基于参数估计的同杆双回单线故障测距

线路参数在故障测距算法中有重要的作用。线路参数给定值与实际值不符是造成测距误差的一个重要原因。在实际运行中,输电线路参数受诸多因素的影响,如环境、同杆双回线路间互感等等。为了消除因线路参数变化对故障测距精度的影响,采用最小二乘法对线路参数进行预先估计,并在此基础上提出一种基于参数估计的同杆双回线路故障测距新算法。该算法能有效消除因线路参数不准确而造成的测距误差,实现了在线路参数未知情况下的精确故障测距。     

基于在线参数计算的同杆双回线的自适应故障测距

提出一种新的基于相量测量单元 (PMU)在线计算输电线路参数的同杆双回线故障测距的自适应算法。该算法利用PMU装置获得同杆双回线路两端的电压和电流相量,在线路正常运行时,在线计算同杆双回线的正序参数,并将该参数用于故障测距,解决了线路实际运行参数与电力局提供参数的不同,线路参数在运行过程中由于过负荷,区外故障等原因引起线路参数的变化所导致的测距精度问题。通过故障前后线路两端的采样数据获取突变的同序正序分量,计算线路两端的等效系统阻抗,解决了线路故障前系统运行方式的不确定性所引起的测距误差。大量的EMTP仿真计算结果表明,该测距算法能自适应系统运行方式的变化,不受故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度。     

基于在线参数计算的同杆双回线的自适应故障测距

提出一种新的基于相量测量单元(PMU)在线计算输电线路参数的同杆双回线故障测距的自适应算法.该算法利用PMU装置获得同杆双回线路两端的电压和电流相量,在线路正常运行时,在线计算同杆双回线的正序参数,并将该参数用于故障测距,解决了线路实际运行参数与电力局提供参数的不同,线路参数在运行过程中由于过负荷,区外故障等原因引起线路参数的变化所导致的测距精度问题.通过故障前后线路两端的采样数据获取突变的同序正序分量,计算线路两端的等效系统阻抗,解决了线路故障前系统运行方式的不确定性所引起的测距误差.大量的EMTP仿真计算结果表明,该测距算法能自适应系统运行方式的变化,不受故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度.     

同杆四回线参数自适应双端故障测距频域算法

为了消除同杆四回线相间和线间耦合问题及线路参数不确定性对同杆四回线故障测距的影响,提出了适应于同杆四回线故障测距的模变换分析方法.对同杆四回线的电压和电流信息进行解辐处理,提取不受系统阻抗影响的环流模分量,构建基于环流模分量的同杆四回线频域故障测距观测方程;为解决线路参数多变性影响,利用故障前冗余电压和电流信息,构建线路参数自适应的频域观测方程,以获得准确的线路环流模分量的基频参数,从而提出了一种同杆四回线参数自适应的双端故障刚距频域算法.利用ATP/EMTP电磁暂态仿真软件,构建同杆四回线JMarti仿真模型,通过全面的仿真分析验证,证明所提出的测距方法能消除同杆四回线相间和线间耦合问题以及线路参数的不确定性影响,具有较高的故障测距精度.     

非均匀同杆并架双回线路故障定位

针对非均匀的同杆并架双回线路,提出一种基于均匀传输线路分布参数模型的故障测距方法.该方法利用故障线路两端同步采样的电压和电流量,考虑了输电线路分布电容电流的影响,根据同杆线路发生单线或跨线故障时从故障点两侧各自计算的正序电压和负序电压之和相等的等量关系,然后利用相电压、电流与其零序分量之间的关系给出测距方案,进行精确故障测距.该方法的特点是考虑了非均匀同杆双回线的跨线故障,能够确定非均匀同杆双回线的单线故障以及跨线故障.PSCAD仿真结果表明,该测距方法对于非均匀同杆双回线的故障定位非常准确.并且所给出的故障测距方案不受负荷电流、过渡电阻大小、系统阻抗变化以及双回线拓扑结构等因素的影响,特别是该测距方法与地网无关,去除了双回线之间零序互感的影响.     

