基于柔性调控零序电压的配电网高阻接地及单相断线故障的选相方法

为提高配电网故障选相的精确性与灵敏度,针对高阻接地故障及单相断线故障,提出利用测算的偏转角进行故障选相的方法。首先,分析了高阻接地和断线故障选相失败的原因。然后,根据测量的对地参数来判别发生了高阻故障还是断线故障。最后,提出了基于柔性调控零序电压的选相方法,即:向配电网中性点注入零序电流,调控零序电压相角分别为配电网三相相电压相角,通过注入零序电流及返回零序电压测算故障偏转角,结合判据即可实现故障选相。PSCAD仿真结果表明,该方法可快速准确地选出20 k?的单相高阻接地故障相及线路末端断线故障相,且不受故障位置、故障类型、配电网中性点接地方式等因素的影响。     

新型阻抗选相方法

针对现有阻抗选相方法存在的误选相问题,提出了一种适用于微机保护的新型阻抗选相方法。该方法利用了单相测量阻抗、相间测量阻抗以及故障前负荷阻抗负荷状态下阻抗继电器的测量阻抗的幅值大小关系以及3个单相测量阻抗的相位关系进行比较。仿真计算表明,新的阻抗选相方法在高阻接地、弱馈等故障情况都有很好的选相能力,适于作为线路保护稳态故障选相元件。     

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。     

基于相关分析的故障序分量选相元件

提出了一种基于相关分析的故障序分量选相元件。该元件采用多参量比较的思想，在滤波和滤序环节设计得当时，较基于全周Fourier滤波的故障序分量选相方案速度更快。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的可靠性。最后，通过ATP仿真验证了本选相方案的有效性，并展望了相关分析理论在继电保护中的应用前景。     

同杆并架双回线阻抗选相方法研究

针对现有选相方法在同杆并架双回线跨线故障容易发生误选相的问题,提出了一种适用于同杆双回线的阻抗选相方法。新型选相方法主要利用了相间、单相阻抗大小及相位关系,为了实现在跨线故障、出口故障等情况下的准确选相,还补充了其它辅助判据以构成完整的选相方案。仿真计算表明,新的选相方法在同杆线路跨线故障、高阻接地、弱馈等故障情况下都有比较好的选相能力,适用于作为同杆并架线路保护故障选相元件。     

220～500千伏综合重合闸的选相元件分析

<正> 一、概述 在220千伏以上超高压系统中,选相元件是综合重合闸的重要元件。当线路单相故障时,它应能正确地判别故障相,以实现选相,单相跳闸并重合闸。 关于选相元件,其种类很多,诸如电流选相、低电压选相、方向阻抗选相以及二相电流差突变量选相等等。目前,我国220千伏系统中,几乎全部采用方向阻抗选相元件,它在直接金属性短路中,有良好的选相性能。但是,当单相弧光接地或同杆并架双回线不同名故障时,有可能拒动或误选相,因此,有必要探索新的选相元件。 在500千伏综合重合闸中,采用了二相电流差突变量选相元件,其性能优于方向阻抗元件,但仍不能解决同杆并架双回线的选相问题。     

零序电流差动保护选相元件

针对零序电流差动保护选相元件受负荷电流影响,在高阻接地故障中灵敏度较低的情况,文中提出了一种基于序分量的零序电流差动保护选相元件。选相元件包括三部分:利用负序与零序差动电流大小相近区分单相接地两相高阻接地故障;利用正序差动电流与负序差动电流的相位关系区分单相接地与两相金属性接地故障;利用低制动系数差动判据防止区外三相短路不平衡零序电流。RTDS仿真结果表明:提出的选相元件不受过负荷影响,无需补偿,可以准确选出单相接地故障相,灵敏度高于零序电流差动保护,保证零序电流差动保护准确分相跳闸。     

平行线路跨线故障选相元件的动作分析

同走廊架设平行线路广泛应用于输电系统中。与单回线故障相比,跨线故障的故障特征发生变化,因而传统选相元件存在错选故障相的风险。考虑平行线路之间的零序互感作用,提出分别利用戴维南等效和构造存在耦合的复合序网络计算跨线非接地故障和接地故障时故障点处的序电流,进而分析选相元件的动作情况。以两端无电气连接的同杆并架双回线为例,通过对不同跨线故障类型情况下序电流关系式的分析,得出了零序负序电流选相元件的选相情况在跨线非接地故障时仅与故障类型有关,在跨线接地故障时不仅与故障类型有关,而且与回线间互感作用的强弱及零序、正序等值阻抗的比值有关;相电流差突变量选相元件通常情况下能够正确选相的结论。PSCAD仿真结果验证了跨线故障分析方法及选相元件分析结果的正确性。     

新型接地故障基波电流全补偿柔性控制系统

单相接地故障电流和间歇性弧光过电压严重影响供电系统的安全,为此提出一种偏置接地柔性控制系统,其具有中性点不接地系统和谐振接地系统的优点。中性点不接地系统正常运行时加入偏置元件,实现电网电容电流和绝缘电阻的精确测量,测量结果不受电网不对称度的影响;当发生单相接地故障后,根据故障前后零序电压和测得的线路分布参数计算故障电流,比较各相电压与故障电流的相位实现故障选相,选相结果不受过渡电阻的影响;然后在故障相的超前相对地接入一阻感性补偿元件,补偿元件可实现接地故障基波电流的全补偿,可有效地将故障相电压钳制为零,消除电弧重燃的可能性。由于高阻接地故障的接地电流小、零序电压位移度小,不满足电弧自燃的条件,因而根据接地电流实际测量值柔性控制补偿元件的投切,为配电网接地故障消弧提供新的理论。     

