基于参数识别原理的串补线路距离保护

以串联补偿（简称串补）线路的暂态物理模型为基础,基于参数识别原理提出一种适用于串补线路的距离保护方法。该保护利用系统故障时的暂态信息识别串补线路的电感参数来反映故障点到保护安装处距离,克服了串补电容带来的超越问题,并将故障点相对于串补的位置转化为待识别的未知量,实现串补前故障与串补后故障算法上的统一,无需事先识别故障点...     

基于故障点位置识别的串补线路距离保护方案

分析并指出了电平检测方案存在的灵敏度不足的问题.简单介绍了利用保护测量电流、电压计算保护安装处至串补电容之间沿线各点电压的方法,并分别分析了在串补电容前和串补电容后故障以此方法所计算得到的沿线各点电压幅值的特点.在电容前金属性故障时,保护安装处至电容之间将出现电压极小值点,且电压幅值理论上为0;在电容后故障时,计算电压即使出现极值点其幅值也较高.据此提出了串补线路故障点位置识别的方法,结合传统距离保护形成了适用于串补线路的距离保护新方案.该方案能在可靠防止超越的基础上很大程度地提高距离保护的灵敏度.EMTP仿真验证了该方案的有效性和可靠性.     

关于线路串联电容后线路保护的调试研究

由于线路在串联电容后发生短路故障时，会引起某些保护（如距离保护Ⅰ段、工频变化量阻抗）超越，这与串联补偿电容的补偿度、安装位置、暂态低频分量电流大小、电压互感器位置、串联电容保护间隙等有关。在线路保护调试中对于串补电容正向以及反向故障情况的影响下，采用正序极化电压，可以有效解决保护误动与拒动。     

大房双回500 kV线路加串补对距离保护的影响

介绍超高压输电线路加串补电容对距离保护的影响，叙述并讨论了大房双回500kV输电线路加串联电容补偿后对两侧距离保护MCD－A、HLPS的影响，以及这两套距离保护适用于串补线路的动作原理和实现方法。     

串补电容引起的次同步谐振对距离保护的影响

基于实际系统参数搭建仿真模型,通过模拟仿真并观测保护测量阻抗的轨迹图,研究次同步谐振对距离保护的影响。研究表明,次同步谐振对距离保护Ⅰ段有影响,而对Ⅱ、Ⅲ段没有影响。串补线路上区外故障时,保护Ⅰ段可能误动作,而区内故障时保护不会拒动作。在非串补线路上,若保护安装点到故障点的线路上有串补电容存在,保护可能会误动。次同步谐振对距离保护Ⅰ段的影响与串补度、故障点、故障类型和串补电容安装位置都有关。对保护安装处的电压、电流进行频谱分析表明,保护误动作本质上是由于电气量中含有次同步分量,造成测量阻抗发生了偏移。     

基于补偿点阻抗的阻抗角特性的串补线路距离保护方法

将保护安装处到串补电容间线路阻抗与测量阻抗之差定义为补偿点阻抗,深入分析了串补电容前后金属性故障时补偿点阻抗的阻抗角特性.在电容前金属性故障时,补偿点阻抗的阻抗角介于70°～90°之间;在电容后金属性故障时,补偿点阻抗的阻抗角介于90°～270°之间.据此提出了串补线路故障点位置识别方法,结合传统距离保护形成了适用于串补线路的距离保护新方法.与传统的电平检测方案相比,该方法明显提高了串补线路距离保护的保护范围.EMTP仿真验证了该方法的正确性和有效性.     

基于行波固有频率的串补线路故障测距方法

串联电容及其非线性保护装置给串联补偿线路的故障测距带来了困难.在考虑串联电容及其保护装置对频率提取及边界条件影响的基础上,研究了基于行波固有频率的串补输电线路故障测距算法.该算法首先利用单端电流频率信息判断故障发生在串联电容前或串联电容后,对于发生在串联电容后的故障,需要考虑串联电容处的折反射对测距算法的影响,然后依据故障距离与固有频率、边界条件间的数学关系进行精确测距.大量仿真结果表明该算法不受故障距离、故障类型和过渡电阻的影响,具有良好的测距精度和适应性     

