同杆并架双回线阻抗选相方法研究

针对现有选相方法在同杆并架双回线跨线故障容易发生误选相的问题,提出了一种适用于同杆双回线的阻抗选相方法。新型选相方法主要利用了相间、单相阻抗大小及相位关系,为了实现在跨线故障、出口故障等情况下的准确选相,还补充了其它辅助判据以构成完整的选相方案。仿真计算表明,新的选相方法在同杆线路跨线故障、高阻接地、弱馈等故障情况下都有比较好的选相能力,适用于作为同杆并架线路保护故障选相元件。     

可提升选相及低阻故障反映能力的综合和阻抗保护

传统和阻抗保护拥有优异的单相抗高阻性能,但不能选相跳闸,且无法灵敏反映极低阻/金属性故障。最新研究针对和阻抗保护以上两大缺陷做了针对性改进,但性能仍不理想。为此,该文首先分析现有和阻抗判据不恰当动作的机理;在此基础上,设计了基于故障分量的新型和阻抗判据,有效弥补了基于全分量的单相、相间和阻抗判据的极低阻故障动作死区;进一步地,根据单相、相间、故障分量和阻抗判据的动作特征,提出一种综合和阻抗保护,使其兼备优越的选相跳闸和响应各类极低阻故障的能力。算例测试结果表明,该文所提保护方法显著克服了现有和阻抗保护的固有缺陷,在正确选相的基础上实现了从金属性故障到高阻故障的全覆盖,具备了独立承担线路主保护的能力。     

一种提高110kV线路距离保护性能的改进方案研究

当前尚没有完全可靠的故障选相算法,误选相会导致阻抗测量模块不能得到与故障相对应的电流电压,从而产生很大的阻抗测量误差导致保护发生误动或拒动。基于110kV系统和以正序电压为极化量阻抗元件本身具有选相功能的特点,本文改变传统保护中先进行故障选相,后阻抗测量的思路,提出先阻抗测量,接着跳闸逻辑处理,最后再进行故障选相以形成故障报告的新方案。同时进行了最优化阻抗元件测量数量种类论证,给出了故障类型搜索算法流程和新方案的实现流程。试验结果表明该方案较好的解决了由于故障选相错误所导致的保护误动或拒动问题。     

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.     

基于数学形态学的电力系统振荡中故障识别和改进的选相方法

为了使振荡闭锁装置能在振荡中再故障时开放保护,就必须能区分振荡与故障,且故障相的单相阻抗继电器在振荡时也应能正确测量阻抗。但如何在振荡中快速正确地选出一个故障相进行阻抗测量是距离保护能否有选择性地切除振荡中故障的关键问题。在动模实验中发现:对于振荡中发生的故障,在一定情况下序分量选相元件会误选相。文中利用级联多分辨形态梯度变换(SMMG)提出了一种电力系统振荡中的故障检测和改进的故障选相方案:先利用一个SMMG滤波器对相电流进行处理,构成一个自适应的振荡中故障起动元件;检测到故障或扰动后,对接地故障,如果由现有的序分量选相方法判断出其为落在包含单相和相间2种故障类型的区域,则可利用故障后3个模电流分量的SMMG系数局部模极大值确定其故障相别。用EMTP在一个系统模型上进行了大量的仿真研究,其结果验证了该方案的有效性和易用性,该方法判别灵敏,结果可靠,所提出的算法易于实现,在现有的微机保护装置中可以直接采用。     

不对称整定阻抗的多相补偿距离继电器在单相接地条件下的动作特性

采用单相补偿电压与相间补偿电压向量关系的多相补偿距离继电器能够有效防止系统振荡对距离保护的影响,补偿电压方程中整定阻抗相等,但该距离继电器在系统振荡较大且单相接地情况下反映故障相的动作元件存在拒动情况,以及反映非故障相动作元件存在误动情况;通过分析多相补偿距离继电器的动作方程,减小相间补偿电压的整定阻抗值和保持单相补偿电压整定阻抗值不变的不对称整定原则解决了上述问题,利用选相元件判断单相接地故障发生时刻相间补偿电压整定阻抗值,仿真计算结果有效证明了理论分析的正确性。     

