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。     

一种基于暂态能量的故障检测和选相方案

提出了一种基于暂态能量的超高压输电线路故障检测和选相方案,该方案利用电流行波和电压行波构成能量判据来检测区内外故障.在分析各种故障类型的电气量特征基础上,利用暂态能量构成了选相判据.理论分析和ATP仿真验证了该判据对故障类型、故障位置、过渡电阻及故障起始角不敏感,不受CT饱和、系统振荡、系统结构和运行方式的影响.     

一种基于暂态能量的故障检测和选相方案

提出了一种基于暂态能量的超高压输电线路故障检测和选相方案,该方案利用电流行波和电压行波构成能量判据来检测区内外故障。在分析各种故障类型的电气量特征基础上,利用暂态能量构成了选相判据。理论分析和ATP仿真验证了该判据对故障类型、故障位置、过渡电阻及故障起始角不敏感,不受CT饱和、系统振荡、系统结构和运行方式的影响。     

基于小波分析理论的特高压输电线路故障选相研究

为了满足特高压输电线路的超高速保护要求,基于小波分析能检测故障信号中奇异信号突变时刻及其大小的特点,提出了一种故障选相方法。首先为了消除各相间的耦合影响,该方法将暂态故障电流经相模变换,然后用离散小波变换(DWT)提取出各模故障电流中的奇异成分并求出其模极大值,模极大值经归一化处理后作为选相方法的判据因子。最后根据模故障电流特征总结出不同故障类型下判据因子之间的关系,构造一种新型的特高压故障选相方法。通过PSCAD建模与Matlab计算,验证了所提选相方法受暂态故障信号幅值的干扰较小,自适应能力好,耐过渡电阻能力强,选相速度快且准确,能简单、有效地实现特高压输电线路的超高速保护。     

基于时频矩阵相似度的输电线路暂态保护方法

为提高传统暂态保护方法的可靠性,综合运用宽频带暂态信号在时域和频域上的故障信息,提出一种输电线路保护新方法。该方法利用S变换提取宽频带暂态信号在不同时段不同频带下的故障信息,通过构造时频矩阵来反映暂态信号的时频变化特性;利用奇异值分解提取时频矩阵的时频特征,并减少矩阵冗余量;将奇异值矩阵与样本库矩阵进行时频特征匹配,计算矩阵相似度;根据矩阵相似度判别区内外故障。仿真结果表明,该暂态保护方法能准确快速识别区内外故障。     

基于小波变换的行波故障选相

输电线路发生短路故障时,产生的故障暂态行波是一种非线性非平稳信号。初始行波信号到达检测点,测量信号将出现突变,小波变换能够检测出该突变并用模极大值进行刻画。MATLAB仿真结果表明,该方法能准确实现故障选相。     

超高速直流输电线路保护方向元件

为提高直流输电线路单端暂态量保护的可靠性与灵敏度,提出了一种基于故障行波能量的超高速直流输电线路故障方向元件,该元件基于不同故障方向时故障前行波与反行波能量之间大小的差异有效判别故障方向。利用由RTDS与现场控制保护装置的闭环测试系统,对该方向元件性能进行了测试。测试结果表明,该方向元件适用于不同电压等级输电工程,在直流输电工程不同运行方式下,均可以超高速正确判别故障方向,且不受故障位置、过渡电阻的影响,可以有效提高单端暂态量保护性能,并可构成纵联方向保护。     

输电线行波测距中雷击与短路故障的识别

掌握超高压、高压输电线路上雷电冲击发生的位置和频次等信息,对输电线路的防雷保护及系统运行水平的提高具有重要的理论和现实意义,故而利用现有可检测与定位线路雷击的行波测距装置,提出了一种基于小波包能量谱和暂态行波特征分析的雷击与短路故障识别方法。通过对500kV输电线路的非故障性雷击、故障性雷击以及普通短路故障的仿真研究,提取出电流行波信号的特征和信号各频段的能量分布规律,结合这些特征和规律提出了对3种暂态过程进行识别和分类的具体算法。EMTDC仿真验证了该算法的正确性。     

基于S变换的输电线路故障快速选相方法

传统选相方法无法满足超高速暂态量保护的要求,基于分析输电线路在不同故障类型下的模量特征以及两相接地故障下的三相电流波形特征,提出了一种新的输电线路故障快速选相方法。利用S变换提取各模分量在特定时间下的单一频率模相量,根据各模相量之间的关系确定故障类型;对于两相接地故障,则利用相电流积分区别故障相与非故障相。PSCAD仿真结果表明该方法能快速准确地选出故障相,不受故障位置、故障初始角和故障电阻等因素的影响。     

基于小波理论的超高压输电线路故障定位与选相方法

基于小波理论对高压输电线路行波保护的故障判据,定位和选相进行了研究,提出了故障诊断的小波检测算法,并进行了计算机仿真。所提出的方法对建立吭压输电线路高速继电保护具有重要意义。     

