基于微分方程的自适应窗长距离保护算法研究

对基于微分方程的自适应窗长距离保护算法进行了研究。该算法的特点是用有限项变换技术求解微分方程,用阻抗平均值突变量元件检测故障的发生并起动自适应窗长,算法的最终窗长取决于故障的严重程度。为了验证这一算法的有效性,进行了大量的仿真和动模实验。结果表明,该算法具有良好的高频特性,适用于高压和超高压输电线路的距离保护。     

基于Kaiser窗滤波的高压直流输电线路突变量功率保护

研究了一种反映突变量中直流分量的高压直流输电线路功率保护。为了获得突变量中的直流分量,分析了高压直流输电线路区内外故障时两端突变量电压和突变量电流的特征,利用Kaiser窗提取突变量电压和突变量电流中的直流分量,提出了基于同极线两端突变量功率极性比较的保护原理和基于突变量功率幅值的启动判据,并构造了利用突变量电压的故障极识别判据,设计了保护的动作方案。由于保护动作判据采用的是突变量功率中的直流分量,所以从本质上反映了直流线路的故障特征。理论分析和仿真结果表明,所提出的保护方案能够正确区分线路内外部故障,耐受过渡电阻能力强,且能够准确识别故障极线,适合作为高压直流输电线路的后备保护。     

一种采用浮动门槛的自适应突变量距离保护方案

随着相量测量技术(PMU)的发展,获得其他母线处保护的相量成为可能,如何利用这些信息来提高保护性能是一个很有意义的课题。针对传统突变量距离保护在两侧系统电动势相位差较大时发生外部短路有可能误动的缺点,借助广域相量测量技术提供的信息,研究了一种根据系统实时参数自适应调整保护动作门槛的新算法。论文首先分析了传统解决办法的局限性,通过理论证明,确定了原有判据不发生误动的边界条件,在此基础上提出采用自适应浮动门槛的突变量距离保护判据。该判据能够可靠判别发生在本线路上的各种故障,ATP仿真结果验证了判据的有效性。另外,分析了新方案和原来方案各自的优缺点,两种方案在提高保护性能上能形成互补。最后,提出了一种综合两种方案并能进一步提高突变量距离保护可靠性的方案。     

基于电流突变量的自适应过电流保护新原理

针对线路外部故障切除时负荷自启动对配电网过流保护的影响,提出了一种基于电流突变量的自适应过电流保护新原理。利用线路在配电网内部故障与故障切除过程中电流存在的明显差异特征,实现对负荷自启动过程的准确识别。当连续两次检测到电流突变量大于设定门限值并满足两个判据时,即判定负荷产生自启动过程。给出了一套过电流保护整定方法,可根据负荷变化做出动态调整,从而构建自适应过电流保护方案。仿真结果表明,基于电流突变量的自适应过电流保护新原理是有效和实用的。该原理不受负荷自启动与负荷变化的影响,可有效增大后备保护的保护范围,保证了保护的可靠性和灵敏度。     

输电线路突变量电流差动继电器

为提高突变量差动保护的性能,提出了全新的突变量差动保护方案,包括纯电流突变量差动继电器、不灵敏电流突变量差动继电器、灵敏电流突变量差动继电器和突变量零序电流差动继电器。该保护方案中利用递推傅里叶算法计算突变量,随故障后数据窗的移动自适应修改动作特性,提高继电器的动作速度;在制动量中引入灵敏系数,实时修正动作特性,提高区外短路时保护的可靠性和区内故障时的灵敏度;针对弱馈线路,设计了一种突变量差动阻抗继电器来开放突变量电流差动继电器。方案中的4个突变量继电器,在动作时间上形成了良好的反时限特性。动模试验结果表明本方案动作迅速,不受电压互感器(voltage transformer,VT)断线影响,且耐过渡电阻能力强。     

基于Chebyshev窗滤波的特高压直流输电线路保护方案研究

针对现有特高压直流输电线路保护可靠性偏低的问题,提出了一种基于Chebyshev窗滤波的特高压直流输电线路保护方案。通过对特高压直流线路故障电流突变特性的分析,提出利用故障电流突变量的极性来识别故障。考虑消除分布电容电流和数据不同步对保护的影响,该方案采用了分布参数模型。为解决双极间的电磁耦合、直流特征谐波、以及雷电等干扰信号的影响,在对比几种数字滤波器特性的基础上,采取Chebyshev数字滤波器提取保护量。通过PSCAD仿真,验证了所提的保护方案的有效性。     

