一种雷电波侵入变电站的扰动识别方法

雷击输电线路既可能导致保护误动作,又可能侵入变电站,引起系统过电压,为此提出了一种基于信号S变换的雷电侵入波对电网的扰动监测及其识别方法。基于变电站母线电压实时监测信号,利用S变换技术提取电压暂态信号在时域和频域内的波形特征,根据信号的主要谐波次数及其幅值大小和基波电压跌落差异,构建了普通短路故障、故障性雷击与非故障性雷击和其他扰动信号的识别判据。PSCAD仿真结果表明,该方法不受故障类型、故障接地电阻、故障初始时刻、雷击相别及雷电流大小的影响,识别灵敏度较高。     

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。     

输电线路的雷电识别研究

针对雷电干扰问题,提出了一种输电线路的雷电识别新算法。该方法依据轻型雷击、重型雷击及短路故障的不同暂态波形特征,构造复合识别判据。其一,利用电流行波首波面积比值特征量构成识别短路故障与雷击的判据;其二,运用电流行波在较短时间内的积分值特征量识别故障与轻型雷击。MATLAB仿真结果表明,所提算法能可靠区分轻型雷击、重型雷击和短路故障,是正确且有效的。     

线路雷击事故与短路故障的识别方法

准确识别雷电冲击发生在输电线路上的位置和频次,对线路防雷保护具有重要的意义 .在现有行波测距装置的基础上,提出线路受雷击和出现短路故障的识别新方法.对非故障性雷击、故障性雷击以及短路故障进行了仿真,发现了不同故障类型下暂态电流在各频段能量分布存的差异和行波的折反射规律,在此基础上提出了线路雷击与短路故障识别算法.用通用的电磁暂态仿真程序EMTDC进行的仿真证明了该放法的正确性.     

超高速保护中雷电干扰识别的暂态法研究

雷电干扰可能会造成基于行波或暂态量的超高速输电线路保护误动作。经对雷击和短路故障时的电流故障分量进行信号能量分布和波形的分析发现：普通短路故障与雷击引起强故障时的暂态能量主要集中在低频带；雷电干扰与雷击引起弱故障时的暂态能量主要以高频为主；相对于雷电干扰和普通短路故障,雷击引起弱故障时的行波截波特征非常明显。据此,提出了基于小波变换的雷电干扰识别的暂态方法。EMTP仿真显示该识别方法是可行的。     

基于S变换的超高压输电线路暂态信号识别方法

提出利用S变换暂态能量和对单相短路、故障性雷击、非故障性雷击与电容投切等4种常见暂态信号进行分类识别的方法.基于PSCAD/EMTDC的500 kV输电线路仿真模型,产生4种暂态信号,然后利用S变换暂态能量和对各个暂态信号不同频带的暂态能量和进行提取,通过分析比较,得出分类识别的判据.算例验证,该方法具有准确率高、结果...     

基于S变换与相关算法的配电网雷击故障识别与定位

针对容易受雷电影响的配电网,提出了基于S变换的雷击故障识别方法,有效地识别轻型雷击、重型故障性雷击以及单相接地故障,减少雷击误判跳闸,提高配电网运行可靠性。提出一种基于互相关算法的雷击定位方法,对比两个信号波形的相似度,适用于雷电直击配电网的定位研究。软件仿真结果表明,以上两种方法可准确、有效地识别与定位雷击故障。     

采用小波能量谱的输电线路暂态扰动的模糊识别法

随着电网的发展和电压等级的提高,高压输电系统的线路保护装置抗雷电干扰能力,直接影响系统的安全稳定运行。为保证保护动作的选择性和及时性,准确及时地识别故障原因,避免误动,针对线路故障跳闸与雷击的相关性,采用扰动信号的小波能量谱特征,提出一种线路雷击与普通短路的模糊识别方法。各类暂态扰动的电流行波信号进行小波变换后,分解为不同频带上的重构信号,通过构造高频、中频、低频段三维特征向量,提取暂态扰动信号的特征。根据不同扰动特征向量变化规律及扰动的不确定性,利用模糊推理机,建立IF-THEN规则,对非故障性雷击、故障性雷击和普通短路进行快速识别。该方法符合人的直观判断经验,对故障相角、故障电阻、故障位置以及雷电流波形等影响因素具有良好的适应性,对某实际500kV线路的仿真证明,该方法具有识别快速、准确的特点,能在保证保护装置的速动性的同时提高选择性。     

