输电线路故障行波保护综述

输电线路行波保护利用故障产生的行波快速识别故障,具有超高速动作性能,且不受电力系统振荡、过渡电阻、分布电容电流和电流互感器饱和等因素的影响,是理想的超特高压线路继电保护方式。该文首先回顾了行波保护的发展历程,从行波信号的提取、信号处理技术的发展和工程实践这三个方面总结了国内外的研究现状;其次介绍了主要行波保护的基本原理,分析了各类行波保护原理的优缺点,总结了相关理论研究的进展情况,并针对各类行波保护原理进行了横向比较及适用场景;然后探讨了行波保护技术实用化需要解决的主要问题,并提出了相应的解决方案;最后展望了行波保护的发展趋势,为后续行波保护技术的研究提供参考。#$NL关键词：输电线路;行波保护;保护原理;故障;超高速保护#$NL中图分类号：TM77     

测距式行波距离保护的研究（二）——原理方案与仿真试验

根据测距式行波保护的基本原理及各种关键问题的对策，给出了实现测距式行波距离保护完整的原理方案。基于B样条小波的二进小波变换被用来实现行波信号的奇异性检测和消噪。针对测距式行波保护原理本身及各种对策，进行了大量详尽的EMTP仿真。仿真结果证明了测距式行波保护原理、对策及方案的正确性。     

基于行波固有频率的特高压输电线路故障选相

基于行波原理的故障暂态量选相因所需时间短,符合目前发展超高速保护的要求。针对现有行波选相法存在准确识别波头的困难,提出基于行波固有频率的故障选相方法。该方法利用多信号分类法得到电流模分量功率谱,通过比较其中线模量的主频实现故障选相。该方法的可靠性由基于PSCAD/EMTDC搭建的晋东南—南阳—荆门1 000 kV特高压交流输电线仿真模型实验验证,选相结果不受故障距离、故障时间、过渡电阻的影响,且所需故障数据窗短,易实现超高速保护。     

面向多端直流电网的高可靠性允许式纵联保护

多端直流电网是克服目前直流输电缺陷的新兴技术。随着直流断路器的工程化应用,对线路故障能实现快速准确辨识的超高速保护成为研究热点。但是,目前广泛研究的就地化保护属于边界保护,存在对系统一次结构适应性不高、无法良好兼顾可靠性与灵敏性等问题;传统纵联保护受制于通信容量及传播延时,难以担当主保护功能。针对以上问题,该文在充分分析直流电网故障后线模行波复杂折反射特性的基础上,利用行波在保护安装处的折/反射比值关系,提出一种无需大量数据交换及严格同步对时,即可覆盖线路全长、且拥有高灵敏性的允许式纵联保护原理;考虑环网等特殊拓扑结构,构造基于上述比值关系的保护判据,确保保护原理的高可靠性;以换流器关断时间为基准整定保护窗口,定量地得出保障保护速动性的适用线路长度范围。最后,对所提出的保护原理进行算例分析及对比验证。     

高压直流输电线路行波保护判据的研究

目前 ,国内外投运的行波保护普遍存在着可靠性差的问题。针对该问题 ,简要分析了实际工程中行波保护存在的缺陷。同时 ,在使用 EMTDC暂态仿真软件对各种直流线路故障进行仿真计算的基础上 ,对目前国际上具有代表性的两种行波保护判据进行了对比性分析与研究 ;并提出了基于小波变换的行波方向保护新原理 ,提高了行波保护的可靠性     

新型暂态行波幅值比较式超高速方向保护

针对传统行波保护可靠性低这一缺点,提出一种基于暂态行波幅值比较的新型超高速线路保护方案。该方案基于故障发生后一段时间内,正向行波幅值积分与反向行波幅值积分的比值来确定故障方向。若线路两端保护的判断结果均为正向故障,保护将发出跳闸命令。该文对保护的原理判据和影响行波方向保护的主要因素分别进行了仿真分析,PSCAD/EMTDC仿真结果表明,所提方案能够快速、可靠地识别线路区内外故障,其性能基本不受故障电阻、故障时刻、母线或线路接线方式等的影响,该保护原理清晰,实现简单,具有良好的工程应用前景。     

