带并联电抗器输电线路拍频电流幅值分析

目前在自适应单相重合闸中缺乏对拍频电流表达式、拍频电流是否一定存在及其幅值范围的研究。单相瞬时性故障消失后,拍频电流不存在或过小,都会影响重合闸判定的可靠性。拍频电流受健全相电压和故障消失后线路中元器件初始状态的影响,采用叠加原理得到完整的拍频电流表达式;通过分析表达式得出最小拍频电流及其出现的条件,分析出拍频电流为零属于小概率事件;拍频电流受故障时刻、故障持续时间、电弧电阻、电源相角差及故障位置等共同影响,使得不同工况下的拍频电流差异明显,若幅值过小,将会影响重合闸判定的可靠性。文中利用正交实验的方法给出某500kV输电线路拍频电流幅值大小的范围,证明了在工程实践中可以用拍频电流实现自适应重合闸。     

利用时域波形比对的高压直流输电线路电流差动保护

高压直流输电线路电流差动保护受电容电流和数据不同步影响,选择性和速动性不高。通过对高压直流输电线路的故障特征分析发现,在时域平移一端数据,并对比差动电流的大小,可以进行区外故障数据同步的识别。对于区外故障,由于没有故障点注入电流的影响,差流在数据同步时最小,数据不同步时明显增大;对于区内故障,受故障点注入电流的影响,无论数据同步与否,差流的值总是很大。在分布参数模型下构造时域电流差动保护,利用上述差流特征可以获得区外故障实时的数据不同步时间信息,并在时域中实时调节差流和整定门槛,保证了差动保护不因区外故障数据不同步而误动。仿真验证表明所述方法能够可靠快速灵敏地识别高阻故障,不受分布电容影响,并且不需要两端数据严格同步。     

适用于继电保护的含变流器电力元件故障暂态快速仿真方法

针对含变流器电力元件详细模型仿真计算量大、仿真规模和仿真速度难以提高的问题,给出一种适用于继电保护的故障暂态快速仿真的方法。基于对变流器的功能和控制策略的分析,忽略变流器复杂的内部结构,仅保留其功能与控制特性,根据有功功率守恒得出其简化数学模型,最后对简化模型方程进行离散化,得到含变流器电力元件的输出工频分量的迭代方程。该方法避免了在仿真模型中大量使用分立的电力电子器件及其触发环节,从而简化了仿真模型的复杂程度,大幅降低了变流器环节的仿真计算量,提高了仿真速度。PSCAD仿真结果验证了该方法的有效性和快速性。     

西北330 kV线路弱电强磁问题的分析及采取的措施

分析了一起发生在西北330 kV线路中由线间零序互感影响而导致的纵联零序方向保护误动事件。分别从理论和定量的不同角度,深入分析了网络结构和纵联零序方向保护误动之间的联系,总结了双回线不同运行情况下纵联零序方向保护的动作行为,指出弱电强磁的网络联系是保护误动的原因,两侧零序电压反相是保护误动的必要条件。针对这种弱电强磁问题,提出采用基于故障类型的零序方向元件替代零序方向元件的解决措施,录波数据的分析结果证明了这种方法的有效性和准确性。     

用于同杆双回线保护的时域电容电流的分相补偿方法

分相电流差动保护常作为同杆双回线的主保护配置,但对于超高压及特高压远距离输电线路,分布电容电流将大到影响保护的可靠性和灵敏度。现有的电容电流补偿方法,都只补偿了单回线相间电容电流,没有考虑双回线线间电容电流的补偿,补偿效果有限。考虑了同杆双回线相间与线间的静电耦合,建立了相应∏模型等效电路,提出在时域中分相补偿电容电流的方法,不仅可以补偿相间电容电流,还可很好地补偿线间电容电流。EMTP仿真实验表明,新补偿法比原单回线的相量及时域补偿法具有更好的补偿效果,有效提高了同杆双回线上分相电流差动保护的灵敏度和可靠性,且新方法计算量小、不要求高采样率,无需引入另回线电流,适用于现有采样率不高、通道传输速率有限的继保装置中。     

