输电线路接地故障选相判据改进

经研究现有电力系统输电线路接地故障选相判据发现,当线路发生接地故障时,由于没有考虑线模、零模在传输过程中的衰减情况,直接利用零模量和线模量之间的幅值关系选相的判据出现误判。提出了新的改进判据,首先用有无零模分量判断是否发生接地故障,当单相接地故障时,进一步用线模间的极性关系进行选相,不考虑零模分量大小;当两相接地故障时,综合运用线模分量判断故障相。通过仿真,验证了改进判据的有效性。     

特高压输电线路自适应三相对称故障选相元件

针对特高压输电线路三相对称故障发展的特点,在详细分析三相对称故障选相要求的基础上,提出了自适应三相对称故障选相元件.该选相元件利用三相电流突变量,根据零序分量的有无自适应选择定值,判断三相突变量是否存在、是否相等.该选相原理考虑了特高压输电线路暂态分量的影响,能实现快速准确选相,且不受过渡电阻影响.所提出的选相元件在三相对称故障的选择上优于传统相电流差突变量选相元件.理论分析和仿真实验验证了该方法的正确性和有效性.     

基于小波变换的行波故障选相研究 第2部分 仿真试验结果

构造了一个新型行波故障选相元件,其基本原理是计算模量初始电流行波在小波变换下的模极大值,根据３个模量的故障特征选择故障相。该选相元件克服了传统选相元件的缺陷,充分利用了电流行波中的模故障分量特征,从而使选相结果准确、可靠。ＥＭＴＰ仿真结果证明了该选相元件的有效性和正确性。     

基于行波固有频率的特高压直流输电线路纵联保护方法

故障后行波在故障点与线路终端间来回反射,形成的固有频率与故障距离有明确的数学关系。特高压直流(Ultra High Voltage Direct Current, UHVDC)输电线路的边界由平波电抗器和直流滤波器构成,与交流线路相比,线路故障后形成的行波固有频率更加清晰。基于此,提出了一种利用线路两端固有频率主成分特征的特高压直流输电线路纵联保护方案。根据电流变化率构造故障启动判据;用MUSIC方法对故障后的暂态电流数据进行频谱分析,利用区内外故障时线路两端固有频率特征差异构造保护判据;利用原始行波信号和解耦后行波信号提取的固有频率主成分构造选极判据,形成完整的基于行波固有频率的特高压直流输电线路纵联保护方案。在PSCAD/EMTDC中建立特高压直流输电系统模型,并在不同故障工况下对该保护方案的适应性进行仿真。大量仿真结果表明,该保护方法在不同故障工况下均能可靠、快速动作,具有较好的适应性和实用价值。     

基于行波固有频率的高压直流输电线路故障定位

提出了一种仅利用单端电压暂态量频谱信息进行直流输电线路精确故障定位的新方法。与传统的基于偏微分方程的行波分析方法不同,文中采用的基于行波固有频率主成分的测距方法不受行波波头识别等的限制,只需要故障后的一段暂态电压信息,通过对暂态电压信息的频谱分析,得到行波固有频率的主成分,然后结合故障线路边界条件计算出故障距离。在PSCAD/EMTDC中建立高压直流输电系统模型,在此基础上针对不同过渡电阻下的单极接地故障对该算法进行了不同运行方式下的仿真验证,结果表明该算法在高压直流输电线路上具有很好的适应性和较高的定位精度。     

输电线路行波故障测距

通过对输电线路上的行波分析 ,本文介绍了行波测距的三种方法 ,并对行波故障测距存在的几个问题进行了讨论。     

基于分形理论的输电线路故障检测和选相

应用分形几何理论分析了电力系统故障发生时相电压和相电流采样信号的波形特性。通过计算故障情况下相电压、相电流和模电流的分形数,提出了一种基于分形理论的故障检测和选相的新方法。经过EMTP仿真证明:这种方法能准确识别各种类型的故障并选出故障相,不受过渡电阻和电源参数的影响,能在弱馈侧正确选相。该方法原理简单、数据窗短,可以在故障发生后半个周期内正确选相,具有很高的灵敏性和可靠性。将选相算法应用于动模实测数据,选相结果正确。     