带同杆双回线的T型支接线的故障测距的研究

针对T型线路中出现同杆双回线的线路结构,提出了首先做故障分支判定,然后进行精确测距的新方法。当某支路发生故障时,求取各支路保护安装处的突变量,通过正序网络图,计算两个必要参数用于判别故障支路,区分出非同杆双回线故障、同杆双回线的跨线故障,以及同杆双回线的单回线故障。在此基础上,将非故障支路化简合并,并对同杆双回线故障以及非同杆双回线故障进行分别测距。该方法不仅能够对单回线准确测距,而且针对双回线,也保证了故障测距的精确性,一定程度上克服了T型线路中出现双回线给测距带来的困难。大量的ATP仿真结果表明故障测距的精度基本上不受故障支路,故障类型、系统运行方式、故障点过渡电阻等因素的影响。     

特高压输电线路保护故障测距的应用研究

皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程中采用双回线同杆并架工程方案。同杆并架双回线由于存在线间互感,导致线路保护中阶段式距离保护在阻抗测量方面存在问题,实际应用中可采用缩短保护范围的定值整定方法。但基于单回线测量阻抗原理的常规输电线路故障测距同样受互感的影响,特高压输电线路在故障时非常严重的暂态过程会给故障测距带来较大误差。建模仿真分析了线间互感及特高压输电线路的暂态过程对常规故障测距的影响,提出采用基于负序故障分量的分布参数双端测距原理的总体实现方案,从工程应用的角度出发测距方案采用单回线的信息,方案考虑特高压输电线路故障特征及满足故障测距原理的需要,提出基于“海明窗”级联式数字滤波器的故障测距算法,通过RTDS/Matlab建立皖电东送特高压输电线路仿真模型。仿真结果表明,所提出的测距方案不受同杆互感的影响、不受过渡电阻的影响,有效克服了特高压输电线路故障时暂态过程对测距算法的影响。     

不同电压等级同杆并架多回线路的故障定位

基于分布参数模型,提出了一种不同电压等级的同杆并架多回线路故障测距方法：利用两端同步的电压和电流的正序分量,根据均匀传输线方程从线路两端分别推导出故障点处的正序电压,进而得出故障测距公式。所提出的故障测距方法只需用到线路两端的电压电流的正序分量,消除掉耦合线路之间零序互感对测距的影响。该算法原理上不受过渡电阻、系统阻抗、分布电容以及故障种类的影响,解决了在不同电压等级的同杆线路中精确故障测距问题。PSCAD仿真证明该方法定位精度高,不受过渡电阻及故障类型的影响。     

智能变电站同杆双回线保护功能优化的探讨

同杆双回线的线路保护一般按单回线路独立配置,在保证可靠性的同时,往往牺牲了保护灵敏度。文中在同杆双回线保护按单回线路独立配置的原则下,通过站内通信网络共享两回线路的交流量和开关量信息,提出了双回线路保护性能优化的具体方法,为双回线跨线故障选相、零序互感影响、故障测距、距离保护等提供了新的解决思路。     

带同杆双回线的T型支接线的故障测距的研究

针对T型线路中出现同杆双回线的线路结构,提出了首先做故障分支判定,然后进行精确测距的新方法.当某支路发生故障时,求取各支路保护安装处的突变量,通过正序网络图,计算两个必要参数用于判别故障支路,区分出非同杆双回线故障、同杆双回线的跨线故障,以及同杆双回线的单回线故障.在此基础上,将非故障支路化简合并,并对同杆双回线故障以及非同杆双回线故障进行分别测距.该方法不仅能够对单回线准确测距,而且针对双回线,也保证了故障测距的精确性,一定程度上克服了T型线路中出现双回线给测距带来的困难.大量的ATP仿真结果表明故障测距的精度基本上不受故障支路,故障类型、系统运行方式、故障点过渡电阻等因素的影响.     

同杆并架双回线保护中的距离保护

距离保护应用于同杆并架双回线时其动作性能会受线间零序互感的影响.为此,分析了在同杆并架双回线上发生接地故障时距离继电器的性能,以及在跨线不接地故障时距离继电器测量阻抗的规律,提出在距离继电器动作方程中加本线零序电流补偿,可以改善距离继电器的性能,尤其适用于同杆并架双回线的超范围纵联距离保护.     

同杆平行双回线路保护及自动重合闸综述

同杆平行双回线具有出线走廊窄、输送容量大、投资少、见效快等特点,在系统中得到了越来越多的应用。但同杆平行双回线路故障类型多样,且双回线间存在互感耦合,因此同杆平行双回线路保护存在许多特殊问题。该文在分析双回线路故障特点的基础上,对目前系统中应用的主要保护方式的原理和特点作了阐述,包括分相电流差动保护、相继速动保护、距离纵联保护、横联差动保护,对平行双回线路自动重合闸应用现状进行了回顾。结合近年来的研究动态和最新进展,展望了平行双回线路保护及自动重合闸的发展趋势。     