500 kV紧凑型双回路直线塔组立施工技术研究

结合现阶段国内超高压线路工程紧凑型铁塔组立施工的相关研究,分析了国内首次研究开发的垂直排列的双回500 kV紧凑型输电线路工程铁塔的塔窗结构特点,从综合考虑铁塔组立施工方案可行性、安全性、经济性等要求出发,提出使用主副抱杆相结合的方案,以适用于500 kV紧凑型双回路直线塔组立施工。     

一种线路纵差保护新原理

针对超高压输电线路分布电容电流对差动保护的影响,提出了一种从原理上完全不受电容电流影响的线路纵差保护新原理。该原理是选择线路两侧电流突变量的最大有效值与差动电流突变量的有效值进行比较来区分区内、外故障,无需考虑分布电容的影响因素。当空载合闸与区外故障时能够可靠闭锁差动保护,而区内故障时差动保护能够准确动作。新原理思路简明,计算快速。经大量仿真实验验证该原理有效消除了分布电容电流对差动保护的不利影响,提高了差动保护的可靠性。     

一种线路纵差保护新原理

针对超高压输电线路分布电容电流对差动保护的影响,提出了一种从原理上完全不受电容电流影响的线路纵差保护新原理.该原理是选择线路两侧电流突变量的最大有效值与差动电流突变量的有效值进行比较来区分区内、外故障,无需考虑分布电容的影响因素.当空载合闸与区外故障时能够可靠闭锁差动保护,而区内故障时差动保护能够准确动作.新原理思路简明,计算快速.经大量仿真实验验证该原理有效消除了分布电容电流对差动保护的不利影响,提高了差动保护的可靠性.     

自适应短数据窗抗电流互感器饱和线路差动保护算法

深入分析了超高压线路差动保护中电流互感器(TA)饱和时的2个重要特征:一是区外故障时TA的工作磁链需要一定的时间累积才能达到饱和点,故障发生初始时刻并不会马上饱和;二是TA在每个周期内由于工频交流分量的负向去磁作用,TA总是一段时间内工作在线性区,一段时间内工作在饱和区.在此基础上,提出了综合利用附加制动区判别法和短数据窗自适应差动保护算法,利用附加制动区来判别区内、区外故障,当区外故障时一旦工作点进入附加制动区,则自适应增大出口判别次数,利用短数据窗差动保护算法本身的线性区范围性能保证保护可靠不误动;当区内故障时,出口判别次数自适应减少,保证差动保护快速动作.动模数据验证结果表明所提出的方法是可行、有效的.     

Adaptive distance protection setting in presence of mid-point STATCOM using synchronized measurement

EHV and HV transmission lines are used widely to transfer power from power generating area to large load centers. Nowadays compensating devices which uses modern power electronic devices are mostly used to improve the power transfer capability of transmission lines. Use of FACTS devices in transmission lines affect protection system very drastically. In this paper, the issues related with distance protection of transmission lines with STATCOM connected at mid-point are addressed. To mitigate the problems associated with distance protection, a novel algorithm based on synchronized measurement for adaptive relay setting is proposed. The power system is modeled in EMTDC/PSCAD software with frequency dependent model of transmission line. The results obtained for the new adaptive setting scheme are accurate, robust and superior in comparison with those obtained from existing distance protection schemes for transmission line with STATCOM.     

基于噪声水平控制的变窗长解微分方程算法

在研究传统解微分方程距离保护采用固定窗长的基础上,提出了一种基于噪声水平控制的变窗长算法。该算法根据故障暂态过程中电流信号在不同时刻的噪声水平,适时地自动调整解微分方程距离保护的数据窗长,以此获得最佳的计算精度和动作速度。利用各种故障情况下的电磁暂态分析程序ATP仿真数据对所提算法进行的仿真结果表明,该算法大大改善了解微分方程算法的高频特性,适用于高压和超高压输电线路的距离保护。     

基于神经网络的自适应距离保护研究

超高压输电线路的距离保护必须具备足够的对过渡电阻的反应能力。在双侧电源条件下,过渡电阻可能造成保护范围的伸长或缩短。提出了神经网络距离保护算法,通过对样本的学习来获得保护的动作特性,具有内在的对过渡电阻和系统运行方式的自适应性。该算法已在一实际的５００ｋＶ系统输电线路上仿真实现,考虑单相接地故障和Ｉ段保护,在设计的９０％保护范围内具有稳定良好的保护性能。     

