一种新型高压输电线路故障选相元件

为提高故障选相的正确性,用相电压差突变量和相电流差突变量构造一个标量△Tφφ,分析不同故障情况下△TAB、△TBC、△TCA之间的相互关系实现选相且在保护位于弱电源侧(负荷侧)或发生正反相两点转换性故障时故障选相准确,在线路末端故障时选相灵敏度较高。理论分析ATP仿真证明此法可行。     

微机保护选相功能的改进

介绍了在终端线路带有弱电源条件下,线路发生单相接地故障时,受到负序电流影响,采用电流相差突变量选相元件选相,会出现选相错误的情况——将单相接地故障选为相间接地故障。对该问题进行分析,提出了电流相差突变量选相元件选相和电压选相元件选相二者相结合的解决办法。     

适用于双馈风电场联络线故障选相方法

双馈风电机组复杂的故障电流特性使得应用于双馈风电场联络线上的传统选相元件性能严重劣化,难以满足双馈风电场联络线保护与重合闸的选相需求。根据双馈风电机组的低电压穿越控制策略,分析了传统选相元件应用于双馈风电场联络线面临的缺陷。提出了基于相间电压突变量和相电压突变量幅值比较的故障选相新方法。根据双馈风电场侧保护安装处相电压突变量与相间电压突变量之间的比例关系,构建了故障相别选择系数,并利用故障相别选择系数在不同电网故障类型下的特征,以实现故障选相。仿真结果表明,所提选相元件可以可靠地选出故障相。     

对模故障分量选相元件的一些探讨

根据故障时系统参数的可能变化详细分析了模故障分量选相元件在各种类型故障情况下的性能 ,通过与相电流差突变量选相元件的比较 ,指出 ,对于实际故障 ,该选相元件并不能达到理论上的选择性 ,而且其在弱电源侧依然存在灵敏度不足的问题 ,但整体性能比前者稍优。在全面分析的基础上 ,提出了一种新型的选相方案。最后 ,利用EMTP仿真验证了新方案的有效性。     

基于故障支路电流序分量相位关系的选相元件

故障支路电流序分量之间的相位关系包含了明确的故障相别信息,但易受电流分布系数的影响。差电流中的负序分量的相位与故障支路中负序电流的相位相同;在差电流中的正序分量中减去系统电源产生的正序电容电流,修正后的正序差电流的相位与故障支路中的正序电流相同;通过负序差电流和修正后的正序差电流之间的相位关系可以明确判断故障类型。该选相元件不受线路分布电容、线路补偿电抗器、电流分布系数的影响,可在故障后长期使用,灵敏度高。仿真实验数据验证了该选相元件可以正确地选出故障相别。     

弱电源系统的输电线路保护方案的探讨

输电线路存在弱电源系统，线路发生区内故障，由于弱电源侧系统不能提供足够的短路电流而不能启动保护，导致两侧保护不能快速跳闸甚至拒动。本分析了弱电源系统输电线路故障特征，提出弱馈输电线路保护配置宜采用纵联方向(距离)、光纤电流差动保护，尤其光纤电流差动保护利用两侧电压信息能彻底解决弱馈线路存在的问题。弱电源侧选相问题，光纤电流差动保护能很好解决，纵联方向(距离)保护需采用弱馈识别的逻辑，在弱电源侧选用突变量电压及稳态量序分量电压选相，是保证重合闸合闸成功的关键。     

一种电流故障分量高压线路保护选相元件

准确有效的选相元件是高压输电线路采用自动重合闸的前提，分析了线路发生不同故障情况下电流序分量之间的关系，提出了基于电流序分量间相位关系和幅值关系的选相新原理，对于接地故障，先利用零、负序电流相位关系判断故障发生在A，B还是C区，每个区域对应一种单相接地故障和一种两相短路接地故障；再用正序电流突变量和负序电流之间的相位关系来确定对应区域内的具体故障相别，该选相元件原理简单，相区划分的裕度角大，不受系统正序抗和负序阻抗不相等的影响，并且有很强的耐过渡电阻能力，EMTP仿真结果和动模实验表明，该选相元件能有效可靠地选出故障相，完全能满足现场要求。     

