混压同塔四回线路跨电压故障选相元件动作分析与对策研究

混压同塔四回线发生跨电压故障时,零序互感的存在会对各相故障电流产生较大的影响。针对混压同塔四回线路中发生跨电压不接地故障的情况,主要分析了故障相电流的特征及电流选相元件的动作情况,采用改进复合序网的方法求解故障电流。利用相量图详细讨论了跨电压故障的电流特征及其对相电流差突变量选相元件的影响。针对混压同塔线路跨电压故障可能存在的误选相问题,提出一种基于相电流差突变量与相电流突变量相结合的综合选相方案,以实现正确选相。基于PSCAD/EMTDC对混压同塔四回线的各类跨电压故障进行大量仿真实验,验证了理论分析的准确性。     

基于单端电气量的不对称参数同塔四回线选相方法

不对称参数的同塔四回线具有不同的自感参数,无法使用传统的12序分量法进行解耦,因此采用相线解耦法对其进行解耦,并将相电流分解为12个独立的序电流分量,解决了同塔四回线中的互感耦合问题。线路发生故障时,利用故障边界条件得到序分量之间的关系。在不同回线上发生故障时,穿越序分量与环流序分量的序电流相位分别呈现出同相或反相的特征;同一回线发生不同类型故障时,序分量电流之间满足固定的幅值关系;同一类型的不同相序故障时,序分量相位差满足特定关系。考虑故障点分布系数对保护测量装置的影响,提出适于不对称参数同塔四回线发生单回线故障时的故障识别方法,并构造了相应的选相判据,给出了选相流程和方法。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,此选相方法具有良好的选择性,不受故障类型,故障点的位置以及过渡电阻的影响。     

混压部分同塔双回线跨电压故障短路计算

混压同塔输电线路可分为完全同塔和部分同塔两大类。由于其特殊的架设方式,跨电压故障时有发生。该文基于复故障分析法,针对部分同塔情况(完全同塔可视为其中一个特例),提出了一种新的跨电压故障短路电流计算方法。首先,将跨电压故障等效为系统发生复故障,通过网络等效化简,可得各序等效二端口网络;其次,选定故障基准相,针对不同的跨电压故障情况,分析其边界条件,并分解为基准相的对称序分量;进一步,根据复故障中两特殊相与基准相的差异,利用两组移相变压器连接各序二端口网络,得到跨电压故障下的系统复合序网,并据此求解短路电流。最后,在PSCAD中搭建500 k V/220 k V混压部分同塔双回线模型,仿真验证该方法的准确性。     

基于暂态量的同塔双回线路故障选相研究

提出了一种基于暂态量的同塔双回线路故障选相方案。该方案利用小波变换工具提取各相故障电流分量的暂态能量,以暂态能量构成选相判据。根据同塔单、双回线故障选相等价原则进行故障相初步判别,在此基础上根据暂态能量大小进行同名相选线,进一步精确识别故障相,从而形成一套完整的基于双回线单端暂态量的故障选相方案。通过PSCAD/EMTDC软件对不同故障类型、故障位置、故障时刻以及不同过渡电阻情况的仿真,验证了该选相方法的可行性。     

基于无功电流波形相关性的逆变型电源电站送出线故障方向判别原理

受逆变型电源弱馈、电源阻抗变化等故障特性的影响,使用正序电压或记忆电压作为极化电压的方向元件可能会出现误动作的情况。为了解决该问题,提出了一种基于无功电流波形相关性的故障方向判别原理。利用故障期间逆变型电源与同步发电机正序电流的差异,通过计算无功电流测量波形与参考波形的相关系数判断故障方向。当逆变型电源侧发生正向故障时,无功电流测量波形与参考波形基本一致;发生反向故障时,无功电流测量波形与参考波形存在显著差异。仿真结果表明：提出的保护判据在不同的故障情况下都能够可靠、灵敏地判断故障方向。     

