高压线路保护实用选相方案

对目前实用的突变量及稳态量选相元件进行了比较,指出了其特点和存在的不足.重点分析了目前选相方案的弱馈侧选相、灵敏度配合以及在系统振荡条件下存在的阻抗识别失配等问题,提出了改进的实用选相方案,采用同一区间的2种阻抗元件互补判别来解决失配问题.EMTP数字仿真计算与动模试验结果表明,新方案在性能上较原有方案有明显改善,尤其对于振荡中选相,可以完全克服阻抗法故障识别中的失配问题,选相结果不受系统振荡的影响.     

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。     

基于相间电阻变化特征的故障选相元件

针对现有选相元件在系统振荡期间存在误选相问题,提出了一种基于相间电阻变化特征的高压输电线路故障选相新原理。发生不对称接地故障时,首先利用零序和负序电流之间的相位关系分成3个区域,每个区域存在单相接地和两相短路接地2种故障类型,在判断出某个分区后根据相间测量电阻的变化特征得到选相结果。在系统振荡期间,健全相相间测量电阻是连续缓慢变化的;短路相之间的相间测量电阻,在发生故障瞬间是突变的,而故障后则基本没有变化。仿真结果表明,发生相间故障时,相间测量电阻不受负荷电流、过渡电阻、分支系数和系统振荡等的影响,该选相元件有很高的动作可靠性和准确性,适用于系统振荡期间的选相元件。     

选相及方向元件在风电接入系统中的适应性分析

对传统选相及方向元件在风电接入系统中的适应性进行了研究分析。传统选相和方向元件均基于故障序分量网络分析,故障期间风电系统正负序阻抗相差较大且幅值远大于常规电网的特点使得风电侧正负序电流分支系数具有较大偏差,从而造成了基于正负序电流分支系数近似相等的传统选相和方向元件并不适用于风电接入系统。PSCAD建模仿真和现场故障录波数据验证了适应性分析结论。最后基于适应性分析结论给出了风电接入系统的选相和方向元件建议。     

一种新型振荡中故障选相元件

振荡中故障准确选相是有选择切除故障和确保距离保护正确动作的前提。在分析现有振荡中选相元件需开放条件配合,导致出口延迟,且易出现误选,进而导致距离保护误动的基础上,提出了一种新型选相元件,此元件首先利用零、负序故障分量进行故障分区,在分区的基础上改变目前采用阻抗确定故障相的做法,而采用Clark变换,分别通过α,β模量信息进行故障选相。此选相方法充分发挥了零、负序故障分量以及模量变化在振荡期间不涉及相量偏移带来计算误差等优势,有效避免了阻抗选相在振荡中的弊端。文中给出了基于RTDS动模仿真数据的测试结果,理论和测试表明:此方法在振荡期间能够可靠、快速、准确地区分故障类型。     

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。     

新型阻抗选相方法

针对现有阻抗选相方法存在的误选相问题,提出了一种适用于微机保护的新型阻抗选相方法。该方法利用了单相测量阻抗、相间测量阻抗以及故障前负荷阻抗负荷状态下阻抗继电器的测量阻抗的幅值大小关系以及3个单相测量阻抗的相位关系进行比较。仿真计算表明,新的阻抗选相方法在高阻接地、弱馈等故障情况都有很好的选相能力,适于作为线路保护稳态故障选相元件。     

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。     

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。     

基于同杆双回线跨线故障识别的选相方案

从同杆并架双回线跨线故障的特征出发,分析了现有主要选相元件在同杆并架线路发生跨线故障时存在的问题,提出了基于跨线故障识别的同杆双回线故障选相的新方案。系统发生故障后,选相元件首先根据故障后的零序电流、零序电压、正负序电流之间的关系等特征识别故障性质,针对双回线的跨线故障采用特殊的选相方案。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,提高了电力系统安全稳定运行和输电可靠性。     

Improved phase selector for unbalanced faults during power swings using morphological technique

