串补线路故障特征分析

串联补偿电容器的存在,使得高压输电串补线路阻抗出现非连续性,对目前广泛采用的继电保护原理产生影响。以750 kV电压等级的串补输电线路为模型,用EMTP仿真建模,给出了最小二乘矩阵束法分析线路故障后电流信号中的自由分量分布以及衰减情况,得到串补输电线路的故障特征。仿真结果表明,利用最小二乘矩阵束法可以在故障后快速识别出信号频率及相应的衰减时间常数,给出保护安装处实际感受到的谐波变化情况。该方法适合于暂态谐波分析,为分析故障暂态对保护的影响提供一定的指导意义。     

特高压交流线路故障谐波分析

针对特高压线路典型分布参数特性,利用现代信号处理方法-最小二乘矩阵束法实时分析故障电流谐波。以1000 kV电压等级的输电线路为模型,用EMTP仿真建模,给出了最小二乘矩阵束法分析线路中间和末端发生单相接地和三相短路时的故障信号中的自由分量衰减特征。仿真结果表明,最小二乘矩阵束法以衰减指数函数为模型,能够快速、准确地计算出故障信号中的频率分布、相应的频率衰减时间常数以及含量。同时也给出了电科院1000 kV的动模波形和EMTP仿真波形的结果比较。动模分析结果表明,仿真模型合理,该方法很适合于暂态谐波分析,为分析暂态量对保护的影响提供指导意义。     

考虑串补电容的超高压输电线路暂态保护判据研究

超高压输电线路发生故障时，线路上的串补电容及其保护回路都将在故障时产生附加的暂态分量，利用同一时间段内不同频率分量的衰减程度不同区分区内、区外故障或利用高频暂态量电流信号奇异点(突变点)的奇异性区分区内、区外故障的单端暂态量保护判据，并不适用于带有串联补偿电容的输电线路。给出了一种适用于带有串补电容的输电线路暂态保护新判据．并通过理论分析及算例仿真，证明了其可行性。     

基于信号复杂度的串补线路单端暂态保护

随着静态同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)的不断发展及应用,其构成和控制的复杂化对传统超高压输电线路保护提出了挑战,需对含SSSC的输电线路保护原理进行深入的研究。为此,运用串补输电线路的频域模型,分析了串补输电线路故障时故障电流的频率特征。分析结果表明,当串补线路区内、外发生故障时,保护安装处获得的频率分量的含量明显不同。对串补线路区内、外故障时的暂态高频信号频率成分的复杂度进行仿真分析,根据信号复杂度的变化特征,提出一种适应于串补线路的单端暂态量保护新方案。仿真结果表明,该方案性能不受故障类型、故障位置、过渡电阻、故障初始相角和串补度的影响,且具有良好的适应性和灵敏性。     

基于异构边界的串补输电线路单端量全线速动保护原理

针对串补给线路距离保护带来的超越误动问题,提出了一种基于异构边界的串补输电线路单端量全线速动保护原理。该原理将安装于线路一侧的串补装置作为线路保护范围的异构边界,利用单端测量信息构建R-L微分方程求解故障距离,并采用最小二乘算法对故障距离进行拟合估计,根据测距结果的拟合误差可以判断故障点与串补电容之间的相对位置关系,从而实现串补线路的全线速动保护。所提方法应用等传变理论克服了电容式电压互感器暂态传变误差以及线路分布电容对故障测距精度的干扰,仿真表明能够在40 ms内快速切除串补线路的内部故障。     

基于频域模型识别的串补线路保护方案

为解决目前带串补线路的距离保护可靠性和灵敏性不足的问题,提出一种基于频域模型识别的带串补线路的距离保护方案。利用最小二乘矩阵束方法,准确获取电力系统故障暂态过程中各频点的电压电流相量,通过列写基于分布参数的输电线路端口电压方程,构建串补输电线路全频带模型误差函数。利用全频带误差模型和工频量故障定位结果,识别故障点相对于串补电容的位置,若故障位于串补电容前,则直接驱动断路器跳闸;若故障位于串补电容后,则根据传统的电平检测逻辑动作。该方法仅利用单端量电气量,不受串补电容器和金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)(或称限压电阻)的影响,提高了串补输电线路单端量保护的性能。仿真结果验证了该方法的有效性和实用性。     

特高压直流输电线路和边界频率特性研究

根据云广特高压直流输电系统实际参数,建立特高压直流输电线路以及由平波电抗器、直流滤波器和PLC滤波器所构成的特高压直流输电线路边界的频域模型,分析特高压直流输电线路和线路边界的频率特性。对特高压直流输电线路及其边界对故障暂态信号高频量的衰减作用,以及故障位置对保护安装点所检测到的故障暂态信号高频量的影响进行了研究。研究结果表明,边界和线路对暂态信号高频量的衰减作用大小和故障与保护安装点的距离有关,当故障发生点与保护安装点的距离大于　－lnG（j ω）／α时,线路对频率为ω／（２π）高频量的衰减作用将大于边界的衰减作用。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对特高压直流输电线路及其边界对故障暂态信号高频量的衰减作用进行仿真验证,仿真结果证明了上述结论的正确性。     

一种特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理

平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器构成特高压直流输电线路现实边界。分析特高压直流输电线路边界以及特高压直流输电线路的频率特性,研究特高压直流输电线路以及边界对故障暂态电压信号高频量的衰减作用。分析现有特高压直流输电线路暂态保护原理的保护范围,指出现有利用保护元件区分本侧区内外故障的特高压直流输电线路暂态保护原理并不能实现特高压直流输电线路全线保护。综合考虑特高压直流输电线路边界和线路对故障暂态信号高频量的衰减作用,提出利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对所提出的特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理进行仿真验证。     

基于暂态电流信号的EHV输电线路保护新方案

提出了一种基于单端电流暂态信号小波变换的超高压输电线路快速保护方案。利用单端暂态电流信号的小波变换模极大值,对电流信号的李氏指数进行最小二乘法估计,来判断故障线路。通过大量ATP仿真证明,在各种故障情况下该保护算法能准确、可靠地动作。     

应用可控串补交直流系统暂态稳定性研究

建立了东北电网220 kV及以上电压等级系统的详细机电暂态仿真模型,采用PSASP程序对2010年伊冯串补输电系统的暂态稳定进行仿真计算。研究伊冯串补线路各点故障对伊敏地区交直流输电系统暂态稳定性的影响,确定制约伊冯输电系统送出能力的最严重故障点,分析了可控串补对伊冯系统暂态稳定性的影响,提出了解决伊冯串补线路暂态稳定问题的控制措施。仿真结果表明:呼辽直流工程投运后,制约伊敏电厂外送能力的伊冯线路故障问题,可通过快速切除机组和解列交直流系统的措施得到解决,应用可控串补装置有利于提高系统的暂态稳定水平。