振荡闭锁期间再故障的距离保护判别方法

介绍了近年来用于微机距离保护中区分电力系统振荡与振荡中再故障的方法.论文把它们分成了识别振荡与对称故障、振荡与不对称故障和发展中的新型方法三大类,分别对其各自的优势及缺点和局限性进行了分析和总结,得出了一些有意义的结论.     

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。     

不受电力系统振荡影响的距离保护

距离保护被广泛应用于电力系统中,现有距离保护核心元件——距离继电器不同程度地存在缺陷,导致系统发生振荡时保护误动作或者性能下降,常用的距离继电器必须配合振荡闭锁元件使用。因此,以保证保护正确动作为前提,提出一种不受系统振荡影响的距离保护。该保护基于改进的多相补偿继电器构成,配合闭锁元件以解决振荡中发生区外故障时多相补偿继电器的不正确动作问题。所提出的距离保护对于故障、单纯振荡无故障、振荡过程中发生不对称故障以及对称短路故障都有正确的反应能力,且具有判断故障类型和故障相别、分相跳闸的能力。PSCAD仿真结果证实了所提距离保护的有效性。     

电力系统低频振荡期间对三相短路故障的识别

本文提出了一种检测距离保护对称故障的方法 ,在保证保护装置选择性的同时,克服了原有保护算法的缺点。首先介绍了数据预处理的过程。其次提出了检测故障电流直流分量的算法。最后通过PSCAD仿真多种故障以及系统振荡来验证算法的可靠性。仿真结果表明此算法能够有效辨识出系统振荡期间线路发生的三相对称短路故障。本算法可用于监测电力系统在低频振荡情况下距离保护装置的工作情况。     

用模糊集合理论识别电力系统振荡中的短路的研究

本文通过对电力系统振荡和短路所呈出的不同特征的分析,从故障特征入手,利用模糊集合理论来识别振荡过程中发生的短路,对于振荡中的三相短路的识别,本文提出一种基于振荡中心电压的波形跟踪识别方法,对于振荡中的不对称故障的识别,本文选取模变换中的Ｃｌａｒｋ变换作为数学工具,与对称分子量变换相结合,构造了Ｉα／Ｉβ判据,Ｉａ－Ｉβ与序分量组合判据,文章给出了相应的模糊数学模型,并经大量的仿真试验,获得良好的仿     

电网故障下DFIG的动态特性研究

针对电力系统中四种典型故障类型,基于对称分量法和同步坐标变换,分别建立了四种故障类型下DFIG电压、磁链的空间矢量模型,推导了DFIG的定、转子电流表达式。通过matlab仿真研究了DFIG在对称故障和不对称故障下的动态特性,实验结果发现由于A相接地故障时,产生不对称分量,使得电压、磁链等发生了二倍工频振荡。     

基于功率原理的新型发电机不对称故障保护

基于两相坐标系统,对发电机内部不对称故障进行研究发现,瞬时功率中不平衡功率增加而平衡功率下降,解释了该现象的物理原因,提出了瞬时功率不对称度定义,其大小为不平衡功率与平衡功率的比值,且该值能灵敏反映发电机内部不对称故障.以瞬时功率不对称度为主要判据,结合发电机外部故障时不平衡功率相位会出现反相突变的特点提出了一种新型发电机不对称故障保护.动模试验结果表明,该保护能切除少匝数不对称短路故障,对大匝数故障、异相短路故障和振荡中故障均有很高的灵敏度和可靠性;而且接线简单,易与其他类型保护集成互补使用.     

双馈风力发电机虚拟同步控制策略研究

双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)可通过虚拟同步控制方法为电网提供电压及频率支撑,优化机组并网特性。传统的虚拟同步控制技术以模拟同步发电机机电动态特性为主要目标,未对电磁暂态的DFIG控制进行深入分析。当电网发生不对称故障时,分析虚拟同步控制DFIG的故障特性,发现传统控制方法无法抑制电磁转矩振荡与DFIG故障电流。因此,基于电网不对称故障,本文提出DFIG电压补偿虚拟同步控制方法,通过对转子电压故障分量进行补偿,提高DFIG转子电压响应速度,减少其反电动势故障分量。通过对传统及电压补偿虚拟同步控制方法控制效果的仿真对比可知,电压补偿虚拟同步控制方法可对电磁转矩的持续振荡及暂态冲击进行有效抑制,明显降低了DFIG转子的故障电流,提高了DFIG不对称故障穿越能力。     

论微机负序距离继电器

介绍了多相补偿距离继电器的应用基础是故障前系统的三相对称，而其动作方程是三相不对称的，因此要调整该继电器对不同相别的两相短路有相同的灵敏度，会加大机械制造和调试的难度。而微机负序距离继电器动作判据的依据是序分量，它是三相对称的，使该继电器能对不同相别的不对称故障有完全相同的特性。两种继电器都不反应负荷与振荡，当故障与振荡同时发生时，多相补偿距离继电器会不正确动作，故它仍需加设振荡闭锁；而微机负序距离继电器由软件实现，内需增加简单的辅助判据，就可以完全不受振荡的影响而正确动作。     

应用模糊集理论识别电力系统振荡中不对称故障的新方法

根据电力系统振荡和短路所呈现出的不同特征,以模分量、三相及零序电流大小为依据,提出了一种基于模糊集理论的识别振荡中发生不对称故障的新方法,并给出了相应的模糊数学模型.动模实验和Matlab仿真计算结果验证了该方法的有效性和可靠性.     

