同杆双回线跨线接地故障的距离保护算法研究

提出了一种距离保护新算法来解决双回线跨线接地故障下的故障测距问题.该算法通过六序分量法分析同杆双回线跨线故障模型,相邻线路的零序电流可通过保护安装处的零序电流结合双回线的故障特性求得,以此消除线路耦合的影响.据此,实现了基于单端单回线电气量的距离保护方法.仿真结果表明,所提出的算法在发生金属性跨线接地故障时能准确计算出故障阻抗,优于现有基于单端单回线的距离保护算法.     

基于相分量模型考虑零序互感线路的跨线故障计算方法

基于输电线路的相分量模型,提出了利用相分量法对同杆并架线路上的跨线故障进行计算的方法。根据跨线接地故障与跨线不接地故障的通用接口情形推导出其相分量节点导纳矩阵统一模型,在此基础上提出了同杆并架线路上发生典型跨线故障时的节点导纳矩阵模型及其算法。通过典型跨线故障算例表明了该模型及算法适合于编制通用的跨线故障计算程序。仿真结果证实了该模型及算法的正确性。     

利用单端电流的同杆双回线准确故障定位研究

基于线路分布参数模型,提出了一种利用单端工频电流量的同杆双回线准确测距算法:通过同杆双回线解耦可以得到同向和反向分量,其中反向分量与系统参数无关,并且反向各序电流分布系数是只包含故障距离x的函数。再根据不同故障的反序电流、电压边界条件,可以给出各种双回线接地故障(单线三相故障和同名跨线故障除外)的测距算法。该算法原理上不受过渡电阻、系统阻抗、分布电容的影响。并且由于算法只利用电流量,从而不受电压互感器传变特性的影响。并从理论上证明了测距精度不受电流互感器特性的影响。测距方程求解不存在伪根,具有唯一解。仿真计算结果表明,该算法具有较高的测距精度,最大测距误差仅为0.15%,理论上能够满足高压和超高压输电线路的测距要求。     

一种小接地电网两点接地短路的微机测距算法

近几年来.很多网局都在进行变电站微机监测系统的研制,其中包括对小接地电网的故障测距与选线.这种电网的短路类型主要分为单相接地、两点接地和相间短路.单相接地的选线和相间短路测距都已有较成熟算法,此处不在赘述(文献[1]、[2]).本文主要通过对单电源网络异相异地两点接地短路的分析,提出两种测距算法.其中算法A适用于单、双电源平行线间两点接地故障测距,算法B适用于单电源相邻线路间两点接地故障测距.由于小接地电网两点接地短路的发生概率仅次于单相接地,所以本文提出的算法是有一定实际意义的.本文附录中提出一套小接地电网微机故障测距方案,仅供参考.     

基于电流计算的同杆双回线故障测距算法研究

针对当前双回线故障测距研究匮乏,且易受故障类型约束的弊端,提出了基于电流计算的同杆双回线故障测距算法。该算法不受单回线、跨线故障约束,基于线路的分布参数π型等值电路模型,利用两端电流求解实现测距,测距方程简单易解,不易受系统运行方式和两侧系统参数的影响。PSCAD故障仿真和Matlab数值计算结果表明,提出的新算法可靠实用,具有优良的测距精度,基本不受过渡电阻和故障类型的影响,适用性强。     

一种适于高阻接地的单端时域测距算法

单端时域故障测距的难点在于单相经高阻接地故障问题。为了解决该问题,针对传统单端时域测距算法在处理单相经高阻接地中所存在的不足,提出了一种基于电流相差估计的单端时域算法。该算法能根据过渡电阻的大小自动补偿故障距离的测量误差,具有对过渡电阻的自适应特性。算法的核心是建立过渡电阻、故障距离及电流相差角之间的约束方程组,其电流相差角用序网络的参数来表示,将过渡电阻和故障距离作为未知参数,利用最小二乘法对参数进行求解辨识,以实现准确的故障测距。EMTP仿真表明,该方法对于经过渡电阻的接地故障具有较高的测距精度。     

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.     

一种适于高阻接地的单端时域测距算法

单端时域故障测距的难点在于单相经高阻接地故障问题.为了解决该问题,针对传统单端时域测距算法在处理单相经高阻接地中所存在的不足,提出了一种基于电流相差估计的单端时域算法.该算法能根据过渡电阻的大小自动补偿故障距离的测量误差,具有对过渡电阻的自适应特性.算法的核心是建立过渡电阻、故障距离及电流相差角之间的约束方程组,其电流相差角用序网络的参数来表示,将过渡电阻和故障距离作为未知参数,利用最小二乘法对参数进行求解辨识,以实现准确的故障测距.EMTP仿真表明,该方法对于经过渡电阻的接地故障具有较高的测距精度.     

