同杆双回输电线路最佳分闸时刻选择方案

以提高同杆双回线故障分闸后系统的暂态稳定为目的,提出了基于正同序差分电流的同杆双回线最佳分闸时刻选择方案。利用暂态能量函数法分析了同杆双回线分闸后系统的暂态稳定性,研究了不同分闸时刻对同杆双回线联络系统稳定性的影响,提出了分别由快速动作的主保护和带一定延时的后备保护分闸的最佳分闸时刻选择方案。该方案可应用于同杆双回线中包含跨线故障的各种故障类型下,与传统的固定时限分闸方式相比,可以有效抑制系统分闸后的振荡,明显缩短系统分闸后进入稳定运行状态所用的时间,软件仿真证明了本方案的正确性和有效性。     

同杆双回线的新型继电保护方案研究

指出了分相电流差动作为目前同杆双回线的首选主保护所存在的一系列问题,如通道故障时差动保护就要退出,互感对后备保护的影响等,提出新型的同杆双回线继电保护方案——同杆并架双回线采用光纤通道,通道故障失去主保护,通过装置间的通信引入相邻线电流,采用横差解决主保护问题,并利用相邻线电流补偿解决互感对后备保护的影响。     

同杆双回线的新型继电保护方案研究

指出了分相电流差动作为目前同杆双回线的首选主保护所存在的一系列问题,如通道故障时差动保护就要退出,互感对后备保护的影响等,提出新型的同杆双回线继电保护方案--同杆并架双回线采用光纤通道,通道故障失去主保护,通过装置间的通信引入相邻线电流,采用横差解决主保护问题,并利用相邻线电流补偿解决互感对后备保护的影响.     

基于暂态能量的输电线路速动保护方案

利用母线杂散电容吸收高频分量的特点,构成了能准确区分区内、区外故障的速动保护方案。对输电线路保护安装处的电压、电流进行模量转换得到模量电压和模量电流,并将模量电压和电流进行Daubechies 4小波变换得到所需频段的低频信息和高频信息,利用这些信息计算得到相应频段的频谱能量,然后得到模量电压和模量电流的暂态特征,将电压和电流的暂态特征综合起来得到故障后的暂态能量,该暂态能量可用来识别故障位置。该保护方案的灵敏度不受过渡电阻、雷击、故障类型、负荷电流、系统运行方式等因素的影响。此外,由于保护的数据窗很短,电压互感器、电流互感器的传变特性对保护的性能没有影响。     

一种同杆并架双回线接地距离保护方案

距离保护应用于同杆并架双回线时其动作性能受零序互感的影响。通过对同杆并架双回线接地故障时零序电流特点以及零序互感对接地距离保护影响的分析,指出两回线零序电流反向是同杆并架双回线接地距离保护误动的主要原因,根据两回线零序电流反向时,故障线路的零序电流大于非故障线路,提出了一种逻辑判断的零序电流补偿方法。数字仿真的结果表明,该方法提高了同杆并架双回线距离保护的性能。     

一种同杆并架双回线接地距离保护方案

距离保护应用于同杆并架双回线时其动作性能受零序互感的影响.通过对同杆并架双回线接地故障时零序电流特点以及零序互感对接地距离保护影响的分析,指出两回线零序电流反向是同杆并架双回线接地距离保护误动的主要原因,根据两回线零序电流反向时,故障线路的零序电流大于非故障线路,提出了一种逻辑判断的零序电流补偿方法.数字仿真的结果表明,该方法提高了同杆并架双回线距离保护的性能.     

新型同杆并架双回线故障选相方案研究

从同杆并架并架双回线跨线故障和单回线故障的不同电气特征出发,分析了现有的主要选相元件在同杆并架线路发生跨线故障时所存在的问题,提出了基于跨线故障识别的同杆并架双回线故障选相的新方案。系统发生故障后,保护首先根据故障后的零序电流和零序电压,正负序电流之间的关系等特征判别故障性质(跨线或者单线故障),单回线故障和跨线故障采用不同的选相方案。可以有效地解决发生跨线故障时突变量选相元件和稳态选相元件存在的误动或者拒动的问题。     