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。     

基于无损传输线理论的特高压线路稳态过电压装置需求判别

利用无损传输线理论建立了特高压线路空充时沿线电压分布公式,综合考虑了特高压线路参数和甩空侧高抗配置,得到了不同合空侧电压下特高压线路的极限长度。在合空侧电压相同情况下,若特高压线路实际长度超过极限长度,则必须配置稳态过电压装置,避免特高压线路空充时沿线电压超过1 100 kV。该方法克服了现有判断方法完全依赖电力系统模拟软件进行大量繁琐仿真的问题,用PSD-BPA电力系统仿真软件的计算结果表明,该方法计算结果准确可靠,具有较高的应用价值。     

基于暂态行波时频特征的输电线路故障检测与选相方法

基于暂态量的故障时刻检测与故障选相方法速度快、灵敏度高,符合发展超高速保护的要求.输电线路故障产生的暂态行波信号在时域上和频域上都包含了丰富的故障信息,首先利用小波的多分辨率分析对三相暂态电流行波进行分解并将其重构至不同频段;然后在一时频窗内定义信号的时频特征向量以充分反映信号的时频特征,并利用相关系数来刻画信号的时频特征及其变化规律,以此提出基于暂态行波时频特征的输电线路故障检测与故障选相方法.该方法的可靠性及适应性由基于 PSCAD/EMTDC 的仿真试验验证.仿真试验结果表明,基于时频特征的故障检测精度高,故障选相结果准确,且不受故障距离、故障时间、过渡电阻的影响,同时所需故障数据窗短,对实现超高速保护有积极的借鉴意义     

特高压输电线路新型防舞器建模分析

覆冰导线在风力作用下产生的舞动会对输电线路造成很大的破坏,严重威胁着输电线路的安全运行,开展特高压输电线路舞动的防治研究非常必要.通过达朗伯原理,建立安装新型防舞装置后覆冰导线的运动方程,比较全面地考虑了功角的作用,并把间隔棒和防舞装置作为线路的集中载荷,得到比较完全的覆冰导线运动的稳定性条件.结合线路具体情况,依据稳定性条件设计出符合要求的新型防舞器参数.该研究成果为中国特高压输电线路的舞动防治提供了技术支撑和理论指导.     

±800kV直流输电线路雷击点与闪络点不一致时的行波测距

分析了特高压直流输电线路雷击点与闪络点不一致时电压行波的传播特点.在雷击侧,由雷电流注入所引起的电压行波先剑达保护安装处,而由故障引起的电压行波后到达,所检测到的电压行波起始阶段呈现出雷击未故障特征;在闪络侧,由故障引起的电压行波先到达,而由雷电流注入所引起的电压行波后到达,所检测到的电压行波起始阶段呈现故障的特征.因此,利用线路两端检测到的电压行波线模首波头幅值进行比较来识别雷击侧和闪络侧,再应用双端行波测距方法对雷击点进行定位,继而根据雷击侧电压行波首波头和故障点反射波头的时间差进一步确定闪络点的位置.仿真结果表明该方法有效.     

