振荡中故障选相元件的研究

目前实用的选相元件在系统振荡时可能会误选相,有必要研究能适用于振荡时的选相方案。分析了振荡中再故障时故障回路测量阻抗不变的特征,并在此基础上提出了一种适用于振荡的新型选相元件。该元件结合常规的零、负序故障分量分区和阻抗值比较方法,采用阻抗变化率的判别从可能的故障类型中识别出真正的故障回路,解决了系统振荡时选择性和速动性之间的矛盾。理论分析和EMTP数字仿真计算表明,新的选相方案在性能上较常规选相方案有明显的改善,可以完全克服阻抗法故障识别在振荡中选相的失配问题,并且该方案原理简单,动作可靠,具有很高的工程应用价值。     

适应于双馈风电场的改进故障序分量选相方法

分析了应用于双馈风电场的故障序分量选相元件的动作特性,指出受双馈感应风机特有暂态特性的影响,故障网络中双馈风电场的正、负序等效阻抗差异很大,引起故障序分量选相元件动作性能的恶化。提出一种基于故障序电压补偿的改进故障序分量选相方法,该方法通过对双馈风电场正、负序等效阻抗的实时检测自适应修正阻抗差异对选相结果的影响,改善了传统故障序分量选相元件的动作性能,并通过仿真验证了所提方案的有效性。     

新型阻抗选相方法

针对现有阻抗选相方法存在的误选相问题,提出了一种适用于微机保护的新型阻抗选相方法。该方法利用了单相测量阻抗、相间测量阻抗以及故障前负荷阻抗负荷状态下阻抗继电器的测量阻抗的幅值大小关系以及3个单相测量阻抗的相位关系进行比较。仿真计算表明,新的阻抗选相方法在高阻接地、弱馈等故障情况都有很好的选相能力,适于作为线路保护稳态故障选相元件。     

110 kV线路距离保护的复合选相元件

准确有效的选相元件是高压输电线路采用单相自动重合闸的前提.该文通过分析目前微机保护中选相元件的不足,提出了电压电流突变量选相元件、电压电流序分量选相元件结合阻抗元件、方向元件以及瞬时值判断元件相结合的复合选相元件,能够准确地判断故障类型及故障相别.大量的PSCAD仿真表明其较好的准确性,是高压线路实现单相重合闸较为理想的选相元件.     

110 kV线路距离保护的复合选相元件

准确有效的选相元件是高压输电线路采用单相自动重合闸的前提。该文通过分析目前微机保护中选相元件的不足,提出了电压电流突变量选相元件、电压电流序分量选相元件结合阻抗元件、方向元件以及瞬时值判断元件相结合的复合选相元件,能够准确地判断故障类型及故障相别。大量的PSCAD仿真表明其较好的准确性,是高压线路实现单相重合闸较为理想的选相元件。     

适应于逆变型风电接入系统的改进故障序分量选相方法

针对传统故障序分量选相元件在逆变型风电接入系统中可靠性较低的问题,提出了一种改进的故障序分量选相方法。首先,分析在最新风电场低电压穿越策略下,风电侧的故障序阻抗特性及传统故障序分量选相元件的适应性。然后,利用负正序、负零序阻抗相位差等效正负序、零负序电流分支系数相位差,以补偿传统序分量选相判据的相角误差。最后,采用补偿后的故障序电流相位差作为选相判据,实现了故障相的判别。同时通过调整零负序选相分区,使其具有较好的耐过渡电阻能力。仿真实验表明,在不同故障类型、故障位置和过渡电阻下改进选相方法均能可靠地选出故障相。     

一种新型振荡中故障选相元件

振荡中故障准确选相是有选择切除故障和确保距离保护正确动作的前提。在分析现有振荡中选相元件需开放条件配合,导致出口延迟,且易出现误选,进而导致距离保护误动的基础上,提出了一种新型选相元件,此元件首先利用零、负序故障分量进行故障分区,在分区的基础上改变目前采用阻抗确定故障相的做法,而采用Clark变换,分别通过α,β模量信息进行故障选相。此选相方法充分发挥了零、负序故障分量以及模量变化在振荡期间不涉及相量偏移带来计算误差等优势,有效避免了阻抗选相在振荡中的弊端。文中给出了基于RTDS动模仿真数据的测试结果,理论和测试表明:此方法在振荡期间能够可靠、快速、准确地区分故障类型。     

高压线路保护选相元件的改进

相间故障时,弧光电压Ucos(ψ)的值较小;单相故障时,三个相间Ucos(ψ)的计算值都较大,根据这个特点,结合突变量选相元件和序分量选相元件提出了新的选相方法.新方法解决了线路发生单相故障时保护误跳三相的问题,动模数据仿真验证了新方法的准确性和有效性.     

一种新型选相方案

针对目前微机保护中选相元件的不足,提出了几种新型的数字式选相元件,重点探讨了基于模故障分量的选相元件,基于电压序分量的选相元件和弱电源侧电压选相元件,由此构成了一套完整的微机线路保护选相方案.针对这几种选相元件作了比较详尽的分析,进行了横向和纵向的比较.最后,利用ATP与MATLAB仿真运算验证了新方案的有效性和可靠性.     

过渡电阻对多相补偿阻抗元件影响的分析及对策

介绍了一种不受系统振荡影响的多相补偿阻抗元件,利用序分量法分析了线路单相经过渡电阻短路时该多相补偿阻抗元件的动作特性,分别从保护区内、区外以及反向故障3个方面分析了过渡电阻对该多相补偿阻抗元件的影响。针对该多相补偿阻抗元件在保护区内耐受过渡电阻能力较弱,而保护区外及反向耐受过渡电阻能力较强的特点,提出通过对单相距离继电...     

