输电线路瞬时性故障与永久性故障判别方法综述

供电系统要保障人们生产生活对电能的需要。输电线路作为供电系统中最重的组成部件,由于长期暴露在自然环境下,容易发生故障。当故障发生时,要第一时间对故障的类型进行判别,才能保证断路器合闸动作是否正确科学。输电线路故障分为瞬时性故障和永久性故障,本文针对两种故障类型的电压呈现的不同状态进行分析,综述了三种可行的故障判别方法。     

输电线路单相瞬时性故障的判别研究

对两端均不带并联电抗器的输电线路,当发生瞬时性和永久性这两种不同性质的故障时,断开相端电压的有效值和相角都存在较明显的区别。本文在对故障后电路进行较精确分析计算的基础上,提出了一种基于电压有效值和相角的综合判据。仿真实验验证该判据能可靠区分瞬时性故障和永久性故障,并且有较高的灵敏度。     

输电线路自适应重合闸研究综述

传统的自动重合闸性能不佳,因此能够提高重合闸成功率、避免重合于永久性故障的自适应重合闸的研究具有重要意义。对永久性故障和瞬时性故障的概念进行了讨论,以故障点电流是否为零来界定永久性故障和瞬时性故障。指出影响重合成功的因素主要是故障性质,但还受重合闸时序的影响,因而自适应重合闸应包括故障性质判别和重合闸时序的优化两个方面内容。分别总结评述了单相自适应重合闸、三相自适应重合闸以及同杆并架平行双回线路自适应重合闸的研究现状。展望了自适应重合闸的研究前景。     

基于采样值相关法及改进型判别超高压输电线路的故障性质

提出一种基于采样值相关性及改进型分析的电力系统单相自适应重合闸方法,能够在各种运行方式下正确区分瞬时性故障与永久性故障,从而提高了线路的重合闸成功率。在分析断相后各电气量特性的基础上,该方法用采样值经滤波后进行相关分析来判别故障性质,并提出用一次改进相关型及二次改进相关型判别线路的故障性质。在长线重负荷等对传统判据不利的因素下,对以上3种相关型算法进行综合比较,得出3种相关型应用于各种故障性质判据的适用性,并得出最优的判别方法。FMTP仿真测试表明以上算法的可行性,该新算法在微机保护装置中具有实时应用的前景。     

基于采样值相关法及改进型判别超高压输电线路的故障性质

提出一种基于采样值相关性及改进型分析的电力系统单相自适应重合闸方法，能够在各种运行方式下正确区分瞬时性故障与永久性故障，从而提高了线路的重合闸成功率。在分析断相后各电气量特性的基础上，该方法用采样值经滤波后进行相关分析来判别故障性质，并提出用一次改进相关型及二次改进相关型判别线路的故障性质。在长线重负荷等对传统判据不利的因素下，对以上3种相关型算法进行综合比较，得出3种相关型应用于各种故障性质判据的适用性，并得出最优的判别方法。EMTP仿真测试表明以上算法的可行性，该新算法在微机保护装置中具有实时应用的前景。     

带并联电抗器输电线路永久性故障的时域判别方法

根据瞬时故障恢复电压阶段输电线路的状态建立参考模型,在时域中根据本端电气量求取并联电抗器故障相电流,并以计算电流与实测电流之差的模值作为动作量,以电抗器故障相实测电流的模值作为门槛值,进行永久性故障判别.发生瞬时故障,恢复电压阶段的线路状态与建立的模型吻合,电流计算值和实测值相同,动作量小于制动量;发生永久性故障,线路状态与建立的模型不吻合,电流计算值和实测值不同,动作量大于制动量.仿真验证表明,该方法能够准确地区分瞬时故障和永久性故障,能够用于自适应重合闸.     

带并联电抗器的线路单相自适应重合闸故障判别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,研究了故障后线路断开相并联电抗器与中性点小电抗上的电压特性,发现在永久性故障时,无论是金属性接地还是经过渡电阻接地,断开相并联电抗器上电压与中性点小电抗上电压的比值总是大于瞬时性故障时两者的电压比值。基于上述结论,提出了超高压带并联电抗器输电线路单相自适应重合闸故障的电压判别方法。理论分析和EMTP仿真表明,该判别方法简单、有效,能可靠实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。     

带并联电抗器输电线路永久性故障判别的研究

以瞬时性故障模型为参考模型,根据已知量求取并联电抗器故障相电流,利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.通过利用 ATP 仿真验证和西北电网 330kV 系统的故障数据验证,结果表明该方法可准确判别瞬时和永久性故障.     