小电流接地系统单相接地故障测距新算法

介绍一种新的小电流接地系统的输电线路单相接地故障测距算法。该算法仅需一端参数来进行计算，能有效地消除负荷分量和接地电阻对故障测距精确性的影响。数字仿真结果表明，其测距结果比较准确。     

基于双端量的同杆双回线故障测距

针对同杆双回线不能忽略线间分布电容对测距结果的影响,文中采用基于线路的分布参数模型,利用相模变换将耦合双回线解耦,并采用双端法在模域中利用模量对同杆双回线进行故障测距.该算法既可用于单回线故障,也可用于跨线故障测距.仿真结果表明,该算法具有较高的精度,并且原理简单、易于实现,不受故障类型、故障距离等因素的影响.     

单侧电源线路单相接地故障分析

本文针对电力系统中单侧电源电力线路发生单相接地短路故障的情况进行分析,首先对故障进行实际录波,然后又对故障进行建模分析及公式推导,得出上述故障情况下的电流特点:电源侧除故障相有故障电流外,非故障相亦有大小相等、相位相同的电流,非电源侧三相均有电流,且大小相等、相位相同。     

不对称参数同杆双回线选相方法研究

线路参数不对称的同杆双回线无法使用传统的六序分量法进行解耦。针对这个问题,提出一种新的解耦方法。首先,三相分解成正序、负序、零序分量;然后,耦合的零序分量进行解耦,分解为同向和反向分量。该方法解决了不对称参数同杆双回线的零序互感问题。当线路发生故障时,可以根据故障边界条件得到序分量之间的幅值和相位关系。不同线路发生故障时,两回线正序分量的电流幅值不同。同一回线发生不同类型的故障时,六序电流分量的幅值有对应的关系。同一类型的不同相发生故障时,六序分量的相位不同。根据上述关系提出了相应的选相判据,并给出了选相流程和方法。PSCAD仿真结果表明,该方法具有良好的选择性,且不受故障类型,故障位置以及过渡电阻的影响。     

三侧同杆双回线互联的T型线路测距新方法

根据同杆双回线的特性建立了同杆双回线构成的T型线路的反序正序网络,提出了基于反序正序电流的故障测距方法。在双T型线路中,反序正序网络的电气量具有完整的T字型线路的正序电气量的特点,该特点可以用来故障测距。当双T线路发生故障时,由故障支路的母线处的电气量计算到故障点的反序正序电压等于由支接点T的等值反序正序电气量计算到故障点的反序正序电压,利用反序正序电压在故障点相等的等量关系可以进行精确故障测距。大量的EMTP仿真结果表明,所给出的故障测距方案是准确的,并且在由同杆双回线构成的T型线路故障测距中显示出较大的优势。该测距方法的精度不受故障支路、故障类型、系统运行方式、故障点过渡电阻等因素的影响。     

A novel pilot protection principle for VSC-HVDC cable lines based on fault component current

This paper presents a novel pilot protection principle for VSC-HVDC cable lines based on fault component current. In the transient process of cable line, if a fault occurs over the cable line, the current measured at both convert stations would have the same changing direction and the signs of the fault component current at both convert stations are the same to each other; otherwise, if a fault occurs beyond the cable line, the current measured at two convert stations would have the opposite changing direction and the sign of the fault component current at both convert stations are opposite to each other. According to this characteristic, the directional element can be located at both convert stations and state signal can be sent to the other station. Thus, the pilot protection principle can be implemented only using two terminal current. In addition, the setting principle is proposed based on fault component current in this paper. The proposed pilot protection principle is simple, reliable, and practical. It can be implemented with a low sampling rate and does not need the current data synchronization seriously. Compared with current differential protection, the proposed method has a low requirement on baud rate. At the same time, various faults are simulated by using the system of VSC-HVDC built in PSCAD/EMTDC, in which frequency-dependent parameter cable line model is adopted. The simulation results show that the method can identify the fault reliably and rapidly in different conditions only using the current measured at both convert stations and has sufficient sensitivity for high resistance ground fault.     