高压直流输电线路行波保护判据的研究

目前,国内外投运的行波保护普遍存在着可靠性差的问题.针对该问题,简要分析了实际工程中行波保护存在的缺陷.同时,在使用EMTDC暂态仿真软件对各种直流线路故障进行仿真计算的基础上,对目前国际上具有代表性的两种行波保护判据进行了对比性分析与研究;并提出了基于小波变换的行波方向保护新原理,提高了行波保护的可靠性.     

行波特征鉴别式距离保护原理的研究

本文对输电线路故障行波特征进行了分析,提出了行波特征鉴别式距离保护的方案,并进行了计算机仿真分析和单相模型继电器的模拟试验。该方案具有超高速动作、功能完善、保护区较稳定和抗干扰能力较强等优点。     

西门子及ABB直流线路行波保护对比和改进研究

西门子和ABB的直流线路行波保护方案在国内外应用最为广泛,存在过渡电阻耐受能力低,区内外故障区分度不高等问题。介绍了西门子和ABB行波保护的原理和判据。采用云广特高压直流工程参数搭建跟现场一致的西门子和ABB行波保护模型,通过仿真从过渡电阻、故障距离、区内外故障、线路耦合方面对西门子和ABB行波保护性能进行分析和对比。结果表明,ABB行波保护过渡电阻耐受能力高于西门子行波保护,西门子和ABB行波保护均可以利用变化率判据提高区内外故障的区分度,西门子行波保护可以利用变化量、ABB行波保护可以利用地模波变化率进行故障选线。针对现有行波保护方案存在的缺陷,在现有判据量的基础上提出改进方案。     

一种恒定灵敏度的方向行波保护

本文简单介绍了行波判别式的方向行波保护的基本工作原理,通过分析,指出了这种保护存在的问题,在此基础上,提出了一种新的保护方案,解决了原保护方案中的问题,并使保护得到简化。     

柔性直流电网超高速保护方案研究

柔性直流电网发生直流短路故障时,为保障非故障线路持续正常运行,需要快速隔离故障线路。传统柔性直流输电线路保护动作时间过长,无法满足速动性要求。为此首先对柔性直流电网直流短路故障特性进行分析,得到超高速保护动作时间指标;然后借鉴常规直流超高速保护策略,考虑直流线路故障与直流母线故障的甄别方法,提出一种适用于柔直电网的超高速保护方案,采用行波保护、电压突变量保护与电流突变量保护相结合的方式实现直流短路故障的快速检测和定位,利用双端线路故障检测结果实现保护动作快速出口,能够满足直流短路故障保护的快速性要求。最后在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型对超高速保护方案进行了仿真验证。     

柔性直流电网超高速保护方案研究EI北大核心CSCD

柔性直流电网发生直流短路故障时,为保障非故障线路持续正常运行,需要快速隔离故障线路。传统柔性直流输电线路保护动作时间过长,无法满足速动性要求。为此首先对柔性直流电网直流短路故障特性进行分析,得到超高速保护动作时间指标;然后借鉴常规直流超高速保护策略,考虑直流线路故障与直流母线故障的甄别方法,提出一种适用于柔直电网的超高速保护方案,采用行波保护、电压突变量保护与电流突变量保护相结合的方式实现直流短路故障的快速检测和定位,利用双端线路故障检测结果实现保护动作快速出口,能够满足直流短路故障保护的快速性要求。最后在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型对超高速保护方案进行了仿真验证。     

特高压直流线路自适应行波保护

针对目前直流输电线路行波保护耐受过渡电阻能力差的问题,在系统地分析±800 k V直流线路不同故障暂态特性的基础上,提出了一种利用电压比自适应调整保护定值的极线行波保护新原理及其定值整定原则。采用应用于±800 k V云广直流实际工程运维分析的PSCAD/EMTDC详细仿真模型对保护新原理进行验证,结果表明所提保护原理能有效地提高目前行波保护耐受过渡电阻能力和抗干扰能力,且可在现有行波保护软硬件平台上实现,工程实用性强。     