弱电侧选相元件的探讨

相电流差突变量选相元件和电流序分量选相元件在数字式高压线路保护中得到了广泛的应用,但在弱电源系统中存在电流量自身无法克服的困难而不能正确工作。该文利用某电网一端为弱电源的220kV线路发生单相故障的录波数据,通过仿真计算,分析比较了3种电流突变量选相元件的性能,同时分析了目前弱电源识别方法存在的问题。在理论分析和仿真计算的基础上,提出了有效识别弱电系统的方法,并给出了弱电侧选相问题的解决方案。     

弱电侧选相元件的探讨

相电流差突变量选相元件和电流序分量选相元件在数字式高压线路保护中得到了广泛的应用,但在弱电源系统中存在电流量自身无法克服的困难而不能正确工作.该文利用某电网一端为弱电源的220 kV线路发生单相故障的录波数据,通过仿真计算,分析比较了3种电流突变量选相元件的性能,同时分析了目前弱电源识别方法存在的问题.在理论分析和仿真计算的基础上,提出了有效识别弱电系统的方法,并给出了弱电侧选相问题的解决方案.     

基于小波分析的弱电源侧暂态量选相方案

针对输电线路弱馈侧选相问题,在分析各种故障类型模分量特征的基础上,通过对输电线路各种短路故障情况进行分析,提出了弱电源侧故障选相原理和算法,该原理基于模量小波分析能量特征。并经过仿真计算和数据的验证表明该选相原理的正确性,能满足现场弱馈选相的要求,从而有效地解决了弱电源侧的选相问题。     

利用基波相量变化率的快速选相方法

针对目前选相方法不能快速、可靠识别所有故障类型的问题,提出了利用基波相量变化率的故障选相方法。线路发生短路故障后,故障相基波电流相量变化率受衰减直流分量及工频故障分量影响,其值迅速增大,而非故障相基波电流相量变化率变化较小;如果发生接地故障,零序电流基波相量变化率受衰减直流分量及工频故障分量影响,其值也会迅速增大,否则其值在零附近波动。依据不同类型故障中基波电流相量变化率的特征能够快速、可靠识别故障相。利用PSCAD/EMTDC仿真数据对算法进行测试,仿真结果表明:算法能够在故障后四分之一周波内准确判断故障相,具有较高可靠性。     

A Novel Fault Phase Selection Scheme Utilizing Fault Phase Selection Factors

Abstract—A new fault phase selection method for transmission lines is proposed in this article. First, fault phase selection factors are constructed based on the relationship between the fault current of each phase and the fault current difference of the other two phases at a relay point. By analyzing different characteristics of fault phase selection factors in the case of different fault types, fault phase selection criteria are proposed. Simulation results show that fast and accurate selection of the fault phase can be achieved within a period cycle after fault occurs. Also, it is verified that the method bears a high sensitivity to all types of faults and is immune to the impact of fault resistance, fault inception angle, fault location, load current, and high-voltage DC lines, which makes it relatively reliable. Even when a developing fault occurs, good selectivity is secure with this method. Furthermore, the method provides sufficient sensitivity for phase selection on the weak-infeed side and parallel lines.     

输电线路复故障情况下选相元件研究

首先分析了复故障情况下几种典型选相元件动作行为,然后结合分析结果给出了复故障情况下正确选相元件的整体方案:自适应采用电流量、电压量选相元件,在复故障情况下,利用电压选相元件的结果,通过两故障相分别与健全相构成的工频变化量方向元件来进一步区分区内故障相。基于中国电力科学研究院对于高压输电线路保护装置的检测模型,给出了此方案的RTDS试验结果,理论及大量的试验表明了此选相方案的有效性。     

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.     

