基于采样值相关法及改进型判别超高压输电线路的故障性质

提出一种基于采样值相关性及改进型分析的电力系统单相自适应重合闸方法,能够在各种运行方式下正确区分瞬时性故障与永久性故障,从而提高了线路的重合闸成功率。在分析断相后各电气量特性的基础上,该方法用采样值经滤波后进行相关分析来判别故障性质,并提出用一次改进相关型及二次改进相关型判别线路的故障性质。在长线重负荷等对传统判据不利的因素下,对以上3种相关型算法进行综合比较,得出3种相关型应用于各种故障性质判据的适用性,并得出最优的判别方法。FMTP仿真测试表明以上算法的可行性,该新算法在微机保护装置中具有实时应用的前景。     

一种改进相关系数法在单相自适应重合闸中的应用

提出了一种利用采样值改进相关系数的单相自适应重合闸方法,可以准确识别出各种运行方式下发生的瞬时性故障和永久性故障。在分析单相瞬时接地和永久接地,线路两端断路器跳开后的电气量的基础上,利用经过滤波的采样值,进行相关性的分析,以此来判别故障的性质。Matlab仿真验证了该算法的可行性,易于硬件实现。     

一种改进相关系数法在单相自适应重合闸中的应用

提出了一种利用采样值改进相关系数的单相自适应重合闸方法,可以准确识别出各种运行方式下发生的瞬时性故障和永久性故障.在分析单相瞬时接地和永久接地,线路两端断路器跳开后的电气量的基础上,利用经过滤波的采样值,进行相关性的分析,以此来判别故障的性质.Matlab仿真验证了该算法的可行性,易于硬件实现.     

基于电压谐波信号分析的单相自适应重合闸

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。经研究提出了一种新型的区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当故障发生时，对于不同的故障性质（瞬时性故障或永久性故障），重合闸安装处母线的电压信号在不同时刻所蕴含的谐皮分量有所不同。根据对故障电弧电压信号的具体分析，提出了判别故障性质的奇次谐波能量判据，该判据适用于发生金属性故障或经过渡电阻故障时判故障性质。通过EMTP软件中的TACS功能对电弧故障的大量仿真，验证了该算法的有效性和准确性。且该判据仅利用了电压信号，所以基于此判据的单相自适应合闸是易于实现的。     

适用于高压电缆-架空线混合线路的新型重合闸方案

针对高压电缆-架空线混合线路的重合闸问题,提出一种基于连接点电流相位特征的混合线路新型重合闸方案.首先,推导混合线路不同区段发生单相接地故障时,故障发生前后流经混合线路连接点的故障相电流和系统两侧故障相电压之间的相位关系,由此求出故障前后流经连接点的故障相电流相位变化的表达式;然后,根据系统参数特性,分析得出不同区段发生单相接地故障时,上述表达式呈现不同的特征,能够有效判别故障区段,由此提出重合闸动作的判据;最后,阐述了基于该判据的混合线路重合闸方案.PSCAD仿真结果表明,所提方案能够准确判别混合线路的故障区段,从而使重合闸正确动作.     

三相不对称输电线路单相自适应重合闸的研究

针对某些情况下故障性质判别灵敏度不足的问题,提出了三相不对称输电线路单相自适应重合闸故障性质判别方法。建立了三相不对称输电线路等效电路,推导了断开相恢复电压的计算公式,分析了不同故障性质情况下影响恢复电压幅值大小的因素。研究表明恢复电压幅值受故障性质、潮流方向和大小、故障相别及故障位置的影响。据此提出了新的故障性质判别方法,不同情况下采用相应的判别门槛值。EMTP仿真结果验证了该方法的正确性和有效性,能够提高重合闸成功率。     

基于缺相耦合电压特性的同杆双回线路非跨线故障综合重合闸策略

常规同杆双回线路重合闸策略由于三相抵消原理,其故障相存在的互感电气量非常小,容易受到线路干扰造成误判,重合于永久性故障。提出了一种适用于接地故障的基于缺相耦合电压特性的故障性质判据及综合重合闸策略,对健全线进行了缺相处理,增大了故障线耦合电气量幅值,并增加了非跨线接地故障性质的识别准确度。为使该策略适用于同杆双回线路相间故障和三相故障性质判别,提出在线路装设接地开关的方案,实现了对非跨线非接地故障的快速准确识别。在PSCAD/EMTDC平台上构建仿真模型,验证了该重合闸策略的可行性。     

基于电弧复小波检测的单相自适应重合闸

提出一种单相自适应重合闸的新方案.该方案利用复小波分析来检测电弧产生的谐波,并以此区分输电线路的单相瞬时性故障和永久性故障.故障发生后,对于不同的故障性质,线路首端重合闸安装处的电压谐波含量是不同的.根据电压谐波含量的特征,提出利用复小波相位和幅值的新算法综合判别来快速确定线路的故障性质.该方法可以在熄弧之前进行判断,保障了最佳重合时间.线路故障仿真验证了该算法的有效性和实用性.     