220～500千伏综合重合闸的选相元件分析

<正> 一、概述 在220千伏以上超高压系统中,选相元件是综合重合闸的重要元件。当线路单相故障时,它应能正确地判别故障相,以实现选相,单相跳闸并重合闸。 关于选相元件,其种类很多,诸如电流选相、低电压选相、方向阻抗选相以及二相电流差突变量选相等等。目前,我国220千伏系统中,几乎全部采用方向阻抗选相元件,它在直接金属性短路中,有良好的选相性能。但是,当单相弧光接地或同杆并架双回线不同名故障时,有可能拒动或误选相,因此,有必要探索新的选相元件。 在500千伏综合重合闸中,采用了二相电流差突变量选相元件,其性能优于方向阻抗元件,但仍不能解决同杆并架双回线的选相问题。     

新型和阻抗保护判据及其动作行为分析

和阻抗保护是解决高压输电线路保护单相高阻接地故障反应灵敏度不足问题的有效手段。通过对此类保护动作判据的分析,指出其动作灵敏性会受线路电容补偿方式影响,而其动作安全性则会受系统振荡影响。为解决上述问题,该文提出一种从根本上消除中长线路电容支接效应及系统振荡影响的新型和阻抗保护判据,并对所提保护判据选相跳闸能力、过渡电阻耐受能力及其应对振荡中故障的动作性能进行理论分析,指出和阻抗继电器存在区内故障时无选相跳闸能力的缺陷,并设计一种阻抗型的稳态量选相判据,与和阻抗继电器主判据配合,实现区内故障的选相跳闸。通过理论分析和仿真试验验证所提和阻抗判据和选相判据的有效性和优越性。     

一种序分量高压线路保护选相元件

本文通过对各种不对称故障的序分量相对相位关系的分析，得出了一种新型的序分量电流相对相位与不对称故障类型的对应关系，提出了新型的故障相区划分方法，用于高压线路保护的选相元件，能够准确确认各种故障类型及故障相别。通过大量动模试验表明，是高压线路保护实现单相重合闸较为理想的选相元件     

基于补偿电压的突变量方向判别原理

突变量理论广泛应用于电力系统的微机保护，文中充分利用正，反方向故障时补偿时压突变量与母线电压突变量的变化规律，提出了基于补偿电压的突变量方向判别原理，详细分析了该判据在各种不同运行工况下的动作特性，并指出了该保护判据的基本整定原理及尚需注意的问题，此外，文中还针对方向保护所遇到的一些特殊问题进行了详尽的分析。     

A new distance relaying algorithm based on complex differential equation for symmetrical components

This paper presents a new digital impedance measuring technique for transmission lines that combines symmetrical components and the complex differential equation of an equivalent fault loop circuit. The phase voltages and currents at the relaying point are transformed into symmetrical components using Fourier filters of short window length. Depending on fault type, an appropriate fault loop circuit is formed, signals of which are the appropriate symmetrical components, while a parameter of which is the positive sequence impedance being a geometrical measure of the distance from the relaying point to a fault. The impedance, however, is measured very fast by on-line solving the complex differential equation originated for this fault loop circuit. Consequently, this approach combines frequency domain estimation of symmetrical components (accurate filtration) and time domain measurement of positive sequence impedance (high speed response).

The presented method suits well the protection of parallel lines against high-resistance faults occurring very close to the far end of a line. A new method is proposed for detecting high-resistance faults and deciding which line out of two parallel lines actually suffers a fault.

The included EMTP test results demonstrate the efficiency of the proposed relaying algorithm.     