Adaptive concentric power swing blocker

The main purpose of power swing blocking is to distinguish faults from power swings. However, the faults occur during a power swing should be detected and cleared promptly. This paper proposes an adaptive concentric power swing blocker (PSB) to overcome incapability of traditional concentric PSB in detecting symmetrical fault during power swing. Based on proposed method, two pairs of concentric characteristics are anticipated which the first one is placed in a stationary position (outer of zone3) but the position of the second pair is adjustable. In order to find the position of the second pair of characteristic, Static Phasor Estimation Error (SPEE) of current signal is utilized in this paper. The proposed method detects the abrupt change in SPEE and puts the second pair of characteristic in location of impedance trajectory correspondingly. Second concentric characteristic records travelling time of impedance trajectory between outer and inner zones and compares to threshold value to detect symmetrical fault during power swing. If recorded time is lower than threshold, three-phase fault is detected during power swing. Intensive studies have been performed and the merit of the method is demonstrated by some test signals simulations.     

一种区分振荡与故障的新方法

提出了一种能区分振荡、故障、振荡中故障的新方法，其基于电流故障分量的变化方式 而判别。为了校验启动元件在振荡中以及在振荡中发生故障情况下的动作情况，应用一种新 的振荡模型和振荡中故障的模型。这种新的启动元件能明确地区分系统振荡以及故障（包括 振荡中故障）。     

Detection of Symmetrical Faults by Distance Relays During Power Swings

For maintaining security of distance relays, power swing blocking is necessary to prevent unintended operation under power swings. To be dependable, distance relays must operate whenever a fault occurs. Therefore, detecting faults during power swings is an important issue since the relay should be able to differentiate the fault condition and not be blocked during that time. This paper presents a new method for detecting a symmetrical fault during a power swing, based on extracting components of the current waveform using the Prony method. The merit of the method is demonstrated by simulating different faults during power swing conditions using the Alternate Transients Program version of the Electromagnetic Transients Program.     

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。     

振荡中故障选相元件的研究

目前实用的选相元件在系统振荡时可能会误选相,有必要研究能适用于振荡时的选相方案。分析了振荡中再故障时故障回路测量阻抗不变的特征,并在此基础上提出了一种适用于振荡的新型选相元件。该元件结合常规的零、负序故障分量分区和阻抗值比较方法,采用阻抗变化率的判别从可能的故障类型中识别出真正的故障回路,解决了系统振荡时选择性和速动性之间的矛盾。理论分析和EMTP数字仿真计算表明,新的选相方案在性能上较常规选相方案有明显的改善,可以完全克服阻抗法故障识别在振荡中选相的失配问题,并且该方案原理简单,动作可靠,具有很高的工程应用价值。     

振荡中不对称故障电流幅值判据系数的自适应修正

分析振荡过程中,利用三相电流和零序电流大小来识别不对称短路故障判别的原理.对判别式中的系数进行自适应的修正,使系数随故障点的改变而改变,从而使保护能够少带延时甚至不带延时出口动作.     

抽水蓄能机组在水泵运行时机组的功率振荡问题及仿真分析

沙河抽水蓄能电站的2台机组在区外故障时功率大幅度摇摆,最后由低功率保护将这2台机组跳开。在对现场录波图定性分析的基础上,对电力系统中抽水蓄能机组在水泵运行状态下受到外界扰动后功率振荡的过程进行了仿真计算,仿真结果与实际录波曲线吻合。对一些预想事故下机组的动态特性的研究和分析表明：抽水蓄能机组在水泵运行工况时,功角稳定问题较为突出,对机组和电力系统都会形成较严重的冲击,需要采取措施以改善系统的稳定性。     

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。     

一种用于测试保护的系统振荡模型

为了更方便地对保护元件和保护性装置的性能进行仿真测试，本文建立了一种新的振荡 模型，包括纯振荡模型和振荡中故障模型，能够较好地模拟纯振荡和振荡中故障时电气量 的变化情况。这一模型可用以检查各种微机线路保护，有广泛的实用性。     

小波变换原理识别电力系统故障及振荡中短路的研究

通过对电力系统振荡和短路所呈现出的不同特征的分析,从故障特征入手,提出了一种区分振荡、故障、振荡中再故障的新方法,这种方法是基于小波变换原理实现的。经大量的仿真试验,获得良好的仿真效果。