基于暂态电流Pearson相关性的两电平VSC-HVDC直流线路故障判别

为提高柔性直流(VSC-HVDC)输电系统的直流线路故障处理能力,提出了一种基于暂态电流相关性的直流线路故障判别方法。直流线路发生区内、外故障时,直流线路两端的电容支路暂态电流与直流线路入口处暂态电流特征差异明显;利用Pearson相关系数来描述电容支路与线路入口处暂态电流的差异程度,直流线路故障的判别仅通过线路两端计算的暂态电流Pearson相关系数即可实现。该故障判别方法可克服非故障线路馈入电流的影响,适用于两端以及多端柔性直流输电系统。分析和仿真结果表明,该故障判别方法不受高频分量、数据同步、故障位置与类型、噪声干扰以及控制方式等因素的影响,能准确地识别直流线路区内、外故障,实现故障线路的选择。     

高压线路保护选相元件的改进

相间故障时,弧光电压Ucos(ψ)的值较小;单相故障时,三个相间Ucos(ψ)的计算值都较大,根据这个特点,结合突变量选相元件和序分量选相元件提出了新的选相方法.新方法解决了线路发生单相故障时保护误跳三相的问题,动模数据仿真验证了新方法的准确性和有效性.     

考虑系统不对称的小电流接地故障相识别

针对存在不对称情况的不接地系统与谐振接地系统,分析了接地故障前、后三相电压幅值的变化规律,提出可适应系统不对称的接地相识别方法:故障后若只有一相电压幅值相较于故障前降低,则此相为故障相;若有两相电压幅值降低,则中性点不接地系统中电压幅值升高相的滞后相为故障相,谐振接地系统过补偿状态下电压幅值升高相的超前相为故障相。所提方法简单实用,只需接地故障前、后三相电压幅值信息即可准确识别不对称状态下的接地故障相,且不受电压互感器测量误差的影响,在过渡电阻较大时也可准确识别故障相。数字仿真验证了理论分析和所提方法的正确性。     

平行线路跨线故障选相元件的动作分析

同走廊架设平行线路广泛应用于输电系统中。与单回线故障相比,跨线故障的故障特征发生变化,因而传统选相元件存在错选故障相的风险。考虑平行线路之间的零序互感作用,提出分别利用戴维南等效和构造存在耦合的复合序网络计算跨线非接地故障和接地故障时故障点处的序电流,进而分析选相元件的动作情况。以两端无电气连接的同杆并架双回线为例,通过对不同跨线故障类型情况下序电流关系式的分析,得出了零序负序电流选相元件的选相情况在跨线非接地故障时仅与故障类型有关,在跨线接地故障时不仅与故障类型有关,而且与回线间互感作用的强弱及零序、正序等值阻抗的比值有关;相电流差突变量选相元件通常情况下能够正确选相的结论。PSCAD仿真结果验证了跨线故障分析方法及选相元件分析结果的正确性。     

利用分相开关探测的配电网永久性故障识别方法

针对自动重合闸盲目重合于永久性故障会给配电网带来二次冲击的问题，提出了一种利用分相开关探测式重合的永久性故障识别方法。瞬时性接地故障时，线路等效为电容模型，利用暂态电压电流通过最小二乘法求出计算电容值，计算电容值与实际值近似且基本不随时间变化。永久性接地故障下线路不符合电容模型，计算电容值可能为负且随时间变化剧烈。相间故障时，合闸一故障相，故障点的存在会使未合闸相的暂态响应产生差异，未合闸相之间存在较大的线电压暂态量。对于接地故障，利用模型识别思想构造了识别电容参数的永久性故障识别判据；对于相间故障，构造了利用线电压暂态量的永久性故障识别判据。PSCAD仿真结果表明，所提方法能够在不同故障位置、不同过渡电阻情况下准确识别配电网永久性故障。     

基于两相电流变换的小电流接地系统故障选线新方法

提出了两相电流旋转变换小电流接地系统单相接地故障选线新方法(简称两相法)。两相电流旋转变换,即每条线路a,b和c相电流与滞后其120°的b,c和a相电流经-60°旋转相加。新判据为非故障线路本身的3个两相电流相等;故障线路本身的3个两相电流之间幅值和相角不同。计算机仿真表明该算法不受故障电阻和负荷的影响,当系统发生单相接地故障时,能准确辨别故障线路。