基于电弧复小波检测的单相自适应重合闸

提出一种单相自适应重合闸的新方案。该方案利用复小波分析来检测电弧产生的谐波,并以此区分输电线路的单相瞬时性故障和永久性故障。故障发生后,对于不同的故障性质,线路首端重合闸安装处的电压谐波含量是不同的。根据电压谐波含量的特征,提出利用复小波相位和幅值的新算法综合判别来快速确定线路的故障性质。该方法可以在熄弧之前进行判断,保障了最佳重合时间。线路故障仿真验证了该算法的有效性和实用性。     

基于参数识别光伏接入配网永久性故障判别方法

为了解决光伏系统接入配电网前加速自动重合闸重合于永久性故障的问题,提出了适用于光伏接入配电网的三相重合闸永久性故障判别方法。该方法以线路瞬时性故障为参考模型,通过建立线路故障线模分量数学模型,采用最小二乘算法识别线路相间电容,根据相间电容识别误差大小建立了永久性故障识别判据。当线路发生瞬时性故障时,识别值与实际值接近;而当线路发生永久性故障时,识别值与真实值差异较大。通过在PSCAD下建立仿真模型,对光伏接入配电网线路发生瞬时性故障和永久性故障进行仿真。仿真结果表明,该方法能够正确识别光伏接入配电网线路的故障类型,从而验证了该方法的正确性与有效性。     

采用分相重合方式的风电送出线路自适应重合闸策略

风电机组对负序电流耐受能力不强，当风电场(群)能量馈出通道不止一条时，风电送出线路多采用三相一次重合闸。若风电送出线路未配置并联电抗器，线路三相跳闸后，缺乏耦合回路，为自适应重合闸故障性质判定带来了困难。针对上述问题，提出一种能够适用于风电送出线路的新型自适应重合闸策略。该策略采用单侧分相重合的方式，以应对多种风电送出线路故障，并构造了相间电容耦合回路；该策略基于电容耦合特性，采用电压幅值判据，实现对故障性质及故障熄弧时间的快速、准确判定。理论推导和基于PSCAD/EMTDC平台仿真实验证明，所提自适应重合闸策略能够避免对风电机组注入负序电流，同时显著提升风电送出线路重合闸成功率，保证风电场(群)电能外送的连续性。     

基于测度分析及模糊集理论的单相自适应重合闸研究

提出一种基于模糊集合理论的电力系统单相自适应重合闸优化算法。该算法能够正确进行瞬时故障与永久故障的区分。当瞬时性故障发生时，在短路点电弧熄灭后的恢复电压阶段，断开相各电气量的关系与永久性故障将有本质的不同。在详细分析断开相工频电气量的基础上，用滤波后的采样值对4种判据建立3种相似性测度及模糊隶属函数：用绝对值指数法确定幅值的隶属度，用相关系数测度建立2种相位判据的隶属度，用数量积法确定功率方向的隶属度，并进行模糊综合故障性质识别。给出了相应的模糊数学模型。经过大量仿真试验，获得了满意的效果。     

基于波形相似度特征的多端柔直电网故障自适应重合闸方案

针对多端柔性直流电网工程中架空线路重合闸原理缺乏选择性、容易重合于永久性故障而造成二次冲击的问题，当前已有一系列基于单端量的重合闸原理，但是此类重合闸原理存在全线耐受过渡电阻能力不足甚至在区内两端存在死区的问题。此外，有些保护方案在注入判别信号时还存在需要增设附加装置或辅助控制方式的缺点。为此，尝试通过双端量通信的方式解决上述问题。首先，分析了瞬时性故障与永久性故障下的对侧线模行波的故障特点；随后，结合不同故障性质的特点得出了对侧线模电流推演值与测量值间波形相似度的差异性，并提出一种基于Hausdorff距离算法的相似度差异性量化方法；得益于双端量判别方式对注入信号形态的要求较单端方式大为降低，提出了一种无需增设附加装置或辅助控制的直流断路器(DCCB)注入信号生成方式；最后，形成了一种基于波形相似度特征匹配的自适应重合闸方案。仿真结果表明所提重合闸判据有效保护范围可覆盖线路全长、有较高耐受过渡电阻能力、并具有良好的适用性。     

带并联电抗器的交流特高压输电线路单相自适应重合闸故障识别方法

为使单相自适应重合闸避免重合于永久性故障,需对线路故障类型进行准确的识别。笔者针对带并联电抗器的交流特高压输电线路,计算瞬时性故障与永久性故障时中性点小电抗电压与故障线路端电压幅值比,分析发现,两种故障情况下其比值明显不同,因此利用中性点小电抗与故障线路端电压幅值比为判据,可准确判别瞬时性与永久性故障。大量ATP/EMTP仿真结果表明,该方法可以有效识别不同故障类型,且判别方法简单可靠性高。     