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。     

基于小波变换的非对称高阻接地保护启动元件的研究

分析了非对称接地故障时零序电流的特点,从小波理论出发,利用快速小波变换和小波奇异性检测原理,提出了一种针对非对称高阻接地故障的启动元件设计方案。仿真分析结果证实该启动元件对非对称高阻接地故障均能够可靠启动。     

基于瞬时功率的输电线路高阻接地故障选相

基于瞬时功率提出了一种高压输电线路的高阻接地故障选相算法。该算法先构建一种瞬时功率,然后将瞬时功率中100 Hz分量的突变量及其模值作为故障识别的指标值,与相应的阈值进行比较完成故障选相。通过仿真验证,该算法在输电线路高阻接地故障时能正确识别故障相。     

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。     

微机保护选相功能的改进

介绍了在终端线路带有弱电源条件下,线路发生单相接地故障时,受到负序电流影响,采用电流相差突变量选相元件选相,会出现选相错误的情况——将单相接地故障选为相间接地故障。对该问题进行分析,提出了电流相差突变量选相元件选相和电压选相元件选相二者相结合的解决办法。     

基于小波包分析的谐振接地系统高阻故障选线方法

配电网谐振接地系统的高阻接地故障处理一直是一个研究重点,由于故障电流微弱、故障发生时刻不确定、受线路参数和随机因素影响等原因,一直缺乏可靠的高阻接地故障选线方法。现根据谐振接地系统单相高阻接地的故障特性,用小波包分析和能量熵相结合对故障暂态零序电流进行分析,将能量熵作为单相高阻接地故障的暂态特征量,可以定量地对复杂的暂态故障信息进行分析。分析故障零序电流暂态信号能量熵分布的规律,定义平均能量熵来统计信号能量的复杂度。提出基于平均能量熵的故障模式分类方法,将单相高阻接地故障分为低频故障、强故障2类故障类型,并且依据不同的故障类型,使用不用的算法进行故障线路的选择,最后使用仿真的数据来证明此方法的正确性和可行性。     

基于柔性接地装置的不对称配电网接地故障选相选线方法

配电网高阻接地故障选相和选线一般较为困难。为解决这两个问题,提出了一种基于柔性接地装置的不对称配电网接地故障选相选线方法。首先详细分析各馈线零序电流在中性点零序电压调控前后的变化情况。利用不同调控状态下故障与健全馈线零序等值导纳的离散程度来辨识故障馈线,得出故障馈线辨识函数并构造了选线判据。其次,根据分相调控过程中馈线零序等值导纳与故障前馈线对地导纳差值的相角关系进行故障相判别,得出故障选相函数并构造了选相判据。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真实验表明：配电网三相对地导纳不对称情况对所提方法并无影响,低、高阻接地故障时均有较高灵敏度,故障选相与选线结果准确,且选相和选线方法得到有效结合。     

基于零序电压调控的故障选线选相新方法

为解决配网高阻接地故障选线与选相准确率较低的问题,提出了一种基于零序电压调控的接地故障选线与选相新方法。通过分析零序电压调控前后各馈线零序电流的相角特征,根据健全线路与故障线路零序电流前后相角差值的绝对值存在明显区别选取故障线路。在完成故障馈线辨识的基础上,利用零序电压调控前后故障线路的零序电流完成故障选相函数的相角值计算,故障选相函数值较小者所对应的相别即为故障相。仿真分析表明,所提方法不仅将选线与选相方法有效结合,而且调节系数灵活多变,适用于不同运行方式下的低、高阻接地故障。     

110 kV线路距离保护的复合选相元件

准确有效的选相元件是高压输电线路采用单相自动重合闸的前提。该文通过分析目前微机保护中选相元件的不足,提出了电压电流突变量选相元件、电压电流序分量选相元件结合阻抗元件、方向元件以及瞬时值判断元件相结合的复合选相元件,能够准确地判断故障类型及故障相别。大量的PSCAD仿真表明其较好的准确性,是高压线路实现单相重合闸较为理想的选相元件。     

一种新型序分量高压线路保护选相元件

提出了一种利用零序与正负序之和的相对相位关系选相新原理.该原理通过零序与正负序之和的相对相位关系,并结合零序与负序相对相位关系进行接地故障相别的判断.该选相元件从原理上克服了以往序分量选相方法受过渡电阻影响较大的缺点,原理简单,理论分析和大量的现场数据验证表明能有效可靠地选出故障相别,是高压线路保护实现单相重合闸较为理想的选相元件.     

高压线路保护选相元件的改进

相间故障时,弧光电压Ucos(ψ)的值较小;单相故障时,三个相间Ucos(ψ)的计算值都较大,根据这个特点,结合突变量选相元件和序分量选相元件提出了新的选相方法.新方法解决了线路发生单相故障时保护误跳三相的问题,动模数据仿真验证了新方法的准确性和有效性.