串补线路故障特征分析

串联补偿电容器的存在,使得高压输电串补线路阻抗出现非连续性,对目前广泛采用的继电保护原理产生影响。以750kV电压等级的串补输电线路为模型,用EMTP仿真建模,给出了最小二乘矩阵束法分析线路故障后电流信号中的自由分量分布以及衰减情况,得到串补输电线路的故障特征。仿真结果表明,利用最小二乘矩阵束法可以在故障后快速识别出信号频率及相应的衰减时间常数,给出保护安装处实际感受到的谐波变化情况。该方法适合于暂态谐波分析,为分析故障暂态对保护的影响提供一定的指导意义。     

串补线路故障特征分析

串联补偿电容器的存在,使得高压输电串补线路阻抗出现非连续性,对目前广泛采用的继电保护原理产生影响。以750 kV电压等级的串补输电线路为模型,用EMTP仿真建模,给出了最小二乘矩阵束法分析线路故障后电流信号中的自由分量分布以及衰减情况,得到串补输电线路的故障特征。仿真结果表明,利用最小二乘矩阵束法可以在故障后快速识别出信号频率及相应的衰减时间常数,给出保护安装处实际感受到的谐波变化情况。该方法适合于暂态谐波分析,为分析故障暂态对保护的影响提供一定的指导意义。     

基于最小二乘矩阵束算法的工频分量提取方法

从故障暂态信号中准确地提取出工频分量对于继电保护十分重要。最小二乘矩阵束算法采用衰减指数和模型,可以有效消除各类谐波及衰减直流分量的影响。文中通过仿真研究了采样频率、时间窗及模型阶数等关键参数选取对最小二乘矩阵束算法的影响。同时,分析了滤波器及数据采样对算法的影响。最后,在1个工频周期下与傅氏算法进行对比,仿真结果表明最小二乘矩阵束算法具有较高的计算精度。     

单相接地故障零模暂态特征的仿真分析

提出了一种基于线路分布参数的小电流接地系统的高精度故障模型,用于分析单相接地故障产生的暂态信号特征及进一步完善基于暂态信息的小电流接地故障选线判据。该模型采用一带有6回10kV架空出线的110kV变电所,利用电磁暂态程序EMTP对不同的故障情况进行了全面的仿真和分析。通过分析仿真数据,得到了如下主要故障暂态特征:特征频带(SFB)内,所有健全线路阻抗和故障线路检测的背后阻抗均呈容性;暂态零模电流频率较为集中,主谐振频率位于SFB内;特征频带内,故障线路零模电流幅值比健全线路大,且极性相反。对由于中性点装设消弧线圈、过渡电阻不同、故障点位置不同以及故障初始角不同对故障暂态的幅值特征和相位特征产生的影响也一并做了讨论。     

基于EMD的提取直流分量的输电线路故障选相研究

电力系统发生故障时,由于线路电感的存在,故障暂态信号中将含有大量的衰减直流分量,该直流分量刚好可以用于故障选相。选用京津唐500 kV输电线路的实际参数,建立EMTP/ATP系统仿真模型,产生故障数据,利用MATLAB编程,运用EMD提取直流分量,实现基于衰减直流分量的输电线路故障选相。理论分析和仿真验证表明,所提故障选相方法简单可靠,且不易受故障类型、故障时刻、过渡电阻、故障位置等因素的影响。     

基于零模行波波速量化的高压输电线路双端故障定位方法

结合行波零模分量传播的依频特性和衰减特性,提出基于零模行波波速量化的高压输电线路双端故障定位方法。利用最小二乘法拟合零模行波波速与故障零模行波到达首末端的传输时间差之间的关系。基于故障发生后实际测量行波信号的传输时间差,获取对应首末端的零模行波实际波速代入改进的双端行波测距方程实现故障定位。在PSCAD/EMTDC中搭建500 kV高压输电线路依频特性模型对所提方法进行仿真验证,结果表明该方法基本不受故障位置和故障电阻的影响,具有较高的故障定位精度。     

