一种序分量高压线路保护选相元件

本文通过对各种不对称故障的序分量相对相位关系的分析，得出了一种新型的序分量电流相对相位与不对称故障类型的对应关系，提出了新型的故障相区划分方法，用于高压线路保护的选相元件，能够准确确认各种故障类型及故障相别。通过大量动模试验表明，是高压线路保护实现单相重合闸较为理想的选相元件     

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。     

相间接地故障时常规选相元件动作行为分析及改进措施

针对高压线路相间接地故障时两故障相对地电阻可能不均衡的现象,通过对典型相间接地故障模型进行分析,总结出故障电流特点,并分析了此类故障情况下两种典型选相元件的动作行为。在此基础上,提出了相电流突变量的附加选相判据结合序分量的选相判据的综合选相方法。PSCAD和RTDS仿真表明两故障相对地电阻不对称的相间接地故障时,可能导致距离保护常规单独基于相间电流突变量原理和序分量原理的选相元件不正确动作,并验证了提出的综合选相方法的有效性。     

基于m-Ucosφ平面识别振荡期间输电线路不对称故障的方法EI北大核心CSCD

距离保护作为输电线路的后备保护在电力系统广泛应用,但是系统振荡期间测量阻抗变化会导致距离保护误动作,在系统振荡期间需要闭锁距离保护,而系统振荡期间线路发生不对称故障时需要快速开放距离保护,现有距离保护利用电流不对称度识别振荡期间不对称故障,识别故障电阻的灵敏度低,无法快速开放距离保护。提出了一种综合利用保护安装处电流、电压特征识别振荡期间线路不对称故障方法,利用保护安装处的电压余弦分量反映故障点处的电压,建立了电流不对称度–电压余弦分量平面,从电流和电压两个维度综合反映系统振荡及线路故障特征,在此基础上,构建了系统振荡期间线路不对称故障的识别判据,提高了保护识别振荡期间线路不对称故障的灵敏性,缩短了距离保护开放时间,实时数字仿真系统(real time digital system,RTDS)仿真结果验证了本方法的有效性。     

一种新型振荡中故障选相元件

振荡中故障准确选相是有选择切除故障和确保距离保护正确动作的前提。在分析现有振荡中选相元件需开放条件配合，导致出口延迟，且易出现误选，进而导致距离保护误动的基础上，提出了一种新型选相元件，此元件首先利用零、负序故障分量进行故障分区，在分区的基础上改变目前采用阻抗确定故障相的做法，而采用Clark变换，分别通过α，β模量信息进行故障选相。此选相方法充分发挥了零、负序故障分量以及模量变化在振荡期间不涉及相量偏移带来计算误差等优势，有效避免了阻抗选相在振荡中的弊端。文中给出了基于RTDS动模仿真数据的测试结果，理论和测试表明:此方法在振荡期间能够可靠、快速、准确地区分故障类型。     

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.     

一起特殊跨线引起故障线路保护动作的分析

针对某220 kV线路发生的一起特殊跨线故障，利用等效电流和序分量法，求解线路故障时的电气量，分析故障时线路保护的动作行为。分析结果与录波数据和动作报告完全吻合，表明在跨线故障时传统的线路保护存在误选相和保护拒动的可能性。根据不同原理保护在跨线故障时的行为，提出同杆并架线路的保护配置方案。     

基于相间电阻变化特征的故障选相元件

针对现有选相元件在系统振荡期间存在误选相问题,提出了一种基于相间电阻变化特征的高压输电线路故障选相新原理。发生不对称接地故障时,首先利用零序和负序电流之间的相位关系分成3个区域,每个区域存在单相接地和两相短路接地2种故障类型,在判断出某个分区后根据相间测量电阻的变化特征得到选相结果。在系统振荡期间,健全相相间测量电阻是连续缓慢变化的;短路相之间的相间测量电阻,在发生故障瞬间是突变的,而故障后则基本没有变化。仿真结果表明,发生相间故障时,相间测量电阻不受负荷电流、过渡电阻、分支系数和系统振荡等的影响,该选相元件有很高的动作可靠性和准确性,适用于系统振荡期间的选相元件。     

基于简化序分量法的分析

分析了对称分量存在不足,结合平衡线路的模变换数学特性,得出简化序分量法在输电线路的故障分析原理。提出了简化序分量法在短路和断线故障分析及选相原理,解决了距离保护作为Yd变压器远后备保护存在的问题。     

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.     