10 kV同杆并架线路小电流接地故障仿真分析

线路走廊稀缺,使得同杆并架线路较为普遍,其更加复杂的耦合关系导致系统单相接地故障特征有所不同。利用MATLAB搭建含同杆并架双回线的10 kV中性点不接地和谐振接地系统,仿真不同故障条件下的小电流接地故障电气量暂态与稳态特征,并与不含同杆并架线路的情况进行比较。得出同杆并架线路接地时,零序电压近似不变,故障点电流的稳态分量与暂态分量均减小,2条并架线路的稳态与暂态电流幅值也减小但方向(极性)不变,仍保持故障线路与健全线路特征;其他线路接地时,同杆并架线路暂态与稳态零序电流均同步减小。     

一种基于六序网图的同杆双回线故障测距算法

采用六序分量法分析同杆双回线故障中的非跨线故障,并依照故障时故障点的电气量特征列出方程,进行非跨线故障测距.将同杆双回线故障后的电气量转化为同序正序和反序正序分量,根据单回线各种故障类型的边界条件得到各六序网图的连接关系,利用同序正序和反序正序电流在故障点的特殊关系构成测距方程,从而进行精确故障测距.该测距方法使得同杆双回线的故障测距精度不受故障点过渡电阻、回线故障类型的影响.EMTP仿真显示,该测距方法精度高,计算方便,在过渡电阻较大时仍能满足测距精度要求,且不受系统运行方式变化等因素影响.     

基于站域信息的同杆双回线接地距离保护优化方案

基于单间隔电气量的接地距离保护由于受到同杆双回线线间互感的影响,存在故障线路距离测量不准确、非故障线路易发生反方向误动和末端故障超越等问题.利用智能变电站中跨间隔站域信息高度共享的特点,构建了同杆双回线单元式保护配置方案,设计了过程层信息获取及交互的实现方案.利用双回线的断路器位置和接地刀闸位置信息自适应地选择零序补偿系数;利用双回线六相电流信息和六序分量法实现故障选线和选相,根据选线结果实现对故障线路的接地距离保护的邻线零序电流自适应补偿,而对非故障线路不再使用邻线零序电流补偿.理论分析和数字仿真验证表明,所提单元式配置和接地距离保护优化方案可以实现双回线中故障线路接地距离保护的自适应邻线零序电流补偿,并解决了盲目进行邻线零序电流补偿造成的非故障线路反方向误动的问题.     

基于母线关联出线暂态频谱信息的UPFC线路纵联保护

统一潮流控制器(UPFC)作为新一代柔性交流输电系统元件在输电线路中逐渐应用,需要对含UPFC线路的保护原理进行深入研究。通过分析UPFC对线路故障暂态影响,得出高频分量经其串联侧时发生严重衰减,使仅利用单端暂态量的保护可靠性下降。分析母线关联出线的故障暂态特征可知,同一母线的故障侧线路与非故障侧线路的电流频谱分布存在明显差异。通过采用小波能量熵提取母线各出线暂态信息,提出一种适用于含UPFC线路的方向纵联保护方案。仿真结果表明,该方案可准确识别区内、外故障及母线故障,在不同过渡电阻、故障初始角等故障情况下,均具有较好的灵敏性和可靠性。     

基于阻抗比较的同杆并架选相新方法

首先对综合比相阻抗继电器在同杆并架双回线故障下的动作行为进行了研究,在此基础上提出一种结合综合比相继电器的选相新方法。这种选相元件根据改进后的综合比相继电器的选相结果,参考测量阻抗值对已选出的动作相再次进行筛选。同杆并架的后备距离保护应用此选相元件,通过适当的整定配合,能可靠地区分靠近线路末端跨线故障和区内相间故障,提高距离保护I段的正确动作率。数字仿真结果表明,基于阻抗比较的同杆并架选相新方法受同杆并架线路拓扑结构和对称性等因素影响小,能保证后备距离保护I段在各种线路运行方式下正确选相跳闸。     

稳态量分相电流差动保护判据制动特性的改进

定义了区内故障穿越电流。对穿越电流的研究显示,传统稳态量差动保护区内故障时的保护灵敏度受负荷电流影响大,带过渡电阻能力与故障点位置相关。通过在制动特性中引入穿越电流,提出了一种改进的稳态量电流差动判据。理论分析表明:改进判据与传统稳态量差动保护判据区外故障的安全性完全相同,但改进判据在区内故障的灵敏度以及带过渡电阻能力大大提高了。对一条750kV线路故障和保护的仿真试验,证明了改进判据的上述优越性,是一种比较理想的超特高压输电线路电流差动保护判据。     