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。     

基于奇异性检测的高压输电线路暂态保护判据仿真研究

根据小波分析及奇异性检测的基本理论,利用小波多尺度分析方法对高压输电线路的暂态电流波形奇异点处的奇异性进行了分析与仿真,并给出了一种适合于暂态保护的新型判据。此判据通过比较不同时间窗口、不同频率段内暂态信号的小波变换谱能量比值及模分量极大量比值来实现区内外故障的准确识别。以M文件的形式用Matlab语言编程完成了奇异点检测算法程序并根据500kV输电线路模型对暂态保护新型判据进行了大量仿真。仿真结果证明此判据对不同的故障情况均能正确判断。     

基于奇异性检测的高压输电线路暂态保护判据仿真研究

根据小波分析及奇异性检测的基本理论,利用小波多尺度分析方法对高压输电线路的暂态电流波形奇异点处的奇异性进行了分析与仿真,并给出了一种适合于暂态保护的新型判据.此判据通过比较不同时间窗口、不同频率段内暂态信号的小波变换谱能量比值及模分量极大量比值来实现区内外故障的准确识别.以M文件的形式用Matlab语言编程完成了奇异点检测算法程序并根据500kV输电线路模型对暂态保护新型判据进行了大量仿真.仿真结果证明此判据对不同的故障情况均能正确判断.     

基于小波变换的EHV输电线路单端暂态电压保护算法的探讨

讨论了信号李氏指数的小波变换特性,提出了一种基于暂态电压信号小波变换的超高压输电线路单端量保护算法.利用单端暂态电压信号的小波变换模极大值,对电压信号的李氏指数进行最小二乘法估计,以便判断故障线路.仿真表明,在各种故障情况下该保护算法都足以提取和放大故障线路和非故障线路的差异,可靠、准确地动作.     

特高压同杆双回线的环流不平衡及其影响

同杆双回输电线路是特高压输电系统发展的必然趋势。分析了同杆双回线的导线排列形式及其阻抗矩阵的特点,在此基础上研究了同杆双回线电流的序分量,指出除穿越性不平衡电流之外,同杆双回线在正常运行或区外故障情况下可能出现明显的环流不平衡电流,且该环流不平衡受导线排列形式、区外故障类型等因素的影响。通过对特高压同杆双回线的仿真验证,定量分析得到环流不平衡度的大小,并阐述了环流不平衡电流对继电保护以及线路损耗的影响等。     

750 kV及特高压输电线路的暂态电流研究

特高压输电线路分布电容大,分布电感小,电阻小,且传输距离远,故障暂态量大且暂态过程明显。研究特高压输电线路在故障和合闸过程中的暂态电流特征,对于分析保护的动作行为很有意义。针对750kV及特高压带并联电抗器的输电线路,采用简化模型推导了故障及合闸过程中的暂态电流公式。分析了影响暂态电流中自由分量频率和幅值的各种因素。大量ATP仿真验证了理论分析的正确性,并讨论了不同暂态情况下保护算法可能受到的影响。     

稳定控制装置故障跳闸判据在特高压交流电网中的应用

特高压电网对稳定控制装置的正确动作提出了更高要求。搭建了特高压交流输电线路仿真模型,分析了目前稳控装置中普遍使用的故障跳闸判据在特高压电网中的适应性,指出在线路对侧发生故障时此判据可能会出现拒动的问题。基于特高压输电线路发生故障跳闸后电气量的独特特性,提出了结合零序电流的单相故障跳闸新判据,以及结合相间余弦电压Ucos()???的相间故障跳闸新判据。利用RTDS实时数字仿真系统验证了判据的有效性和可靠性,实验结果表明:改进后的故障跳闸判据正确、可靠、有效。     

分段Prony算法在特高压输电线路故障信号分析中的应用

本文在分析现有的基于相对均方误差的分段Prony算法受噪声干扰严重、分段不准确的基础上,提出了基于小波变换的分段Prony算法,该分段方法抗干扰能力强、计算速度快。文中对加入不同信噪比噪声的信号使用小波变换检测突变点对信号进行分段,得到较理想的分段结果,并对分段Prony算法各个子段之间参数关系进行分析和计算。同时针对带并联电抗器的特高压输电线路故障相恢复电压的特点,利用改进的分段Prony算法分别对发生瞬时性故障和永久性故障的故障相电压信号进行分析,提取出电压暂态分量,有效地区分出带并联电抗器的特高压输电线路的故障性质。     

