基于故障点电压特性的同杆双回线自适应重合闸

提出了一种基于故障点电压特性的同杆双回线自适应重合闸技术。同杆双回线中故障相跳闸后,故障点电压可通过线路端电压和测距结果计算得出;不同故障类型下故障性质分别为瞬时性和永久性时,故障点电压呈现不同特性。针对接地故障类型,提出利用故障点电压幅值判断其故障性质的方法;针对跨线故障,提出利用不同回线跳开相故障点电压差判断其故障性质的方法。针对同杆双回线的所有故障类型提出了按时序重合的基本原则,并在重合过程中兼顾对相间故障性质进行判断。该方法考虑了同杆双回线可能出现的各种复杂故障类型,且判据不受互感耦合电压、故障位置及过渡电阻的影响,仿真实验表明判据准确可靠。     

同杆双回线跨线永久性故障识别方法

通过对同杆双回线各种跨线故障类型下跳开相恢复电压特征的研究,提出了一种基于不同回线跳开相端电压差的故障性质识别方法。同杆双回线发生跨线故障后,由于健全相的电容耦合和电磁耦合作用,不同回线的故障跳开相端电压差在瞬时性和永久性故障时会有显著不同。采用不同回线跳开相端电压差的幅值和相位的双重判断,可对不同负载情况下同杆双回线跨线永久性故障进行有效识别。大量的仿真实验表明,所述方法有较高的可靠性。     

带并联电抗器同杆双回线跨线故障性质判别方法

针对带并联电抗器的同杆双回线线路,在复频域上对故障相端电压进行详细分析,提出利用故障相β模电压进行故障性质判断的方法,其中β模电压为不同回线故障相电压平均值之差。以IABIIBC跨线故障为例进行仿真分析,综合得出利用故障相β模电压进行判断的结论,并给出了不同故障类型下的β模电压求解通式。瞬时性跨线故障下β模电压中既存在工频分量又存在自由频率分量;而永久性跨线故障下β模电压中只存在工频分量。通过利用最小二乘法提取其中自由频率分量幅值可以准确判断出故障性质,原理简单,灵敏度高。大量ATP仿真实验表明,该方法能够识别不同跨线故障类型的故障性质,可以应用于带并联电抗器同杆双回线的自适应重合闸。     

适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略

同杆双回线发生接地故障采用传统跳闸策略时可能会产生负序分量,传统自动重合闸方案在合闸前不判定故障性质,重合失败时将影响系统稳定性。针对该问题,提出了一种适用于带并抗的同杆双回线接地故障改进跳闸与分相自适应重合闸策略。首先,通过建立带并抗的同杆双回线各相之间的耦合模型并对其进行分析,提出了一种能够避免负序分量注入系统的改进跳闸策略。其次,分别对瞬时性故障和永久性故障情况下的故障相并联电抗器电流特征分析,提出了基于故障相并联电抗器微分栅电流的故障性质判据。最后,结合改进跳闸策略和故障性质判据,形成了适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略。PSCAD/EMTDC仿真验证了所提改进跳闸与分相自适应重合闸策略能够避免负序分量注入系统,以及在不同接地故障类型、故障位置和过渡电阻情况下都能保证输电线路重合成功率。     

消除模糊区的同杆双回线自适应重合闸

常规单相重合闸方式无法识别线路瞬时故障与永久故障,当重合于永久故障时,将对系统或相关设备增加一次冲击,并有可能导致直流换相失败。文中提出了一种仅需本回线信息的同杆双回线自适应重合闸判据,工程实用性强。该判据采用故障相故障点恢复电压,通过线路电容参数和多种故障类型下电容耦合电压的大小关系实时计算动作门槛,消除由线路电容参数和故障类型造成的故障性质判别模糊区;引入辅助判据,合理设置重合闸时间,消除由异名相跨线不接地故障造成的模糊区。仿真实验表明文中提出的自适应重合闸判据适用于同杆双回线可能出现的多种故障类型。     

基于缺相耦合电压特性的同杆双回线路非跨线故障综合重合闸策略

常规同杆双回线路重合闸策略由于三相抵消原理,其故障相存在的互感电气量非常小,容易受到线路干扰造成误判,重合于永久性故障。提出了一种适用于接地故障的基于缺相耦合电压特性的故障性质判据及综合重合闸策略,对健全线进行了缺相处理,增大了故障线耦合电气量幅值,并增加了非跨线接地故障性质的识别准确度。为使该策略适用于同杆双回线路相间故障和三相故障性质判别,提出在线路装设接地开关的方案,实现了对非跨线非接地故障的快速准确识别。在PSCAD/EMTDC平台上构建仿真模型,验证了该重合闸策略的可行性。     