混压同塔四回线强电弱磁系统跨电压不接地故障短路计算

目前对于同塔四回线路的研究多基于十二序分量法,然而十二序分量法矩阵阶数较高,计算复杂,且仅适用于线路参数对称的情况。提出一种基于经典对称分量法的故障分析新方法,将混压同塔四回线强电弱磁系统分为强电联系的等效电流源系统及弱电强磁系统两部分;然后,分别计算两部分电源提供的短路电流;最后将两部分故障电流叠加,得到强电弱磁系统的故障电流,避免了高阶矩阵运算,物理概念清晰,可实现跨电压不接地故障电流的准确计算。在PSCAD中搭建500kV/220kV混压同塔四回线不同类型不接地故障模型,仿真与计算结果相比较,验证了所述方法的正确性。     

基于相关分析和模糊推理的故障选相元件

提出了一种基于相关分析和模糊推理的故障选相元件。利用电流的故障分量提取出正、负、零序电流,然后对正、负序电流进行相关分析,利用模糊集合对相关系数建立多特征判据进行选相。该方案选相快速,不受过渡电阻、故障初始角的影响,与电流突变量差选相元件相比提高了在高阻接地时选相的灵敏度和两相接地短路时选相的可靠性。仿真结果验证了该选相方案的有效性。     

相间接地故障时常规选相元件动作行为分析及改进措施

针对高压线路相间接地故障时两故障相对地电阻可能不均衡的现象,通过对典型相间接地故障模型进行分析,总结出故障电流特点,并分析了此类故障情况下两种典型选相元件的动作行为。在此基础上,提出了相电流突变量的附加选相判据结合序分量的选相判据的综合选相方法。PSCAD和RTDS仿真表明两故障相对地电阻不对称的相间接地故障时,可能导致距离保护常规单独基于相间电流突变量原理和序分量原理的选相元件不正确动作,并验证了提出的综合选相方法的有效性。     

基于三序差动电流相近原理的零序电流差动选相

提出了一种基于三序差动电流相近原理的零序电流差动选相元件,利用相量图分析了输电线路接地故障时各相三序差动电流的电气特征。分析表明,单相接地故障时故障相三序差动电流大小相等、方向相同。根据该特征,通过比较三序差动电流识别单相接地故障相,选相判据中选取零序差动电流作为极化量,自适应调整选相判据的动作区,保证两相接地故障时选相判据不动作。利用RTDS进行了仿真验证,仿真结果与理论分析一致,该选相元件灵敏度高,不受负荷电流的影响,能够准确识别单相接地故障相。     

适应于逆变型风电接入系统的改进故障序分量选相方法

针对传统故障序分量选相元件在逆变型风电接入系统中可靠性较低的问题,提出了一种改进的故障序分量选相方法。首先,分析在最新风电场低电压穿越策略下,风电侧的故障序阻抗特性及传统故障序分量选相元件的适应性。然后,利用负正序、负零序阻抗相位差等效正负序、零负序电流分支系数相位差,以补偿传统序分量选相判据的相角误差。最后,采用补偿后的故障序电流相位差作为选相判据,实现了故障相的判别。同时通过调整零负序选相分区,使其具有较好的耐过渡电阻能力。仿真实验表明,在不同故障类型、故障位置和过渡电阻下改进选相方法均能可靠地选出故障相。     

同杆并架双回线保护选相元件研究

该文对几种常用的故障选相元件在同杆并架双回线故障下的动作行为进行了研究，提出了一种选相新方法。研究表明相电流差突变量、稳态电流序分量等选相元件在发生某些跨线及转换性故障时会误选相。在对跨线及转换性故障特点进行分析的基础上提出了一种新的基于单回线单侧电压电流量的综合选相元件，这种选相元件是在比较故障相电压的基础上判别故障相电流的相位条件来实现的。试验表明这种选相元件与相电流差突变量、稳态序分量选相元件配合可以较好地解决同杆并架双回线故障下特别是跨线及转换性故障下的正确选相问题，保护利用分相式通道在判别两侧选相结果后可实现选相跳闸。     

同杆并架双回线故障选相研究

综合运用模态变换和六序分量法分析同杆双回线的故障特征。模态量在发生单回线故障和同名相跨线故障时特征明显,适用于此种故障的选相;而六序分量法在分析非同名相跨线故障时具有明显的优势。结合这2种方法提出一种相对简单实用的同杆双回线系统各种故障判别的新方案。理论分析和仿真测试表明,该方法能够在各种运行条件和故障情况下正确选相。     

同杆并架双回线基于电流突变量的综合选相

相电流差突变量选相元件在单回线故障中具有良好的选相性能,但在同杆双回线跨线故障中可能误选相.利用六序故障分量的分析方法,分析了相电流突变量在同杆双回线跨线故障中的幅值和相位特征,给出了其相位比相方程.在此基础上,提出了一种运用测量阻抗和方向元件相结合的综合选相方法,并给出了选相流程图.仿真结果表明,在双回线简单故障和跨线故障时,基于单回线单端电气量的同杆并架双回线综合选相方法具有较理想的选相性能.     