最小二乘滤波法在直流保护信号采样中的应用

目前直流保护广泛采用行波保护作为主保护方案,但行波保护因其保护原理的特殊性而对保护装置采样信号有较高的要求.为此,通过基于局部加权回归算法的最小二乘滤波算法对保护装置采集信号进行滤波,为行波保护信号的采集提供一个可靠的滤波方案.     

高压电力传输线行波保护技术原理综述

对高压电力传输线上的故障行波概念与故障特征进行分析,介绍了目前比较成熟的6种行波保护原理,并对其发展中存在的问题和中国高压电网中行波保护的应用前景做了简述.最后对行波技术的研究方向做了展望.     

面向接地故障辨识的半波长线路测距式超高速就地主保护新原理研究

针对半波长线路主保护面临全线速动性的问题,首先分析由超长线路距离导致的基于双端量纵联保护速动性受通信固有时延的制约和现有就地量主保护原理的局限性。在此基础上,结合波速度差单端测距原理和半波长线路故障传播特性分析,提出一种超高速测距式就地主保护新原理。提出通过比较线模行波和零模行波的到达时差判断故障发生距离的新判据,并结合行波方向判据形成主保护原理,实现线路全长范围内接地故障的准全线覆盖,与现有纵联类主保护相比,动作速度提高了1～2个周波。算例仿真验证了所提保护原理的有效性和优越性。     

基于小波变换的行波极性比较式方向保护原理研究

以小波变换为工具提取行波信号中的故障信息,实现行波极性比较式方向保护原理,避免了基于该原理的RALDA保护受谐波影响的问题。对其在不同影响因素作用下的动作情况进行了详细的分析和仿真,解决了其中存在的问题。分析和仿真结果表明,利用小波变换后该原理是实际可行的。     

超高压输电线路新单端暂态量保护元件的实用算法

在线路边界频率特性的分析基础上，深入地分析了区内外故障时的特征差异：就某一类故障而言，区外故障时反行波中(阻塞频带内的)高频分量与(1~10kHz内的)低频分量的比值显著小于区内故障时的比值。据此提出利用反行波构造新型的单端暂态量保护原理，即反行波法边界元件，并形成基于小波变换的实用算法。大量ATP仿真表明，该边界元件的算法可行，动作超高速，且性能优于利用电流波的单端暂态量保护方案。文中还指出：对于实际的输电系统，现有的单端暂态量保护方案都难以保护线路全长，因此该方法可以作为全线速动保护的一种超高速保护元件。     

超高速保护中合闸于故障线路的识别方法

可靠地判别断路器合闸时输电线路是否有故障，是超高速保护实用化必须解决的一个棘手问题。文中指出，可将其归结为空载合闸于故障线路的识别问题。合闸于正常线路与故障线路存在时域、频域的特征差异：一方面，初始前、反行波到达保护安装处的时间间隔和它们之间的极性关系都明显不同，并特别分析了三相系统中模量前、反行波的极性关系与单相系统中的极性关系并不完全一致；另一方面，合闸后暂态电压中自振荡频率的含量也显著不同。据此，提出合闸于故障线路的识别原理及其利用小波变换的实用算法，大量ATP仿真表明该识别原理可行、算法快速可靠，将有助于进一步提高超高速保护的性能。     

暂态行波保护测试仪

随着对基于暂态行波故障信息的继电保护装置的不断研发,目前迫切需要一种试验装置对其进行测试。对暂态行波保护测试仪输出频率、幅值的技术要求进行了讨论与研究,提出了具体的实现方案及硬件系统。分析了影响行波继电保护装置测试的相关因素。最后,通过对暂态行波保护测试仪实际应用的举例验证了其工作的正确性和有效性。