带并联电抗器同杆双回输电线路跨线接地故障自适应重合闸策略

针对传统重合闸策略不判定故障性质而盲目重合、重合失败对系统造成二次冲击的问题,提出了基于故障相无功功率的带并联电抗器同杆双回输电线路跨线接地故障自适应重合闸策略.首先,提出了准两相跳闸策略,为跨线接地故障中故障相提供充足耦合电气量.其次,基于故障相在瞬时性故障和永久性故障中无功功率的巨大差异,提出了基于无功功率的跨线接地故障熄弧判据.再次,基于跨线接地故障熄弧判据,提出了跨线接地故障重合策略,进而提出了带并联电抗器同杆双回输电线路跨线接地故障自适应重合闸策略.最后,基于PSCAD/EMTDC,验证了所提出自适应重合闸策略的正确性和可靠性.     

新型同杆并架双回线故障选相方案研究

从同杆并架并架双回线跨线故障和单回线故障的不同电气特征出发,分析了现有的主要选相元件在同杆并架线路发生跨线故障时所存在的问题,提出了基于跨线故障识别的同杆并架双回线故障选相的新方案。系统发生故障后,保护首先根据故障后的零序电流和零序电压,正负序电流之间的关系等特征判别故障性质(跨线或者单线故障),单回线故障和跨线故障采用不同的选相方案。可以有效地解决发生跨线故障时突变量选相元件和稳态选相元件存在的误动或者拒动的问题。     

基于同杆双回线跨线故障识别的选相方案

从同杆并架双回线跨线故障的特征出发,分析了现有主要选相元件在同杆并架线路发生跨线故障时存在的问题,提出了基于跨线故障识别的同杆双回线故障选相的新方案。系统发生故障后,选相元件首先根据故障后的零序电流、零序电压、正负序电流之间的关系等特征识别故障性质,针对双回线的跨线故障采用特殊的选相方案。可以有效地解决发生跨线故障时突变量选相元件和稳态选相元件存在的误动或者拒动的问题,提高了电力系统安全稳定运行和输电可靠性。     

带同杆双回线的T型线路故障分支判定算法

针对T型线路中出现同杆双回线的线路结构,提出了判定故障分支的新方法.该方法以六序分量法为基础,当某支路发生故障时,首先求取各支路保护安装处的突变电气量,然后通过正序网络图,计算2个必要的参数用于判别故障支路,区分非同杆双回线故障、同杆双回线的跨线故障,以及同杆双回线的单回线故障.该方法的特点是考虑了同杆双回线的跨线故障,能够确定同杆双回线中的单回线的故障回路以及跨线故障,并且物理意义明确.序电流可以用来区分同杆双回线的同名相跨线故障.同时,进行了大量的EMTP仿真,结果表明支路判断的准确度不受系统运行方式、故障点过渡电阻等因素的影响,并且也能很好地适用于不对称同杆双回线路.     

单相自适应重合闸相位判据的研究

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。提出了一种新型区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当瞬时性故障发生时，短路点电弧熄灭后，在恢复电压阶段，断开相电压的大小及其相位都与永久性故障情况有本质不同。在详细分析断开相电压工频分量组成部分的基础上，利用它们的相位特性，提出了单相自适应重合闸的相位判据，并针对输电线路的实际参数、运行方式以及故障条件对判据的影响做了详尽分析，结果表明，相位判据可以准确判定故障性质。该判据方法简单、可靠，而且仅利用单端电气量，易于实现。EMTP仿真测试和现场录波数据测试都验证了该判据的有效性和准确性。     

三相不对称输电线路单相自适应重合闸的研究

针对某些情况下故障性质判别灵敏度不足的问题,提出了三相不对称输电线路单相自适应重合闸故障性质判别方法。建立了三相不对称输电线路等效电路,推导了断开相恢复电压的计算公式,分析了不同故障性质情况下影响恢复电压幅值大小的因素。研究表明恢复电压幅值受故障性质、潮流方向和大小、故障相别及故障位置的影响。据此提出了新的故障性质判别方法,不同情况下采用相应的判别门槛值。EMTP仿真结果验证了该方法的正确性和有效性,能够提高重合闸成功率。     