基于三点电流测量的输电线路行波故障定位新方法

鉴于输电线路在线监测取得了长足的进步,针对目前行波定位法中波头检测算法存在缺陷和波速测定精度差的不足,本文提出了基于导线电流三测量点局域均值分解(LMD)的行波故障定位新方法。该方法首先对测量点电流线模分量进行局域均值分解,然后根据分解得到的第一个PF分量瞬时频率曲线的首个频率突变点来确定行波波头第一次到达测量点的时刻。其次,根据相位差动保护原理判断出故障点所在线路段,并利用无故障段线路的长度和故障行波到达其两端测点的时间差之比计算出故障行波波速。最后,通过双端行波法的定位原理计算出故障距离。仿真结果表明,本文定位方法同基于小波变换或希尔伯特-黄变换的定位方法相比具有较高的定位精度。     

特高压串补线路沿线电压分布及串补布置方案研究

提出一种基于传输线理论的特高压串补输电线路电压分布的快速算法。首先,将线路的传输参数矩阵转化为两端口节点导纳矩阵,得到∏型等值模型集总参数。然后将其填入潮流计算软件,对目标电网进行潮流计算。再将计算的结果作为末端边界条件,用传输参数矩阵就可快速得出线路上的电压分布。该算法可精确计算特高压串补线路的沿线电压分布情况,而且还可以计及线路两侧的无功补偿能力,工程适用性很强。最后,还从理论上研究特高压串补的集中／分散布置方案以及串补和高压电抗的相对布置位置,指出高压电抗位于母线侧且串补分散布置的方案比高压电抗位于线路侧且串补集中布置的方案更有利于抑制工频稳态过电压,为特高压输电工程规划给出了指导性建议。     

1000kV特高压输电线路零序保护改进方案(英文)

在中国首个1 000 kV特高压示范工程晋东南—南阳段的实时数字仿真仪(real time digital simulator,RTDS)仿真研究中发现,晋东南侧母线出口附近发生单相接地短路后,对侧保护测量的零序电流会产生严重的畸变,对相关保护元件造成不利影响。针对此问题,利用拉普拉斯变换和节点电压法对等效的零序网络进行了分析,发现晋东南侧的串补电容是造成此畸变的主要原因。因此,提出了利用突变量启动信号强制触发串补电容火花间隙的保护改进方案,消除了零序电流的畸变;同时,对相关元件的动作时序,信号传输延迟和阻尼装置整定的影响进行了分析。PSCAD仿真验证了此改进方案的有效性和准确性。     

特高压交流线路工频过电压研究

特高压线路由于输电距离长、输送容量大、充电功率大,其工频过电压比超高压系统更为严重,但具体计算条件有些仍不够明确。在计算分析单、双回特高压线路工频过电压的基础上,从不同角度对各种工频过电压进行了对比研究,确定了单、双回特高压线路过电压研究中应重点考虑的工频过电压种类,并从原理上给出了解释。研究表明,单回线路应重点考虑单相接地甩负荷过电压,同塔双回线路应重点考虑单回运行方式下单相接地甩负荷过电压和双回无故障甩负荷过电压。     

1000kV特高压同塔双回输电线路相序排列和换位方式研究

计算分析了特高压同塔双回线路不同相序排列的不平衡度和潜供电流,以及特高压同塔双回线路不同换位方式的不平衡度、感应电压和感应电流、潜供电流和恢复电压、工频谐振电压。根据计算结果,提出了福州—温州特高压双回线路相序排列和换位方式建议。     

特高压输电线路对高频信号无源干扰的近似求解

随着特高压(UHV)输电工程的建设,特高压输电线路对邻近无线电台站高频信号的无源干扰是目前迫切需要解决的问题。针对矩量法求解输电线路无源干扰存在的计算量过大,无法求解线路对高频信号无源干扰的缺点,基于输电线路无源干扰面模型,提出了采用一致性几何绕射理论(uniform geometrical theory of diffraction,UTD)求解输电线路对高频信号无源干扰的思想。根据一致性几何绕射理论中的边缘绕射和表面绕射模型,研究了铁塔角钢和导线面模型在高频入射线照射下的绕射场,并介绍了该绕射场的求解方法。结合具体的工程问题,对极高频信号的输电线路无源干扰问题进行了分析研究。经验证,采用UTD方法可以实现对输电线路高频信号无源干扰问题的求解,也可反映各种线路条件下无源干扰的变化趋势。