水轮发电机转子一点接地故障分析及处理

本文对某大型水轮发电机转子一点接地故障进行了分析和查找,发现了励磁变压器低压侧单相接地会引起转子接地保护动作,同时还发现如果励磁变低压侧为△接线且励磁整流电路采用6脉动桥式全控整流电路,励磁电流和电压的变化以及励磁变差动保护动作与励磁变低压侧单相接地没有必然联系。本文通过此次转子一点接地的处理,得出以下结论,当发电机在空转状态下转子接地保护正常而加励磁后接地保护动作,且接地故障位置计算值在50%左右时,应该同时考虑励磁绕组50%位置是否接地以及励磁变低压侧单相接地的可能,而且不能仅从励磁电流和电压未变化或励磁变差动保护未动作来判断励磁变低压侧没有接地。本文得出的结论对同类型故障的处理有重要的参考价值和现场依据。目前尚未见到针对励磁变低压侧单相接地对转子保护动作影响的相关文献。根据此文结论,在实际应用中,可以避免在故障查找过程中被保护装置故障定位数据所误导,从而提高转子一点接地故障处理的效率和准确性。     

采用虚拟网络加网络操作法的双回线故障计算方法

文中在双回线故障端口接入结构固定的虚拟网络，采用对虚拟网络进行网络操作的方法模拟双回线跨线短路故障、断相故障或跨线短路加断相故障，建立起双回线各种故障计算的统一模型。基于线性电路的基本定理，借助于相序参数变换技术，提出了一种针对双回线各种故障计算的新方法。该方法的优点为：①双回线跨线短路故障、断相故障和跨线短路加断相故障具有统一的计算模型和计算方法；②可精确地模拟双回线金属性或非金属性跨线短路故障、完全或不完全断相故障，以及由它们组合而成的各种跨线短路加断相故障；③对双回线是否存在公共母线无特殊要求；④无需形成复合序网，适用于序相两种坐标。     

平行线路跨线故障选相元件的动作分析

同走廊架设平行线路广泛应用于输电系统中。与单回线故障相比,跨线故障的故障特征发生变化,因而传统选相元件存在错选故障相的风险。考虑平行线路之间的零序互感作用,提出分别利用戴维南等效和构造存在耦合的复合序网络计算跨线非接地故障和接地故障时故障点处的序电流,进而分析选相元件的动作情况。以两端无电气连接的同杆并架双回线为例,通过对不同跨线故障类型情况下序电流关系式的分析,得出了零序负序电流选相元件的选相情况在跨线非接地故障时仅与故障类型有关,在跨线接地故障时不仅与故障类型有关,而且与回线间互感作用的强弱及零序、正序等值阻抗的比值有关;相电流差突变量选相元件通常情况下能够正确选相的结论。PSCAD仿真结果验证了跨线故障分析方法及选相元件分析结果的正确性。     

不同电压等级四回线双端故障测距原理研究

由于存在互感和故障类型众多,不同电压等级四回线的故障分析和故障测距愈加困难.为此采用六序分量矩阵叠加方法对不同电压等级的四回线进行解耦,可以将阻抗阵转换为一个特殊的对角阵,非对角线上不为零的元素只有2个,表明四回线的同向零序网存在互感,其它的非对角线元素为零,表明四回线的反向正序网之间不存在互感.采用六序分量矩阵叠加方法对四回线系统的2条同杆双回线两端的电流分别进行矩阵变换,得到2组反向正序电流,利用反向正序电压在故障点相等的特点,实现不同电压等级四回线的双端故障测距.该双端故障测距方法不需要考虑不同电压等级同杆双回线的参数归算,测距精度不受故障类型、故障点过渡电阻、系统运行方式的影响.仿真结果表明,该双端故障测距方法具有有效性和实用性     

基于电流双反相量的同杆四回线故障选相方法

为了解决同杆四回线故障情况复杂,跨线故障时无法应用单回线故障选相方法的难题,提出了一种基于故障电流双反相量的同杆四回线故障选相方法。同杆四回线发生一回线内或两回线间跨线故障时,对四回线各相电流进行变换,可得故障相电流的双同及双反相量。通过对故障电流边界条件的分析可知,不同类型故障时故障电流的3个双反相量分别具有不同的幅值和相位特点。以此为基础,提出了在一回线内故障和两回线间跨线故障时能够准确识别故障回线和故障相的同杆四回线故障选相方法。仿真表明本方法在不同的负载电流、过渡电阻、故障位置及故障类型下均能进行有效的故障选相。     

基于S变换样本熵的输电线路纵联保护新原理

提出了一种基于电流行波S变换样本熵的快速纵联保护新方法。利用故障后一段时间内线路两端故障电流行波的S变换样本熵比值来识别区内外故障。区外故障时,一侧的反行波和另一侧前行波为同一行波,波形相似,对应电流行波样本熵基本相同,其比值接近1。区内故障时,线路一侧的反行波和另一侧前行波为不同行波,波形相似度小,线路两端电流行波样本熵差异较大,其样本熵之比(数值小的与数值大的之比)最小。利用此特征可以确定线路区内外故障。仿真结果表明,所提出的纵联保护方案能够快速识别区内外故障,其性能不受故障类型、故障初始角、接地电阻、故障位置和母线结构的影响。