基于电弧复小波检测的单相自适应重合闸

提出一种单相自适应重合闸的新方案。该方案利用复小波分析来检测电弧产生的谐波,并以此区分输电线路的单相瞬时性故障和永久性故障。故障发生后,对于不同的故障性质,线路首端重合闸安装处的电压谐波含量是不同的。根据电压谐波含量的特征,提出利用复小波相位和幅值的新算法综合判别来快速确定线路的故障性质。该方法可以在熄弧之前进行判断,保障了最佳重合时间。线路故障仿真验证了该算法的有效性和实用性。     

发电厂送出线重合闸时机的优选与捕捉

在超高压电力系统中广泛采用三相和单相重合闸来提高电力系统的稳定性，传统的超高压输电线路重合闸采用继电保护跳闸经固定延时起动断路器再次重合的方法，对于瞬时性故障重合成功，但可能造成由于再次重合冲击使摇摆幅度暂时增大，对于永久性故障由于故障的再次冲击可能使电力系统失步。本文经理论分析和仿真计算后提出，对于不同的故障条件存在最佳重合时机，文中给出了优化重合闸的实现方法，经模拟仿真表明，重合时机捉捕正确，     

输电线路自适应重合闸的虚拟技术

自适应重合闸技术具有传统重合闸技术所不具有的优势.针对电力系统发生单相接地、两相接地、两相相间故障时的电压特点,应用电压判据正确区分了瞬时性故障和永久性故障.还介绍了虚拟仪器的概念,并以图形化编程软件Lab VIEW为软件开发平台,开发了虚拟重合闸实验平台.该实验平台具有界面友好、操作简单等优点,可将其用于自适应重合闸新方法的测试研究和实验教学中,具有实际意义.     

Identification of the Faulted Distribution Line Using Thyristor-Controlled Grounding

For ungrounded systems, identifying the line experiencing a single-phase-to-ground fault is very difficult because an ungrounded system produces very low fault current. This paper presents a novel method that can help to overcome this difficulty. The idea is to temporarily convert an ungrounded grounded system into a grounded system through a controlled grounding of the system neutral. The result is a controllable ground fault current that is large enough for identifying the faulted line and yet small enough not to cause system problems. Theoretical analysis, computer simulation and lab experiments verified the effectiveness of the proposed method. The proposed method also applies to high-resistance grounded and resonant grounded systems.      

带并联电抗器的线路单相自适应重合闸故障判别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,研究了故障后线路断开相并联电抗器与中性点小电抗上的电压特性,发现在永久性故障时,无论是金属性接地还是经过渡电阻接地,断开相并联电抗器上电压与中性点小电抗上电压的比值总是大于瞬时性故障时两者的电压比值。基于上述结论,提出了超高压带并联电抗器输电线路单相自适应重合闸故障的电压判别方法。理论分析和EMTP仿真表明,该判别方法简单、有效,能可靠实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。     

基于电压谐波信号分析的单相自适应重合闸

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。经研究提出了一种新型的区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当故障发生时，对于不同的故障性质（瞬时性故障或永久性故障），重合闸安装处母线的电压信号在不同时刻所蕴含的谐皮分量有所不同。根据对故障电弧电压信号的具体分析，提出了判别故障性质的奇次谐波能量判据，该判据适用于发生金属性故障或经过渡电阻故障时判故障性质。通过EMTP软件中的TACS功能对电弧故障的大量仿真，验证了该算法的有效性和准确性。且该判据仅利用了电压信号，所以基于此判据的单相自适应合闸是易于实现的。     

基于SSI的超高压线路单相自适应重合闸故障判别方法

针对带并联电抗器的超高压输电线路发生单相瞬时性故障时存在的拍频现象,提出了基于随机子空间(SSI)的单相自适应重合闸故障性质判定域的自动识别方法。该方法以故障相端部恢复电压为特征量,经EMD预处理、稳定图定阶、SSI辨识,获得系统的特征根。根据两种故障性质的特征根在复平面的分布特点定义了故障性质的判定域,该判定域以系统正常运行时的特征根为参考点,以系统频率允许偏差为半径。经SSI辨识获得的特征根全部落在判定域内判定为永久性故障,否则判定为瞬时性故障。文中同时给出了故障判别的定量指标,以实现故障性质的自动识别。大量仿真实验表明,该方法能有效、准确的判别故障性质,不受过渡电阻、故障位置等因素的影响,且判别结果无交叉区域。