Fault classification and location using HS-transform and radial basis function neural network

A new approach for protection of transmission lines has been presented in this paper. The proposed technique consists of preprocessing the fault current and voltage signal sample using hyperbolic S-transform (HS-transform) to yield the change in energy and standard deviation at the appropriate window variation. After extracting these two features, a decision of fault or no-fault on any phase or multiple phases of the transmission line is detected, classified, and its distance to the relaying point found out using radial basis function neural network (RBFNN) with recursive least square (RLS) algorithm. The ground detection is done by a proposed indicator ‘index’. As HS-transform is very less sensitive to noise compared to wavelet transform, the proposed method provides very accurate and robust relaying scheme for distance protection.     

利用暂态电流的高压输电线路暂态保护新方案

提出了一种基于多尺度小波分析的高压输电线路暂态保护的新方案。介绍了高压输电线路及母线对高频暂态电流衰减的特点,通过利用多个频带内暂态信号的谱能量来实现区内外故障的准确识别。从而避免了仅利用某个频率信号能量的比值所造成的利用故障信息不充分和电压过零故障时信号很小不易识别的缺点。仿真分析证明了该方案在各种故障条件下的可行性。     

基于Hausdorff距离算法的自适应线路差动保护方案

为同时提高传统电流差动保护的速动性、灵敏性与安全性,提出一种基于Hausdorff距离算法的自适应线路差动保护方案。该方案应用Hausdorff距离算法对线路两侧电流进行实时短窗计算,并据此调整保护制动系数,以提高保护的耐受过渡电阻及抗电流互感器饱和能力,具有自适应、免整定的优良特性。基于PSCAD的仿真测试验证了所提方案的可行性及优越性。     

一种分段处理优选数据窗的双端测距算法

基于集中参数模型的双端测距原理普遍应用在输电线路保护中，对于中短距离线路，模型误差可以忽略，但仍有其他影响因素对测距结果产生误差，特别是对于故障在极短时间被切除的情况，易产生较大误差。为了提升测距准确性及普适性，本文首先对集中参数模型双端测距算法在常见影响因素下进行绝对误差分析，利用正交试验设计以及仿真计算，将不同影响因素对于测距误差的影响程度进行对比，发现数据窗选取这一因素影响程度最大，同时发现，相比于其他位置，线路首端故障的测距误差受影响因素影响较大。根据这两个特征，提出一种基于分段处理的自适应优选数据窗的实用改进算法。经验证，改进算法的测距误差受影响因素影响程度大幅降低。     

Application of combined adaptive Fourier filtering technique and fault detector to fast distance protection

This paper presents the application of a combined adaptive Fourier filtering technique and fault detector to fast distance protection of transmission lines. The filtering technique is extended from the Fourier filters and can be applied under arbitrary data window length. The proposed filtering technique possesses the advantage of recursive computing, and a decaying dc offset component is removed from fault signals by using an adaptive compensation method. A variable data window scheme is embedded in the technique to adaptively speed up its transient response under various system and fault conditions. A fault detector is developed to initiate the process of the technique. For the sake of speed and security, two phasor estimation methods based on the proposed technique are designed to achieve fast distance protection. An algorithm consisting of the two methods is used to detect internal faults by "OR" logic. Extensive simulation studies show that the algorithm significantly reduces tripping time of a distance relay and provides better protection performance than that of the conventional filters with fixed data windows.     

超高压线路CKJ型保护超越误动的分析和防范对策

超高压线路集成型ＣＫＪ保护在广东省电网内已出现几次接地距离Ⅰ段超越误动的情况。针对这种情况,从保护原理上对其超越情况进行分析,并对距离保护在双侧电源短线路的保护配合提出看法。     

快速工频量高频方向保护的新方案

本文针对相电压补偿方向元件的不足,提出了两种新型的方向元件－－负序电压补偿式方向元件和相电压故障分量补偿方向元件,通过大量的ＥＭＴＰ仿真验证了其优良性能,并在此基础上,提出了实现快速工频量高频方向保护的新方案,即：对于各种不对称故障采用负序电压补偿式方向元件,对于三相故障采用相电压故障分量补偿式方向元件,对于非全相状态下的故障采用和电压补偿式方向元件。