故障分量提取及故障选相的新方法

提出了一种中低压中性点不接地系统故障分量提取的新算法，该算法既能提取短时的暂态故障分量，也能提取长时间稳定的故障分量，对速断、定时限及过电流保护都适用，可极大地改善延时保护的性能；在此基础上给出了自适应电流保护中系统阻抗准确计算的方法；针对目前利用相电流差故障分量选相存在灵敏度不够高的缺陷，提出了利用相电流之和的故障分量来进行故障选相的高灵敏度选相算法。     

基于小波变换的电流行波母线保护的研究(一)--原理与判据

传统的母线差动保护受负荷电流、电流互感器饱合、过渡电阻等因素的影响比较严重.为进一步提高母线保护的动作速度和灵敏性,本文提出了基于故障电流行波的行波母线保护原理.以一个半断路器母线接线型式为例,对母线区内外故障的情况以及各种因素对它的影响进行了分析,给出了相应的动作判据.理论分析表明,利用电流行波实现的母线保护具有动作速度快,灵敏度高和简单可靠等特点.     

信息融合技术在电力系统故障检测中的应用探讨

电力系统故障产生各种故障信息，对故障信息全面分析、综合处理，能提高故障检测的精度和鲁棒性。为实现对各种传感器检测到的多源故障信息进行有机综合处理，需研究信息综合处理技术。信息融合技术是研究多源信息综合处理的新兴边缘学科，已在军事、信息处理等领域中有着成熟的应用。该文把信息融合技术应用于电力系统故障检测，介绍信息融合故障检测的模型与方法；分析信息融合技术在状态监测、继电保护中的应用技术；并以小电流接地系统故障选线为例，提出研究了模糊信息融合故障选线方法技术，提高了故障选线的灵敏度和可靠性。     

正序故障分量及其在继电保护中的应用

根据叠加原理给出正序故障分量的概念及特点．详细阐述正序故障分量在故障方向判别、相比较纵联保护、自适应电流保护及故障测距中的应用原理，对比说明基于正序故障分量的继电保护原理较传统保护所具有的优点。     

继电保护整定计算中故障计算的通用方法

基于补偿法，建立了继电保护整定计算中故障计算的统一模型，在此基础上，根据叠加原理和互易定理，提出了一种继电保护整定计算中故障计算的通用方法，在不修改原网节点阻抗参数的条件下，这种方法即可完成继电保护整定计算中所需的各种故障计算，具有互感线路与无互感线路故障计算方法统一，可适应网络操作，计算速度快等特点。     

MMC接入的交流侧线路故障特征及故障分量方向元件的动作特性

高压大容量柔性直流系统经模块化多电平换流器（MMC）接入交流电网时,MMC的控制策略将导致其故障出力有别于传统同步发电机。基于MMC的控制策略和柔性直流系统的接地方式,研究了MMC接入的交流侧线路发生故障后的电压、电流相量特征,并分析了其对故障分量方向元件的影响。理论分析结果表明,在交流侧线路发生故障后,公共耦合点（PCC）电压相位可能发生较大变化,进而影响MMC输出正、负序电流的实际相位;零序方向元件仅适用于联接变压器采用Y0/d接线的场景,取决于柔性直流系统的接地方式;正序突变量、负序方向元件计算的阻抗角受电网故障穿越需求所决定的MMC控制系统d、q轴电流参考值的影响显著,可能导致MMC侧方向元件在正向线路故障时和电网侧方向元件在背侧系统故障时的误判。理论分析结果与典型工程PSCAD模型的仿真相吻合。     

A novel approach using a FIRANN for fault detection and direction estimation for high-voltage transmission lines

This paper presents a novel approach to fault detection, faulted phase selection, and direction estimation based on artificial neural networks (ANNs). The suggested approach uses the finite impulse response artificial neural network (FIRANN) with the same structure and parameters in each relaying location. Our main objective in this work is to find a fast relay design with a detection time not dependent on fault conditions (i.e., current transformer saturation, dynamic arcing faults, short-circuit level, and system topology) and that uses only unfiltered voltage and current samples at 2 kHz. The suggested relay, which we have named FIRANN-DSDST, is composed of a FIRANN together with post-processing elements. The FIRANN is trained globally using training patterns from more than one relaying position in order to be as general as possible. The FIRANN is trained using an improved training algorithm, which depends on a new synaptic weights updating method, which we have named the mixed updating technique. The proposed relay is trained using training patterns created by simulating a real 400-kV network from the Spanish transmission network (REE). Finally, the proposed relay is tested using simulated and real fault data. The results encourage the use of this technology in a protective relaying field.