基于电流行波能量和小波变换的输电线路故障选相研究

根据输电线路的故障行波进行故障相的识别，考虑故障时的电压初始相角对行波特性的影响，提出了针对不同电压相角区间的故障识别原理，即对线路故障进行分区讨论。利用小波变换的时频特性提取故障后各相a模电流的行波能量，根据不同故障类型中各相电流行波能量的相对关系确定相应的选相方法和判据。运用PSCAD/EMTDC得到的仿真结果表明，划分不同相角区间的思想和利用电流行波能量的相对关系进行故障选相的方法具有选相迅速、准确的特点，不受故障类型、故障时刻、接地电阻和故障位置等因素的影响，适应性良好。     

输电线路故障开断暂态行波的传播特性研究

利用断路器开断输电线路故障时所产生的暂态行波来实现故障测距,且不受来自故障线路对端不连续点反射波的影响。分析了输电线路故障开断暂态行波的产生机制和传播特性,为进一步利用暂态行波实现单端故障测距奠定了理论基础。     

基于数学形态学的线路超高速方向保护

提出了一种基于数学形态学的能在噪声背景下有效应用的超高速方向保护算法。基于形态开闭运算的滤波器可有效滤除暂态行波中的噪声干扰,在完成滤波后,通过多分辨形态梯度(Multi-resolution Morphological Gradient,MMG) 表现出电流电压行波信号的突变特征,通过瞬时功率判据可得到故障方向。建立EMTP典型500kV线路模型进行仿真, 结果表明该判据能在强噪声背景下正确判断出故障方向。     

新型输电线路故障测距装置的研制

输电线路发生故障后,故障点将产生向变电站母线运动的行波,采集,记录在母线处测量到的故障电流行波波形,使用匹配滤波器法和小波变换法进行了分析计算,可实现输电线路精确故障测距。     

利用故障线路分闸暂态行波的故障测距研究

分析了断路器分闸于故障线路时所引起的暂态行波的产生机理。在此基础上,提出了一种新的单端行波故障测距原理,即利用故障线路分闸暂态行波的F型现代行波故障测距原理,并将其划分为4种运行模式,即标准模式、扩展模式1、扩展模式2和综合模式。理论分析和实测波形分析均表明该原理是可行的,可以同时适用于永久性故障和瞬时性故障,而且不受电压过零故障的影响,在标准模式下还不受线路对端母线反射波的影响,从而克服了现有单端行波故障测距原理所存在的不足。     

超高压输电线路故障暂态行波的奇异性仿真分析研究

针对暂态保护的关键问题——暂态行波故障特征提取,把小波变换应用于暂态行波故障特征的提取。给出了应用小波变换提取行渡故障特征的方法和步骤,并对电压和电流行波的故障特征进行了初步分析和比较。用小波能够简单明确的反映行波分量的特点,从而可以有效的提取故障信息。为基于暂态行波特征的暂态保护及故障测距奠定了基础。     

输电线路不同期合闸操作的行波特征分析

针对目前合闸到故障的行波识别方法还不够完善的现状，对线路不同期合闸引起的行波特征进行了分析。通过求解故障点的等值波阻抗，得到了故障点各模量行波之间相互透射的透射系数以及各个模量行波反射系数的计算方法。在此基础上，对线路不同位置、不同过渡电阻、不同合闸顺序情况下引起的行波特征进行了分析。结果表明:当线路中部故障时反向初始电流行波的极性与正向电流行波的相同，但当线路末端故障时，反向初始电流行波的极性与正向电流行波的极性关系受故障类型、过渡电阻大小以及故障相是否先合等因素的影响，在某些情况下会出现反向初始电流行波的极性与正向行波的极性相反的情况，这与线路无故障时合闸的极性关系相同，造成现有的识别方法失效。该结果为合闸到故障行波识别方法的研究夯实了行波理论的基础。     

考虑断路器非同期合闸的行波数据采集方案及保护算法研究

现有行波数据采集方案中采集数据的长度为定长,不能很好地适应高压及超高压系统中三相断路器非同期合闸的情况。文章提出了一种数据长度可变的行波数据采集方案,数据长度可根据断路器的闭合自动延长。考虑到大多数行波保护或暂态保护原理在断路器非同期合闸时可能失效,文章提出了一种合闸到故障的检测方法。其原理为:线路无故障时合闸引起的电流波形表现为围绕时间轴卜下交变;而线路存在故障时电流波形总体表现为单调变化的趋势。大量仿真计算证明了该检测方法的可靠性。     

基于小波-形态学的串补线路超高速保护新原理

提出了一种串补输电线路的超高速保护新方法,利用小波作为前置滤波单元,有效检测出高频突变量的同时较好地抑制了信号中的稳态分量,数学形态学中的多分辨形态梯度可用来进行边沿检测,突出波形的暂态特征。作者将二者有机结合提取暂态信号中多个频段的谱能量,实现了区内外故障的识别。ATP仿真结果表明该方法对超高压输电线路中不同位置的各种故障均有较好的适应性,该算法的计算量较多尺度小波变换的计算量小,有利于工程实现。