同塔混压四回电力线路电磁环境分析

电磁环境问题是制约同塔多回线路建设的一个关键问题.介绍了宁波市电力设计院有限公司设计的220、110kV同塔混压四回电力线路的4种主要杆塔类型,以其中一种杆塔为例,计算了工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声这4个方面对电磁环境的影响,提出了改善电力线路电磁环境的措施,最后讨论了220、110kV同塔混压四回路电力线路的最优、最差相序布置方式.     

同杆并架双回线保护选相实用算法的研究

对高压同杆并架双回线保护现状进行分析,阐述了不同类型保护在双回线故障时的判别情况,总结出传统保护算法的优缺点,研究了同杆并架双回线故障特点及选相的原理,提出了一种实用的故障稳态量选相算法.以一次220 kV同杆并架双回线路跨线故障为例,对故障进行分析,分析结果与实际故障情况一致,验证了算法的可行性.     

基于阻抗比较的同杆并架选相新方法

首先对综合比相阻抗继电器在同杆并架双回线故障下的动作行为进行了研究,在此基础上提出一种结合综合比相继电器的选相新方法。这种选相元件根据改进后的综合比相继电器的选相结果,参考测量阻抗值对已选出的动作相再次进行筛选。同杆并架的后备距离保护应用此选相元件,通过适当的整定配合,能可靠地区分靠近线路末端跨线故障和区内相间故障,提高距离保护I段的正确动作率。数字仿真结果表明,基于阻抗比较的同杆并架选相新方法受同杆并架线路拓扑结构和对称性等因素影响小,能保证后备距离保护I段在各种线路运行方式下正确选相跳闸。     

基于站域信息的同杆双回线接地距离保护优化方案

基于单间隔电气量的接地距离保护由于受到同杆双回线线间互感的影响,存在故障线路距离测量不准确、非故障线路易发生反方向误动和末端故障超越等问题.利用智能变电站中跨间隔站域信息高度共享的特点,构建了同杆双回线单元式保护配置方案,设计了过程层信息获取及交互的实现方案.利用双回线的断路器位置和接地刀闸位置信息自适应地选择零序补偿系数;利用双回线六相电流信息和六序分量法实现故障选线和选相,根据选线结果实现对故障线路的接地距离保护的邻线零序电流自适应补偿,而对非故障线路不再使用邻线零序电流补偿.理论分析和数字仿真验证表明,所提单元式配置和接地距离保护优化方案可以实现双回线中故障线路接地距离保护的自适应邻线零序电流补偿,并解决了盲目进行邻线零序电流补偿造成的非故障线路反方向误动的问题.     

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。     

混压同塔四回线跨电压不接地故障下的距离保护适应性分析

混压同塔多回线输电方式因其具有传输容量大、占用土地资源少等优势,在国内外得以较多应用。两个不同电压等级线路间的跨电压故障是混压同塔输电方式下的一种常见故障形式,已有文献开展了跨电压接地故障对距离保护的影响研究。但对于跨电压不接地故障,因其分析更为复杂,尚未见相关研究。以跨电压不接地故障为研究对象,分析了其对接地距离保护和相间距离保护的影响。基于复合序网的混压同塔多回线跨电压故障分析方法,计算分析了跨电压不接地故障时测量阻抗的变化规律,得出其大小与故障点位置和两不同电压系统特殊相电源相角差有关的结论,并进一步指出其与接地故障下的测量阻抗区别及其原因。同时对非完全故障相的相间距离保护的动作情况进行了讨论,指出其存在误动的可能性。最后,在PSCAD中构建了500 kV/220 kV混压同塔四回输电线路模型,通过大量仿真实验,验证了理论分析的正确性。