Improved phase selector for unbalanced faults during power swings using morphological technique

In order to prevent distance protection from tripping during power swing conditions, a power swing blocking device is often utilized. On the other hand, it has been an increasing requirement to achieve rapid clearance of internal faults during power swings. Accurate phase selection is a prerequisite to selective clearance of faults. An improved unbalanced fault phase selector during a power swing based on series multiresolution morphological gradient (SMMG) transform is proposed in this paper. As a feature extractor from raw signals, SMMG is employed to extract superimposed (fault component) current under the power swing condition in this paper. First, the operating characteristic of the sequence component fault phase selector during power swings is discussed. In order to overcome the disadvantage of the above selector, an improved fault phase selector for unbalanced faults during power swings is then proposed by using SMMG to extract superimposed components of modular current. The efficiency and feasibility of the proposed schemes are proven using a Power Systems Computer-Aided Engineering/Electromagnetic Transients including DC-based simulation on a sample power system.     

增强序分量选相元件适应性的光伏并网逆变器序阻抗角重构方案

光伏电源的拓扑结构和控制方法与同步发电机有着显著差异,故其故障特性相较同步发电机产生了实质性的改变,恶化了传统序分量选相元件的动作性能。推导了将抑制负序电流作为控制目标时光伏电源的序阻抗表达式,详细分析了序分量选相元件受光伏电源影响的机理。提出了一种新型光伏电源控制方案,通过重构光伏并网逆变器的序阻抗角来模拟同步发电机的故障特性,从而辅助序分量选相元件正确判断故障类别。基于PSCAD/EMTDC平台的仿真结果验证了所提控制方案的有效性和可靠性。     

基于相间故障弧光电压特征的高压线路选相元件

提出了一种基于相间故障弧光电压特征的高压线路选相新原理,应用于振荡闭锁期间的选相元件.对接地故障,利用零、负序电流相位差进行分区,每个分区包括某相单相接地和另外两相短路接地两种故障.然后根据相间故障弧光电压Ucosψ小于某一定值,而健全相相间电压的余弦值Ucosψ一般比较大的特征,来得到选相结果,解决了目前选相元件在电力系统振荡时可能发生的误选相问题.通过对不对称故障开放条件的改进,大大提高了单相接地故障的选相速度.该选相元件具有很强的耐过渡电阻能力,并且完全不受分支系数和系统运行方式的影响.RTDS试验验证了新选相元件的准确性和有效性.     

级联形态梯度变换及其在继电保护中的应用

介绍了现在应用已较成熟的灰值腐蚀和灰值膨胀运算,由此引出多分辨形态学梯度变换(MMG)的定义;进而在其基础上提出了一种新型的级联多分辨形态梯度变换(SMMG)的概念,SMMG具有很强的奇异信号检测和波形识别能力,作为一种特征提取工具,SMMG能感受并增强信号波形上的微小变化、反映突变的大小.和其它形态学算子一样,它具有SMMG具有表达直观、滤波器设计简单、数据窗短、计算速度快以及变换结果易于识别、对硬件没有过高的要求等优点,因此在继电保护的信号处理中具有良好的应用潜力和实用价值,在现有的微机保护装置中可以直接采用.文中最后给出了其在电力系统继电保护中应用的2个实例,EMTP仿真研究表明:文中提出的相继速动判据具有更高的灵敏度;所提出的基于SMMG的微机线路保护的选相元件能在8ms内正确地识别几乎所有故障情况的故障相别.由SMMG构成的保护元件灵敏度很高,在电力系统高速及超高速保护方面有良好的应用前景及较大的实用价值.     

新型线路保护选相方案

通过对故障前数据的有效处理和选相过程的优化,延长了补偿电压突变量选相元件的工作时间,使之可在整个故障过程中发挥作用,并可在系统无振荡时的各种工况下正确指示故障相;通过所设计的保持元件和方向元件,克服了电流突变量选相结果无法有效保持且无方向性的缺点,提高了选相正确率;提出了综合电流选相原理,解决了一些稳态量选相元件在特殊工况下无法正常工作的难题;在对各种选相原理进行优化配置的基础上,设计并实现了一种性能突出的新型选相方案。     

高压线路保护实用选相方案

对目前实用的突变量及稳态量选相元件进行了比较,指出了其特点和存在的不足.重点分析了目前选相方案的弱馈侧选相、灵敏度配合以及在系统振荡条件下存在的阻抗识别失配等问题,提出了改进的实用选相方案,采用同一区间的2种阻抗元件互补判别来解决失配问题.EMTP数字仿真计算与动模试验结果表明,新方案在性能上较原有方案有明显改善,尤其对于振荡中选相,可以完全克服阻抗法故障识别中的失配问题,选相结果不受系统振荡的影响.     

基于相间电阻变化特征的故障选相元件

针对现有选相元件在系统振荡期间存在误选相问题,提出了一种基于相间电阻变化特征的高压输电线路故障选相新原理。发生不对称接地故障时,首先利用零序和负序电流之间的相位关系分成3个区域,每个区域存在单相接地和两相短路接地2种故障类型,在判断出某个分区后根据相间测量电阻的变化特征得到选相结果。在系统振荡期间,健全相相间测量电阻是连续缓慢变化的;短路相之间的相间测量电阻,在发生故障瞬间是突变的,而故障后则基本没有变化。仿真结果表明,发生相间故障时,相间测量电阻不受负荷电流、过渡电阻、分支系数和系统振荡等的影响,该选相元件有很高的动作可靠性和准确性,适用于系统振荡期间的选相元件。