1000kV特高压输电线路保护的现状及发展

1000kV特高压输电系统由于其分布电容引起的故障暂态分量与500kV系统有本质的区别,因此研究1000kV特高压输电线路保护首先必须要研究1000kV特高压系统的暂态特性以及与500kV线路保护的区别。文章介绍了目前关于1000kV特高压输电线路保护研制过程中所关注的一些主要问题,如1000kV特高压系统暂态过程,特高压保护的关键技术问题等,对1000kV特高压输电线路保护提出了基于分布式模型的电流差动保护和距离保护测量原理。经过大量的动模试验验证：目前1000kV特高压输电线路保护完全能满足特高压电网安全稳定运行的要求。     

特高压交流输电继电保护及相关问题

通过大量的电磁暂态仿真研究,寻找出一些特高压输电暂态过程的特点,在此基础上探讨一些对继电保护来说需要注意的问题。研究结果表明,现有的用于500kV的各种继电保护技术,需要做出一些改进,才能适应特高压系统的要求。改进的前提是对特高压系统的特性,特别是对其暂态特性的规律性的深入研究。该文在这几个方面作了初步研究。     

基于测后模拟原理的半波长输电线路暂态量纵联保护

针对特高压半波长超长的输电距离带来的继电保护难题,提出基于测后模拟原理的半波长输电线路暂态量纵联保护方法。特高压半波长交流输电具有传输距离远、输送容量大、全线无功自平衡等优点,可以作为未来清洁能源电力输送的一种可选方案。通过分析现有输电线路保护方法对于半波长交流输电线路的不适用性,对特高压半波长输电线路在区内外故障情况下,推导至中点的暂态量电流和的绝对值在短时窗内积分方向的不同进行理论分析;以贝杰龙模型为基础,利用测后模拟原理构成输电线路暂态量纵联保护方法,进行仿真实验;进而判别输电线路单相接地故障时故障初始角、故障位置和过渡电阻对故障判据的影响。仿真实验证明,此方法构成的保护计算精度高,相较于工频量构成的保护其动作速度更快且几乎不受过渡电阻、故障距离及故障初始角变化的影响,理论分析与实际的仿真结果相一致。     

基于分布参数模型的特离压双回线路故障分量接地距离保护

特高压交流同杆双回输电线路分布电容大、传输距离远,呈显著的分布参数特性,传统距离元件应用于特高压双回线路时存在原理性缺陷。基于分布参数模型和六序分量法,理论分析和推导了新的特高压双回线路单相接地距离元件测量阻抗的计算表达式,并且应用到故障分量距离继电器中。EMTP仿真验证了新的距离保护算法在特高压双回长线路上应用的正确性与有效性。     

交流1 000 kV特高压输电线路距离保护特殊问题

与常规电压等级线路和超高压线路相比,特高压线路输电距离较长,线路分布参数特性明显,常规距离保护的理论前提有可能受到影响.文中详细分析了不带并联电抗器和带有并联电抗器2种情形下距离继电器的测量阻抗与线路长度的关系.理论分析和仿真结果表明,可以基本认为在带并联电抗补偿的特高压线路上,常规距离保护的理论前提依然是成立的.     

特高压直流输电线路雷击故障原因分析与防范

根据中国近年来特高压直流输电线路的运行统计,雷击故障一直处于各类故障的首位,雷害已成为影响特高压直流输电设备安全运行的重要因素。±800 kV特高压直流宾金线是中国清洁能源传输的重要通道,其安全稳定运行显得尤为重要。针对特高压直流宾金线发生的2起雷击故障,结合雷电定位系统、故障录波与测距、现场故障巡查和仿真计算,综合判断2起雷击故障均是雷电绕击造成。根据雷电定位系统实测数据,对特高压直流宾金线进行了雷害风险评估计算,并在雷害风险评估计算的基础上,提出了防范特高压直流输电线路绕击的具体措施。