下影响恢复电压幅值大小的因素。研究表明恢复电压幅值受故障性质、潮流方向和大小、故障相别及故障位置的影响。据此提出了新的故障性质判别方法,不同情况下采用相应的判别门槛值。EMTP仿真结果验证了该方法的正确性和有效性,能够提高重合闸成功率。