串联电容补偿线路的相差保护特性研究

高压输电线路上靠近串补电容处发生故障时,由于电容的补偿作用,线路两端电流、电压的相位差可能达到180°,远远超出了传统相差保护的整定值,导致保护无法判别故障。为此,作者提出一种改进算法,对故障时的暂态电流信号进行小波变换,获取暂态相位差值作为保护动作的依据,并考虑了金属氧化物变阻器不能导通时串补电容对保护性能的影响。仿真结果表明,改进算法能快速准确地判断故障区域,弥补了传统保护的缺陷,且不受串补电容补偿度、安装地点的影响,对普通线路同样适用。     

串补线路故障点位置的模型识别方法

文中提出了一种判断串补线路单相接地故障时故障点相对于串联补偿电容位置的模型识别方法，该方法通过比较不同模型计算出线路电感值的离散度来识别故障位置。将该方法和传统的距离保护相配合，可以解决传统距离保护在串补线路中超越的问题，使得距离Ⅰ段可以按全线阻抗整定，而不必考虑电容的容抗，很大程度地提高了距离Ⅰ段的灵敏度。判别过程仅利用MOV导通前一段时间的暂态量数据，不受MOV非线性特性的影响，避开了MOV导通后串补电容上电压准确值难以获得的问题。该方法仅利用单端电气量，无需通讯通道；数字仿真结果表明：该方法具有很好的适应性，适合于各种电压等级、各种频率的系统，线路各处故障。     

串补电容对相量比较式距离继电器稳态影响的理论分析

本文首先对输电线路距离保护原理进行了重新分类,接着给出了相量比较式距离继电器的核心思想,在补偿度为40%的输电线路上,以方向阻抗距离继电器和零序电抗型距离继电器为例,从理论上详细分析了串补电容安装在输电线路上不同位置,对相量比较式距离继电器造成的稳态影响,得出了串补电容安装在线路首端时对这两种相量比较式距离继电器无稳态影响、串补电容安装在线路中间时两种相量比较式距离继电器失效的结论。     

特高压混合无功补偿线路接地故障开断特性

由分级可控高抗与串补装置组成的混合无功补偿应用于特高压电网时,输电线路发生接地故障,断路器两端的暂态恢复电压(TRV)会受混合无功补偿相关因素的影响而表现出不同的特征。在建立特高压接地故障电网简化模型的基础上,应用理论分析的方法推导在串补电容器组未被短接工况下,断路器开断时其两端瞬态恢复电压上升率(RRRV)及TRV峰值的计算表达式。针对不同时间短接串补电容器组,仿真分析了TRV的波形特征和混合无功补偿度对断路器开断特性的影响。结果表明,串补电容器组未被短接时,架空线路长度固定,RRRV和TRV峰值随着故障距离增加而降低,架空线路长度超过1 100km时,发生接地故障时系统会发生谐振,未达到谐振长度时RRRV和TRV峰值随架空线路长度增加而升高。串补电容器组被短接时的电源工频电压幅值越大,断路器越难以开断,串补和分级可控高抗的补偿度增大利于断路器开断。     

带串联电容补偿装置的电力牵引网故障测距研究

电力牵引网故障测距一般采用电抗法,但增加了串补电容的电力牵引网线路电抗单调性遭到破坏。基于线路R-L-C模型,采用微分方程法分析计算,提出带串补线路电力牵引网故障点位于电容前或电容后位置的识别方法。对于不同过渡电阻、不同短路相角情况下,基于可替代暂态程序仿真和Mallab的分析表明,该方法能有效判别故障点位于电容前或电容后的位置。此后,可通过常规的电抗法进行测距。     

串联补偿电容器在超高压输电系统中的应用

介绍了外熔丝电容器与内熔丝电容器在串联补偿装置中的应用及其优缺点,指出了故障电容器元件对分布电压的影响;分析了金属氧化物变阻器(MOV)、触发间隙、旁路断路器的作用,提出了限制电容器组上的过电压,保护电容器组的措施,以及对串联补偿装置操作的顺序与控制方法。     