同杆并架双回线跨线不接地故障的距离保护

从理论上分析了同杆并架双回线跨线不接地故障时距离继电器测量阻抗的变化规律。提出只有将高频通道、超范围距离元件配合构成允许式纵联距离保护，才能保护同杆双回线跨线不接地故障。还对超范围阻抗如何整定进行了讨论。EMTDC仿真试验证明了理论分析结果是正确的。     

考虑直流控制系统影响的HVDC输电线路后备保护研究

在考虑直流控制系统影响的情况下,详细分析了HVDC输电线路区内、区外的故障特征以及直流控制系统的动作特性和控制状态。引入并分析了基于开关函数的交直流系统二次谐波计算等值模型。通过分析故障期间换流器触发角和直流侧二次谐波量的变化特征,提出了一种新的以换流器触发角为保护动作量,利用二次谐波分量闭锁的直流线路后备保护方案,给出了保护整定的理论计算方法。与直流线路纵联差动保护相比,该保护不因直流电流波动影响而被闭锁,保护动作时间较快;与微分欠压保护相比,具有更高的抗过渡电阻能力。通过PSCAD/EMTDC大量仿真计算,验证了该保护能可靠区分直流线路区内、区外故障,与直流线路纵联差动保护和微分欠压保护相比具有明显的优越性。     

同杆双回线上零序功率方向继电器的误判问题

零序功率方向继电器是线路保护中的一个重要元件。文中用六序分量法分析了同杆双回线上零序功率方向继电器的性能。结果表明，在同杆双回线上发生三相三导线及三相四导线故障、三相五导线跨线故障时，有一回线的零序功率方向会拒动。动模试验证实了理论分析的结果。     

适用于半桥型MMC附加限流控制的直流线路纵联保护方案

半桥型模块化多电平换流器的附加限流控制能有效降低对线路保护速动性的要求、增强实体限流装置的限流效果,降低了故障暂态电流的上升梯度及其幅值,因此,基于故障暂态电流信息的直流线路保护会受到限流控制器影响。提出了计及附加限流控制器影响的直流线路自适应纵联保护方案：利用极线电压及其零模电压变化率构成或逻辑来启动限流控制器;推导了限流控制器作用下的直流侧故障电流解析关系,并根据限流控制器对故障电流抑制程度和换流阀两侧的故障电流信息,建立了一种基于换流阀两侧差流的纵联保护方案。该方案仅用到各站端的本地量,通过与其对端换流站交换判别结果,其不受线路分布电容影响、无需多端数据同步,具有自适应性。大量仿真实验验证了利用限流控策略的有效性和保护方案的可靠性。     

利用六序分量复合序网法分析同杆双回线故障的新方法

本文结合同杆双回线的特点,引入六序故障分量,推导出同杆双回线120种故障的六序故障分量解析计算式,由此提出了六序复合序网分析同杆双回线故障的新方法,此方法在计算同杆双回线故障时非常简单,并且六序故障分量之间的相位关系和幅值关系可在复合序网中很直观地表现出来.通过EMTP仿真计算证明了本文所提方法的正确性.     

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。     

基于同向量电流选相的电流平衡保护研究

针对传统平行双回线路电流平衡保护不能反应跨线故障的问题,提出了基于同向量电流选相的电流平衡保护方案。首先利用同向量电流突变量实现故障选相,并给出了两相短路与三相短路的判别方法。然后利用反向量与同向量的幅值比判别故障相是否为跨线故障。对于跨线故障相,利用单回线距离保护判别故障区域;对于单回线故障相,利用同名相电流的幅值大小进行选线跳闸。利用六序故障分量法分析了各种故障情况下的选相判据以及保护判据,并给出了保护流程。最后理论分析和ATP-EMTP仿真结果均验证了方案的正确性和有效性。该方案能够反应跨线故障,保护性能得到了改善。     

输电线路自适应电流纵差保护方案设计

采用单一判据的电流纵差保护无法兼顾超高压线路对灵敏性、速动性和可靠性的要求。对现有判据进行综合分析、取长补短,结合自适应原理,设计了一个总体性能最优的保护方案,即用基于故障分量瞬时值的差动判据反映严重故障;用故障分量相量的差动判据反映轻微故障;用全电流差动保护判据反映转移性和发展性故障;用零序电流差动保护判据反映轻微的高阻接地故障。ATP仿真结果表明,该方案具有良好的反时限特性,切除故障的速度加快,且可以反映高阻接地故障,是一种性能较好的超高压线路电流纵差保护方案。