基于改进递归小波变换识别故障与雷击

提出了一种利用改进递归小波变换识别输电线路故障和雷电干扰的新方法.该方法首先通过改进递归小波变换提取本线路以及相邻线路直击雷、短路故障等暂态分量,在比较他们不同特征的基础上,提出了一种利用透射和反射系数衰减规律,以及模极大值的不同构成的雷击判据.利用此判据可以区分出本线路重型雷击和轻型雷击.ATP仿真结果表明,雷击判据不仅可以对本线路雷击是否造成线路故障做出正确判断,同时,还可以解决雷击相邻线路时本线路保护误动的问题.     

基于时频域的雷电扰动识别方法

正确识别输电线路雷击和短路故障不仅对暂态保护具有重要意义,且对雷电流参数收集具有显著的工程意义。笔者就输电线路雷击和短路故障识别问题,采用小波包变换的多分辨率方法对其进行分析研究,在移动数据窗时,其暂态电流附加分量的能量分布有较大差别,定义主分量所占比重K值,并根据各暂态信号K值的差异,利用变异系数来识别雷击和短路故障。该方法的理论比较直观、简单,通过大量的EMTP仿真验证了该判据的正确性。     

雷击与普通短路故障引起的电压凹陷特征

为了提取雷击引起的电压凹陷特征,分析与普通短路故障引起电压凹陷的区别,使用基于电磁暂态仿真系统PSCAD/EMTDC仿真了雷击引起的电压凹陷与普通短路故障引起的电压凹陷。以IEEE RBTS-6标准测试系统作为仿真对象,考虑了母线是否加装避雷器两种情况。研究表明,无论在哪种短路故障情况下,雷击引起的电压凹陷与普通短路故障电压凹陷相比,凹陷深度一致,持续时间略短,且两者的凹陷波形特征不同。母线设置避雷器后,雷击引起的电压凹陷持续时间增加,但短于普通故障引起的电压凹陷持续时间,说明系统的保护装置会影响电压凹陷的特征。现有电能质量监测仪器可监测母线电压波形,为通过电压波形分析辨识引起凹陷的原因提供了理论基础。     

电源类电涌保护器的安全性

针对低压电源感应雷电,采用电涌保护器进行防护已是目前普遍采用的方法。从低压电源系统故障、防雷器件特性、防雷标准、防雷产品、试验检测等方面,对电源类电涌保护器进行了相关论述。指出电涌保护器工作在低压电源系统中,在考虑雷电防护能力的同时,也必须关注产品的安全性。     

计及雷击情况的基于PDT-SVM暂降源辨识方法研究

目前,电压暂降已成为影响最突出的电能质量问题之一,为有效分析雷击对电网暂降的影响程度,对雷击导致电压暂降的情况进行了详细分析,准确辨识了包括雷击导致暂降情况在内的4种暂降类型,为合理划分暂降责任提供重要依据。文中首先分析了雷击故障导致暂降的有效值波形与普通短路故障之间的区别,归纳了短路故障、雷击、变压器投切及感应电机启动4种暂降类型电压有效值波形的特点,引入5个暂降电压特征指标,并建立了暂降类型辨识特征矩阵。然后采用基于粒子群聚类优化的决策树支持向量机(PDT-SVM)分类器对4种暂降类型进行辨识。分类器的训练与测试数据均来自电网实测暂降电压数据,与工程实际密切贴合。最后,算例分析结果验证了算法的有效性和准确性。     