配电网固定串联补偿多目标优化

为了更好地利用固定串联补偿电容器改善网架薄弱、供电半径大以及长线路末端有重负荷配电网的电压偏差,研究了确定固定串联补偿电容器选址定容的多目标优化方法。以电压整体偏差、串联补偿容抗和有功网络损耗最小为目标建立配电网固定串联补偿多目标优化模型。基于灵敏度方法和固定串联电容器减小线路电压损耗的原理确定安装固定串联电容器候选线路和补偿容抗取值范围。运用带精英策略的快速非支配排序遗传算法求解建立的模型。算例验证了方法的可行性和有效性。结果表明串联电容器能够有效地提高电压质量和降低有功网络损耗。     

500kV串联补偿装置过电压保护研究

串联补偿装置的过电压保护直接关系到串补站的投资和电网的安全运行,在工程设计中至关重要。本文利用电磁暂态仿真程序EMTPE,对冀北电网某500 kV串联补偿工程进行了串联补偿装置的过电压保护研究,采用带火花间隙金属氧化物限压器MOV的方案保护串联补偿电容器,建立了系统等值计算模型,计算了发生各种区外故障时MOV的最大放电电流和最大能耗,从而确定了MOV的启动电流和启动能耗;计算了区内故障时MOV和阻尼电阻的最大能耗水平,计算结果可供工程参考。     

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R-L模型的串补线路距离保护方案

针对串补线路故障特性更为复杂,造成距离保护难以正确动作的问题,提出了一种利用单端信息的串补线路故障测距方案。以R-L模型为基础,根据串补前及串补后故障线路参数的不同,给出了2个测距计算模型。利用该模型计算出的电阻值与实际电阻值的对比,可准确判断故障点相对串补装置的位置。若故障发生在串补装置前,则直接驱动断路器跳闸;若故障发生在串补装置后,则利用串补后的故障计算模型,判断出故障位置。该方法可以较好地解决传统距离保护在串补线路中的暂态超越问题,同时,利用MOV导通前的暂态信息,避开了MOV导通初期串补电容电压难以获取的问题,极大地提高了距离保护的可靠性。利用PSCAD仿真验证了该方案的可靠性和有效性。     

带有串联电容补偿装置的10kV配电网线路短路故障暂态过程研究

配电网是电力系统直接连接用户的关键供电环节。采用串联电容补偿装置来补偿线路电抗的串补技术,在输电线路中可提高交流输电线路输电容量、提高系统的稳定性等优点。串补在配电网中可以改变线路R-L-C参数,有效改善沿线电压质量,但串补的接入会影响配电网的暂态过程,因此需要研究串补的暂态工作特性尤其是发生概率居首位的短路故障下。本文以陕西地区一条典型的10 kV配电线路为例,基于先前的研究成果,在线路串补安装位置及补偿度最优补偿方式下,计算分析了线路不同短路故障下的电磁暂态过程及其影响,获得了串补电容保护装置配置参数对暂态过程的影响规律和保护效果。     

串联电容器极间介质设计场强选择

分析了串联电容器在各种工况下可能出现的过电压水平,并以此确定了串联电容补偿装置过电压保护器的保护水平电压Upl。以高压全膜并联电容器的极间介质设计场强为基准,得到了串联电容器在线路不同事故负荷电流和保护水平Upl时的宜用介质工作场强。建议带有串联电容补偿装置的线路按(N-1)方式运行时,其事故负荷电流不要超过1.4pu,以免串联电容器极间介质工作场强过低,导致串补装置设计成本过高。     

含DAB型直流变换器的中低压直流配电系统极间短路故障穿越方法

极间短路故障是直流配电系统中最为严重的故障类型,当含双有源桥(DAB)型直流变换器的直流配电系统中压侧发生极间短路故障时,DAB闭锁,低压侧电压大幅下跌,故障清除后恢复速度较慢。为解决上述问题,提出了一种新型故障穿越方法。通过对传统DAB结构进行改进,增设故障电流阻断模块和补偿电容支路,能在故障发生后迅速识别、切断故障并投入补偿电容。故障持续期间,DAB无需闭锁,依靠模块电容以及补偿电容向低压侧负荷进行供电,有效改善了低压侧电压跌落。故障清除后电容能够快速充电至正常运行状态。PSCAD/EMTDC平台中的仿真结果验证了所提方法能够有效减小中压侧极间短路故障对于负荷的影响,并且具有良好的故障恢复特性。