一种适用于高压线路非全相运行时的距离保护振荡闭锁的开放方案

电力系统高压输电线路非全相运行时,由于不对称开放元件退出,若此时再发生故障,如果仅依靠振荡中心电压持续低的长延时判据来开放振荡闭锁,则影响距离保护的动作速度。该方案不适用于单相接地故障。提出了一种采用零负序电流选相分区结果改变开放单相故障和健全相振荡中心电压突变检测开放相间故障相结合的方案,来解决非全相振荡再故障现有开放元件动作速度慢的缺陷。仿真结果证明了该方案的有效性。     

基于数学形态学的电力系统振荡中故障识别和改进的选相方法

为了使振荡闭锁装置能在振荡中再故障时开放保护,就必须能区分振荡与故障,且故障相的单相阻抗继电器在振荡时也应能正确测量阻抗。但如何在振荡中快速正确地选出一个故障相进行阻抗测量是距离保护能否有选择性地切除振荡中故障的关键问题。在动模实验中发现:对于振荡中发生的故障,在一定情况下序分量选相元件会误选相。文中利用级联多分辨形态梯度变换(SMMG)提出了一种电力系统振荡中的故障检测和改进的故障选相方案:先利用一个SMMG滤波器对相电流进行处理,构成一个自适应的振荡中故障起动元件;检测到故障或扰动后,对接地故障,如果由现有的序分量选相方法判断出其为落在包含单相和相间2种故障类型的区域,则可利用故障后3个模电流分量的SMMG系数局部模极大值确定其故障相别。用EMTP在一个系统模型上进行了大量的仿真研究,其结果验证了该方案的有效性和易用性,该方法判别灵敏,结果可靠,所提出的算法易于实现,在现有的微机保护装置中可以直接采用。     

一种用于零、负序电流纵差保护的实用选相元件

提出了一种基于线路两端相电流的选相元件,具有不受系统运行方式、交流电压回路异常、系统振荡影响等特点。此选相元件仅通过比较三相差流幅值的大小关系,即可达到选相的目的。理论分析及大量的仿真实验表明:该选相元件性能良好,具有很高的灵敏性和准确性,完全可以作为纵联零序及负序差动保护的选相元件,以达到零、负序纵联差动保护单相跳闸的目的。     

基于零序分量的距离继电器

提出了一种基于零序分量的距离继电器，具有故障分量继电器所特有的不受负荷、系统运行方式、系统振荡等因素影响的特点。此继电器所需的零序分量现场获取简单，故障后可以长期存在；对于现场较易出现的电压回路异常、零序电压量自动由自产转为开口三角(3U0)电压后，继电器仍能正常工作；该继电器的动作公式为模量比较，现场实现简单可靠。理论及大量的EMTP仿真表明：此距离元件综合性能良好，具有明显的方向性，完全可以作为高频方向元件的辅助元件，以提高方向元件的现场性能，提高可靠性。     

基于故障产生的电压暂态高频分量的模糊选相新原理

提出一种基于故障分量中的高频分量的故障选相新原理。该原理利用电压故障分量中 的高频成分,提取三相电压以不同相为基准的模变换的频域特征,利用模糊集合对该特征进 行处理以实现故障选相。该原理具有类似行波保护的超高速的特点,但选相并不仅限于利用 行波波头的特征,且不受过渡电阻和故障初始角的影响,对于振荡中发生的故障也能可靠地 选出故障相,具有较强的鲁棒性。用EMTP对某典型500 kV线路的各种故障进行了仿真,取得 了理想的效果。     

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。     

适应于逆变型风电接入系统的改进故障序分量选相方法

针对传统故障序分量选相元件在逆变型风电接入系统中可靠性较低的问题,提出了一种改进的故障序分量选相方法。首先,分析在最新风电场低电压穿越策略下,风电侧的故障序阻抗特性及传统故障序分量选相元件的适应性。然后,利用负正序、负零序阻抗相位差等效正负序、零负序电流分支系数相位差,以补偿传统序分量选相判据的相角误差。最后,采用补偿后的故障序电流相位差作为选相判据,实现了故障相的判别。同时通过调整零负序选相分区,使其具有较好的耐过渡电阻能力。仿真实验表明,在不同故障类型、故障位置和过渡电阻下改进选相方法均能可靠地选出故障相。     

相差高频保护中操作元件比相动作判据的研究

传统相差高频保护通过比较被保护线路两端正序电流和K倍负序电流之和的相位来区分区内、区外故障,但对于超高压长距离输电线路而言,由于重负荷及分布电容的影响, 采用这种动作判据的保护动作性能不够理想。文章采用ATP 软件对传统比相动作判据的性能进行了仿真分析,在此基础上提出了采用正序电流的故障分量和负序电流之和作为操作电流进行两侧电流相位比较的动作判据,并将其与传统动作判据进行了仿真比较,表明所提出的判据能大大提高相差高频保护的性能。     

基于参数识别的继电保护原理初探

从网络分析理论出发,通过建立网络响应和网络参数之间的数学模型,利用网络的全响应信号,采用模型参数识别的方法得到故障网络的故障参数信息构成保护原理。参数识别的保护原理不受系统运行方式变化的影响,不受过渡电阻和系统振荡的影响。初步研究表明,利用该原理可以解决单端电气量无系统误差的准确故障定位、快速方向元件、串补电容线路故障位置的可靠识别和小电流接地系统准确故障选线等工程难题,具有良好的应用前景。