利用电流固有频率的VSC-HVDC直流输电线路故障定位

电压源换流器型直流输电（voltage source converter HVDC,VSC．HVDC）线路故障暂态过程中具有相对于交流线路更强的固有频率信号。由于VSC．HVDC直流输电线路两侧并联大电容,在高频的固有频率下系统阻抗可等效为电容阻抗,其值很小,行波在系统侧近似为全反射,因此,VSC,HVDC直流输电线路的固有频率只与故障距离和波速度有关。据此,提出通过对单端电流运用Prony算法进行频谱分析,获取其固有频率进而实现直流输电电路故障定位的方法。仿真结果表明该方法可实现VSC—HVDC直流输电线路的快速、准确定位。     

适用于带并联电抗器输电线路的电流模型识别纵联保护新原理

针对两端带并联电抗器的输电线路,提出了一种基于电流模型识别的纵联保护新原理。首先采用线路分布参数模型,推导出发生区外故障时两侧电流和差比值的理论表达式,将其作为待识别的基准模型。接着构造区外故障模型误差函数用于描述实际故障数据与基准模型的符合程度。区外故障时,模型误差函数等于零;区内故障时,模型误差函数不为零,据此区分外部和内部故障。该原理考虑输电线路带并联电抗器的情况,不受分布电容影响,无需补偿电容电流;充分利用故障电流信息,不引入电压量;能够可靠、灵敏、快速地动作。ATP仿真和动模仿真结果验证了新原理的有效性。     

利用模量模型识别的VSC-HVDC输电线路纵联保护新原理

电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)输电控制系统复杂,故障承受能力差,线路保护装置动作正确率不高。文中提出了一种利用模量模型识别的VSC-HVDC输电线路纵联保护新原理。该原理将区外故障等效为正的电容模型,差动电流和差动电压导数相关系数为1;将区内故障等效为负的电容模型,差动电流和差动电压导数相关系数为-1。通过判别相关系数的正负,即可区分区内、区外故障。在实际运行中,VSC-HVDC输电系统多为双极运行,为降低极间电磁耦合的影响,采用了1模和0模量构成判据。理论分析和PSCAD仿真实验表明,新原理无需补偿输电线路电容电流,原理简单、易于整定,不受过渡电阻和控制特性的影响,在各种工况下均能快速可靠地区分区内、区外故障。     

基于快速相量提取算法的距离保护方案

傅立叶算法和最小二乘法在传统距离保护中得到了广泛应用,但2种算法均存在原理上的固有缺陷,提出了一种新的快速相量算法。该算法基于最小二乘矩阵束的原理,对补偿矩阵进行降阶处理,缩减了计算量,提高了计算效率。该方案首先利用快速相量算法提取工频分量,然后基于输电线路RL模型,利用工频测距方程,进行区内、外故障位置的判别。该方案采用的是单端电气量计算,大大提高了保护动作的灵敏性。理论分析和仿真结果均表明,该保护方案具有计算量小,精度高、受数据窗影响小等特点,具有一定的实用价值。     

基于暂态电流故障分量的直流配电网单极故障选线方法

基于两电平电压源换流器（voltage sourced converter,VSC）的中压柔性直流配电网适合风能、太阳能等分布式能源的接入,但发生单极接地故障时,其故障电流会迅速增大,保护装置必须快速识别出发生故障的线路。针对该问题,分析VSC端的单极接地故障时的暂态特征,对暂态故障电流的变化特征进行理论分析计算。根据各条线路的暂态故障电流信息的差值进行故障选线,所提方法可在3 ms内对故障快速可靠识别。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建适合辐射状中压柔性直流配电网模型,利用Matlab进行保护选线算法的验证,仿真结果表明,所提选线方法能够准确识别柔性直流配电网的单极接地故障的线路。