10 kV配电变压器雷电过电压及其防治方法研究

10 kV台区配电变压器是配电网最重要的设备之一,但在多雷区时常发生雷击损坏故障。根据台区典型设计和现场勘查结果,建立了雷电直击导线和雷电感应下的电磁暂态仿真模型,分析了配电变压器高压侧绝缘的雷电过电压,结果如下:雷电直击导线后,变压器绝缘承受的电压为避雷器残压和接地引下线电压之和,过电压幅值极易超过标准雷电耐受电压75 kV;雷电感应的能量较小,过电压幅值超过标准雷电耐受电压的概率非常小。同时,研究了加装避雷线对雷电直击过电压的防治效果,发现避雷线可大幅降低过电压幅值,若在此基础上缩短避雷器横担至变压器支架的电气距离,可大大降低变压器损坏概率。     

减少避雷线中电能损耗方法的研究

避雷线对于高压和超高压电网的安全运行具有重要的意义。但是即使在正常运行情况下，避雷线也会感应出电压，从而形成电流，造成电能损耗。文章通过对这一现象的原理进行简单的分析，提出了利用复合阻抗把避雷线和杆塔(地)绝缘起来的方法，来减小电能损耗，从而达到经济运行的目的。此研究利用EMTP程序对这一方法的可行性进行了验证。     

基于电压行波波形特征的柔性直流输电线路雷击识别方法

柔性直流输电系统的线路主保护速动性要求极高,线路受雷击干扰后引入大量高频暂态信号易引发线路保护误动作。针对此问题,首先根据行波的传播规律分析雷击后线路电压行波特征,得出雷击干扰与故障的特征差异。雷击干扰时,暂态过程中电压行波经线路边界反射后波头极性不发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔大。雷击故障时,电压行波经故障点反射后波头极性发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔小。然后,根据电压行波波形特征差异提出长短窗结合的雷击干扰识别方法。最后,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对所提方法进行验证。结果表明,所提出的雷击干扰识别方案能够快速、可靠、准确地识别雷击干扰与故障情况,不受雷击位置、线路参数、雷电流参数和噪声的影响。     

避雷器残压衰减技术在变电站二次设备防雷中的应用

为避免避雷器动作后产生的高残压造成二次设备的损坏,针对避雷器残压远远大于二次设备芯片耐雷水平的情况,研制开发了对避雷器残压有大幅衰减作用的中和变压器。试验表明,中和变压器对避雷器的残压衰减率可达90%以上,使二次设备的耐雷水平与残压衰减后的避雷器形成合理的绝缘配合。运行经验表明,中和变压器的使用极大地降低了二次系统雷击故障率。目前该技术已实际应用在多个综合自动化变电站中,并取得了良好的效果。     

风电场场内输电线路直击雷防护研究

风力发电场的场内输电线路是防雷保护的薄弱环节.当雷电击中输电线路时,会造成线路过电压,损坏电力变压器设备.对此,笔者以某风力发电场雷击事故为例,利用电磁暂态程序ATP/EMTP建立雷电直击于输电线路的模型,定量计算出升压变压器上的暂态过电压和流过电缆的最大雷电流,综合考虑安装线路避雷器和降低接地电阻对计算结果的影响,然后确定风电场场内输电线路有效的防雷保护方案,确保变压器安全可靠运行.仿真分析验证,采用该方案能提高场内输电线路的耐雷水平,能起到保护变压器安全运行的作用.     

关于输电线路耐雷水平的综合研究分析

雷击是危及输电线路安全可靠运行的主要因素,深入研究输电线路的耐雷水平对保证电力系统的安全可靠运行具有重要的工程意义。介绍了输电线路的雷击类型,分别分析了杆塔接地电阻、线路档距、杆塔高度、导线电压、杆塔波阻抗对输电线路耐雷水平的影响,阐述了输电线路常用的防雷措施：架设避雷线、降低杆塔接地电阻、增设耦合地线、提高绝缘等级,为输电线路耐雷水平的深入研究打下基础。     

基于ATP-EMTP的变电站二次系统雷电过电压仿真

笔者采用ATP暂态仿真软件,对典型变电站各级防雷保护情况建模,计算了传递到变电站二次系统的雷电过电压。提出了在进线段安装保护间隙、变压器高低压侧同时安装避雷器、低压电源系统完善三级防雷的配电系统的各级防雷措施,并对其配合情况进行了仿真。该模型对防雷保护元器件的选取、各级防雷配合提供了计算机辅助依据,对变电站各级防雷保护的绝缘配合具有一定的指导意义。