带并联电抗器输电线路永久性故障判别的研究

以瞬时性故障模型为参考模型,根据已知量求取并联电抗器故障相电流,利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。通过利用ATP仿真验证和西北电网330kV系统的故障数据验证,结果表明该方法可准确判别瞬时和永久性故障。     

带并联电抗器输电线路三相永久性和瞬时性故障的判别方法

针对带并联电抗器的高压输电线路,提出了用于三相自适应重合闸的识别三相瞬时和永久性故障的差模电压幅值判据。线路中发生三相故障两端三相跳闸后,由于分布电容和并联电抗器的储能,线路上会有残余电压出现。通过对其变化过程和暂态分量的分析可发现,线路差模电压为频率接近工频的衰减周期分量,并且随故障性质的不同而明显不同,因此利用差模电压的幅值就能有效判断故障性质。大量EMTDC仿真结果和动模实验录波数据证明了该方法的准确性和可靠性。     

带并联电抗器输电线路单相自动重合闸永久故障的识别原理研究

提出了一种基于超高压输电线路并联电抗器故障相电流特性的单相自动重合闸永久故障识别方法。输电线路发生单相故障两端跳闸后,并联电抗器故障相电流流经的回路在瞬时性故障和永久性故障下明显不同,因此利用流过并联电抗器故障相的电流与中性点小电抗器的电流的幅值比就能判别瞬时性和永久性故障,有效地解决了现有自适应重合闸判据在带并联电抗器超高压输电线路上应用难的问题。EMTP 仿真结果和试验系统录波数据都证明该识别方法能准确地区分永久和瞬时故障,有很高的可靠性,可直接应用于目前微机保护装置。     

电缆-架空线混合线路故障测距方法综述

针对电缆–架空线混合线路的结构和特点,介绍了几种适用于混合线路的故障测距方法,包括基于分布参数模型的区段故障定位法、基于波速度归一算法的双端行波故障测距法、三相母线外加同一电压脉冲式单端行波故障测距法等。分析了各种方法的适用范围及其优缺点,最后对各种方法的应用前景作了初步评价。     

An Accurate Technique for Discrimination between Transient and Permanent Faults in Transmission Networks

This paper presents an assessment study for adaptive single-pole automatic reclosure (ASPAR) schemes to select correctly the best scheme at responsible indices. Suggested solutions for the drawbacks that were noticed with the previous methods are investigated. In addition, this paper presents a proposed technique for ASPAR on transmission lines using wavelet packet transform (WPT). The ASPAR aims to discriminate between the faults' natures and to detect the instant of arc extinguished. The proposed technique uses an adaptive threshold level, and therefore, no adjustment is needed for various transmission systems. The proposed technique is examined at different fault scenarios that involve different fault locations, inception angles, and representation to secondary arc characteristics with various arc models. In addition, the behavior of ASPAR is well studied under power swing situation. The effects of shunt reactor compensators on the proposed technique are checked. The proposed scheme is tested for different network configurations, single and double circuits, to realize the robustness and the capability of the proposed scheme. The ATP/EMTP package is developed to emulate different fault signals to validate the proposed scheme. The proposed adaptive threshold scheme discriminates correctly between permanent and transient faults, thereby enhancing power system stability for compensated and uncompensated networks.     

带并联电抗器输电线路三相自适应重合闸永久性故障判别

提出了一种适用于带并联电抗器的输电线路的相间瞬时性和永久性故障判别的新方法,利用三相并联电抗器电感参数的识别结果实现三相自适应重合闸。相间瞬时性故障待故障点熄弧后,三相储能由各自的自振回路释放;而相间永久性故障时,故障相的储能由故障回路可靠释放,非故障相储能则由自振回路得以释放。因此,以瞬时性π模型为参考模型,利用三相并联电抗器电流量实现三相并联电抗器电感参数的识别,由电感参数识别值与真实值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障情况下,三相自振回路与参考模型一致,三相并联电抗电感求解值与真实值十分吻合。永久性故障情况下,由于故障相故障回路存在,故障相的并联电抗电感求解值与实际值差异显著。大量ATP仿真结果验证了判别方法的正确性和有效性。     

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。     

基于波形相关性的带并联电抗器线路永久性故障判别方法

通过分析带并联电抗器的输电线路在单相接地故障不同故障性质下的故障特征,提出了基于最小二乘法的波形相关性的永久性故障判别方法.以瞬时性故障恢复电压阶段的等效模型为参考模型,通过时域波形相关性的方法得到故障相端电压计算值与实际值的相似度,利用相似度构造目标比例系数与整定值连续比较判断故障性质.该方法仅利用并联电抗器中的电流量及非故障相的单端电气量就可以实现故障性质的判断.大量仿真实验表明,该方法在不同运行条件下能够准确地判断出故障性质,即使在较大的模型参数误差情况下,也能实现永久性故障时断路器可靠不重合的目标.     

永磁同步电机瞬时功率控制

基于对电机输入瞬时有功无功功率的分析，提出一种新的永磁同步电机瞬时功率控制方案。分析表明，输入瞬时有功功率决定了定子侧磁场幅值变化速率，而输入瞬时无功功率则决定了定子侧磁场旋转速率，可以通过控制电机输入瞬时有功无功功率来控制电机磁场和输出转矩，以获得快速的转矩动态响应和稳定的稳态转矩。在Simulink中进行了此永磁同步电机瞬时功率控制方案仿真，包括动态和稳态运行仿真，在仿真结果的基础上，分析了瞬时功率对磁场和输出转矩快速性和稳定性的影响，仿真结果表明瞬时功率控制方案是一种高性能的控制方案。