In order to prevent distance protection from tripping during power swing conditions, a power swing blocking device is often utilized. On the other hand, it has been an increasing requirement to achieve rapid clearance of internal faults during power swings. Accurate phase selection is a prerequisite to selective clearance of faults. An improved unbalanced fault phase selector during a power swing based on series multiresolution morphological gradient (SMMG) transform is proposed in this paper. As a feature extractor from raw signals, SMMG is employed to extract superimposed (fault component) current under the power swing condition in this paper. First, the operating characteristic of the sequence component fault phase selector during power swings is discussed. In order to overcome the disadvantage of the above selector, an improved fault phase selector for unbalanced faults during power swings is then proposed by using SMMG to extract superimposed components of modular current. The efficiency and feasibility of the proposed schemes are proven using a Power Systems Computer-Aided Engineering/Electromagnetic Transients including DC-based simulation on a sample power system.     

基于相关分析和模糊推理的故障选相元件

提出了一种基于相关分析和模糊推理的故障选相元件。利用电流的故障分量提取出正、负、零序电流,然后对正、负序电流进行相关分析,利用模糊集合对相关系数建立多特征判据进行选相。该方案选相快速,不受过渡电阻、故障初始角的影响,与电流突变量差选相元件相比提高了在高阻接地时选相的灵敏度和两相接地短路时选相的可靠性。仿真结果验证了该选相方案的有效性。     

基于相间故障弧光电压特征的高压线路选相元件

提出了一种基于相间故障弧光电压特征的高压线路选相新原理,应用于振荡闭锁期间的选相元件.对接地故障,利用零、负序电流相位差进行分区,每个分区包括某相单相接地和另外两相短路接地两种故障.然后根据相间故障弧光电压Ucosψ小于某一定值,而健全相相间电压的余弦值Ucosψ一般比较大的特征,来得到选相结果,解决了目前选相元件在电力系统振荡时可能发生的误选相问题.通过对不对称故障开放条件的改进,大大提高了单相接地故障的选相速度.该选相元件具有很强的耐过渡电阻能力,并且完全不受分支系数和系统运行方式的影响.RTDS试验验证了新选相元件的准确性和有效性.     

电力系统振荡过程中序分量选相元件动作行为分析

对超高压输电线路微机保护所用序分量选相原理和防止振荡时误选相所用的不对称故障开放判据进行了较详细的介绍，对于振荡中心和单相接地故障在同一条长输电线路且两者之间有较远距离的情况，从不对称故障开放判据和阻抗排作法两个方面分析了造成误选相的原因，理论分析和动模试验都证实了这种误选相现象的存在，为以后序分量选相原理的改进提供参考。     

一种自动适应系统运行方式变化的新型突变量选相元件

针对传统电流突变量和电压突变量选相元件不能同时满足强弱电源系统侧保护要求的缺点，提出一种新的突变量选相原理。该选相元件在电压突变量基础上引入单相电流突变量进行极化，不但能自动适应系统运行方式的变化，尤其在系统正负序阻抗不等导致传统突变量选相元件失效的场合，更能体现出其优越性。值得指出的是，该选相元件对单相短路故障和相间短路(接地)判断均有很高的灵敏度。直流系统电磁暂态仿真结果表明，即使在正负序严重不对称的场合，该元件也具有很好的选择性。当系统参数大范围变化时，该选相判据也能实现正确选相，比传统突变量选相方案具有更高的可靠性。     

新型线路保护选相方案

通过对故障前数据的有效处理和选相过程的优化,延长了补偿电压突变量选相元件的工作时间,使之可在整个故障过程中发挥作用,并可在系统无振荡时的各种工况下正确指示故障相;通过所设计的保持元件和方向元件,克服了电流突变量选相结果无法有效保持且无方向性的缺点,提高了选相正确率;提出了综合电流选相原理,解决了一些稳态量选相元件在特殊工况下无法正常工作的难题;在对各种选相原理进行优化配置的基础上,设计并实现了一种性能突出的新型选相方案。