适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略

同杆双回线发生接地故障采用传统跳闸策略时可能会产生负序分量,传统自动重合闸方案在合闸前不判定故障性质,重合失败时将影响系统稳定性。针对该问题,提出了一种适用于带并抗的同杆双回线接地故障改进跳闸与分相自适应重合闸策略。首先,通过建立带并抗的同杆双回线各相之间的耦合模型并对其进行分析,提出了一种能够避免负序分量注入系统的改进跳闸策略。其次,分别对瞬时性故障和永久性故障情况下的故障相并联电抗器电流特征分析,提出了基于故障相并联电抗器微分栅电流的故障性质判据。最后,结合改进跳闸策略和故障性质判据,形成了适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略。PSCAD/EMTDC仿真验证了所提改进跳闸与分相自适应重合闸策略能够避免负序分量注入系统,以及在不同接地故障类型、故障位置和过渡电阻情况下都能保证输电线路重合成功率。     

单相自适应重合闸相位判据的研究

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。提出了一种新型区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当瞬时性故障发生时，短路点电弧熄灭后，在恢复电压阶段，断开相电压的大小及其相位都与永久性故障情况有本质不同。在详细分析断开相电压工频分量组成部分的基础上，利用它们的相位特性，提出了单相自适应重合闸的相位判据，并针对输电线路的实际参数、运行方式以及故障条件对判据的影响做了详尽分析，结果表明，相位判据可以准确判定故障性质。该判据方法简单、可靠，而且仅利用单端电气量，易于实现。EMTP仿真测试和现场录波数据测试都验证了该判据的有效性和准确性。     

单相自适应重合闸相位判据的研究

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。提出了一种新型区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当瞬时性故障发生时，短路点电弧熄灭后，在恢复电压阶段，断开相电压的大小及其相位都与永久性故障情况有本质不同。在详细分析断开相电压工频分量组成部分的基础上，利用它们的相位特性，提出了单相自适应重合闸的相位判据，并针对输电线路的实际参数、运行方式以及故障条件对判据的影响做了详尽分析，结果表明，相位判据可以准确判定故障性质。该判据方法简单、可靠，而且仅利用单端电气量，易于实现。EMTP仿真测试和现场录波数据测试都验证了该判据的有效性和准确性。     

消除模糊区的同杆双回线自适应重合闸

常规单相重合闸方式无法识别线路瞬时故障与永久故障,当重合于永久故障时,将对系统或相关设备增加一次冲击,并有可能导致直流换相失败。文中提出了一种仅需本回线信息的同杆双回线自适应重合闸判据,工程实用性强。该判据采用故障相故障点恢复电压,通过线路电容参数和多种故障类型下电容耦合电压的大小关系实时计算动作门槛,消除由线路电容参数和故障类型造成的故障性质判别模糊区;引入辅助判据,合理设置重合闸时间,消除由异名相跨线不接地故障造成的模糊区。仿真实验表明文中提出的自适应重合闸判据适用于同杆双回线可能出现的多种故障类型。     

应用附加电容的柔性直流输电线路自适应重合闸策略

针对柔性直流输电线路在故障跳闸后线路健全极与故障极不存在耦合关系和基于感应电气量变化特征的重合闸判据难以适用的问题,提出一种基于附加电容放电电压变化特征的柔性直流输电线路自适应重合闸策略。在直流线路跳闸后投入附加电容器,构建附加电容放电的数学模型,分析故障消失前后附加电容放电电压特征的差异。结合该差异设计出能有效识别永久性故障和瞬时性故障的柔性直流线路故障性质识别新判据,基于此故障性质识别判据实现对线路的重合闸。最后利用PSCAD/EMTDC平台搭建了线路模型,仿真验证了所提柔性直流输电线路自适应重合闸策略的有效性与可靠性。     

利用注入信号的配电网自适应三相重合闸研究

传统的三相重合闸经整定时间进行重合,不对故障性质进行判别,重合失败将导致对系统的二次冲击。为避免重合于永久性故障造成的二次冲击危害,提高重合闸成功率,提出了通过电压互感器二次侧注入电压信号的自适应三相重合闸策略。该策略根据电压互感器一次侧端口电压的特征,确定不带并联电抗器的配电网线路相间故障点绝缘是否恢复,最后根据故障性质决定是否执行重合闸操作。经过理论推导和基于PSCAD/EMTDC平台的仿真验证,证明了所提出的自适应重合闸策略能够判别瞬时性故障和永久性故障,并阻止因永久性故障跳闸的配电线路进行重合闸操作。