基于时域电压比的高压直流输电线路暂态保护方案

针对传统行波保护在高压直流输电线路中耐受过渡电阻能力不足、T区两侧故障线路定位依赖边界元件等问题,以最具代表性的多端混合高压直流系统为例,从数学层面上分别明晰了高压直流输电线路区内外故障和T区故障下的行波特征,进而构造了不同采样周期下的时域暂态电压比判据,以削弱T区和过渡电阻的影响,实现区内外故障识别;利用时域电压比判据,提出了基于单端量保护配合的高压直流输电线路暂态保护方案,实现了高压直流输电线路故障的快速判别以及T区两侧故障线路的准确定位;最后,利用实际工程的电磁暂态仿真模型对所提方法进行详细验证,结果表明,所提保护方案可行且具有较高的灵敏性和可靠性。     

同杆并架双回线基于电流突变量的综合选相

相电流差突变量选相元件在单回线故障中具有良好的选相性能,但在同杆双回线跨线故障中可能误选相.利用六序故障分量的分析方法,分析了相电流突变量在同杆双回线跨线故障中的幅值和相位特征,给出了其相位比相方程.在此基础上,提出了一种运用测量阻抗和方向元件相结合的综合选相方法,并给出了选相流程图.仿真结果表明,在双回线简单故障和跨线故障时,基于单回线单端电气量的同杆并架双回线综合选相方法具有较理想的选相性能.     

Transmission lines differential protection based on the energy conservation law

This paper proposes a differential protection scheme for transmission lines using the energy conservation law. The real power signals at both ends (sending and receiving) of the line are compared with a pre-specified value, if the resultant is more than this value, an internal fault is indicated in the transmission line zone.The proposed technique is evaluated using PSCAD/EMTDC program configurated to model the effect of faults on typical 500 kV transmission line. Extensive simulation studies show that this protection scheme has the ability to discriminate internal faults fast and accurately, and is more reliable than conventional biased differential protection scheme, and suitable for all types of lines. Details of the proposed relay design are given in the paper; also results of some performance studies are given.     

基于初始行波相位差的同杆双回输电线路故障识别

为提高行波保护的灵敏性和可靠性,提出一种基于初始电流行波相位比较的同杆双回线路快速保护新算法。基于S变换计算初始行波相位,通过分析同杆双回线路同端和对端上的初始电流行波相位关系构建保护判据。当内部单回线故障时,双回线路同一侧上电流行波相位近乎相反;内部同名相跨线接地故障时,线路同一侧上的电流行波相位近乎相同,同一条线路两端的电流行波相位近乎相同;区外故障时,两条线路同一侧的电流行波相位近乎相同,同一条线路两端的电流行波相位近乎相反。引入行波相位差的概念,通过分析电流行波相位差的变化特征识别同杆双回线路区内外故障。大量的仿真结果表明,该保护性能灵敏、可靠,动作速度快,判据简单,基本不受故障初始角、故障类型和过渡电阻等因素影响。     

基于电流特征量相关系数的UHVDC线路高阻接地故障保护

特高压直流输电线路距离长、跨越区域复杂,故障发生率较高,常规电流差动保护的快速性较差且耐过渡电阻能力有限,为此提出一种基于电流特征量相关系数的线路高阻接地故障保护新原理。首先利用状态空间分析得到直流线路两端稳态电流时域表达式;随后,分析电流成分,发现其衰减振荡项中的角频率可反映线路对地故障,且可用相关系数衡量。接着利用两端电流和、电流差进一步突出角频率特征,并计算两者的相关系数构造判据特征量。在此基础上,根据判据特征量在区内外故障的不同特征,计及直流输电系统控制特性,提出了纵联保护新原理。该原理无需电容电流补偿,且对信道要求低,利于工程应用。仿真结果表明,该方案耐受过渡电阻能力和快速性优于常规电流差动保护。     

基于触发角变化特性的高压直流线路纵联保护

现有的行波保护和电流差动保护间的配合存在延时,使得故障过程中的直流控制暂态阶段缺乏相应的保护。基于控制保护融合的思路,利用故障后直流控制暂态阶段两换流站侧的触发角变化特征,提出一种基于触发角变化特性的高压直流线路纵联保护新原理。通过构造整流侧和逆变侧的触发角变化率均值间的余弦相似度判据和固定时间间隔的触发角变化量判据,实现区内外故障的准确识别。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,所提方案可在直流控制暂态阶段识别故障,耐受过渡电阻能力强,动作速度较快,且数据采集不需要严格同步,可作为高压直流线路的快速后备保护。