经大过渡电阻接地短路时相电压补偿式方向元件性能的…

本文对提高相电压补偿式方向元件在经过渡电阻单相接地短路的灵敏度问题进行了研究，分析了正反方向发生短路时补偿电压的特点，提出了基于零序补偿电压的判断各种非对称接地短路的一个补充判据，并且把它实用化。仿真验证了此判据的有效性。     

微机零序功率方向元件接线的判断

电力系统的继电保护设备近年来发展很快,微机保护以其优越的性能在电网中得到了广泛应用。统计资料表明,目前全国运行的微机保护正确动作率高于常规模拟型保护,微机型零序功率方向保护采取了很多有效措施防止其误动或拒动,如其本身采用了自产3U。等方法来避免二次线的接线错误,但当PT断线时,微机保护还需要用外接3U。来保证零序功率方向保护的动作可靠性。全国微机保护运行分析表明,大多数影响微机保护装置不正确动作并非装置本身的问题,而是由于二次回路接线等问题造成的,尤其是交流电压回路接线的正确与否直接影响其运行水平,…     

短窗算法和快速工频方向元件的研究

本文从提高微机继电保护精度和速度出发,对几种短窗数字滤波算法如最小二乘法、改进的半波傅氏算法、推广的傅氏算法、半周累加法等的滤波特性进行了分析比较,提出了实现快速工频量高频方向保护的新方案,亦即：对于各种不对称故障采用一种新型的负序电压补偿式方向元件,对于三相故障采用相电压故障分量补偿式方向元件,对于非全相状态下的故障采用相电压补偿式方向元件。     

基于全故障类型的改进负序方向元件

在特高压输电线路的继电保护中,负序纵联保护显现出了极高的优越性。但是,负序方向元件的最大缺点是不能反映所有类型的故障,针对这一问题国内外都在寻求好的方法进行改善。文中提出了一种改进后的负序方向元件。其基本原理是利用数据窗的延迟来实现在各种故障下人为的制造出负序分量,使其在各种故障类型下都可以可靠动作。     

微机保护方向元件最大灵敏角的选择

醉地微机保护方向元件最大灵敏角的确定进行了研究，并给出了分析结论，为从事微机保护的设计和运行技术人员分析方向元件动作作为提供了参考。     

过渡电阻及其对方向阻抗选相元件的影响

通过实际故障讨论过渡电阻的计算方法,得到了过渡电阻的定量值。进而说明了过渡电阻对线路两侧方向阻抗选相元件的不同影响。     

反应全类型故障的改进零序方向元件

纵联零序方向保护已成功应用于特高压输电线路的继电保护中。零序方向元件作为纵联零序方向保护的核心器件,其基本原理决定了其只能反应接地故障而不能反应相间故障和对称故障,针对这一问题提出了改进方法。改进的零序方向元件是利用数据窗的延迟和三选二的逻辑配合来实现对相间故障和对称故障的正确判断。改进后的零序方向元件,不仅能正确反应接地故障,而且对于三相故障和相间故障也可以很好地反应。理论分析和大量仿真对改进的零序方向元件的工作正确性进行了验证,证明了其可以在特高压输电线路上很好地应用,满足特高压交流输电继电保护的要求。     

基于模糊神经网络的方向元件

根据电力系统正常运行，发生各种类型正方向故障和反方向故障时，母线处获得的信号的特点，提出了用模糊神经网络来识别电力系统故障方向的模型和算法。经EMTP仿真表明，该方法能够正确地区分故障发生的方向，而且计算和响应速度快。另外，系统正在振荡时又发生故障，模糊神经网络的模型及算法也能正确区分出故障的方向。缺点是需要经过大量的训练：但是由于是离线训练，不影响此方法的实时应用。     

基于变压器中性点零序电流的方向元件

零序方向元件测得的零序电压实际为变压器的零序分压。随着电力系统的发展,变压器容量越来越大,其零序阻抗越来越小,导致保护上零序电压很小,不满足灵敏度要求,零序方向元件误动或者拒动。针对这一缺陷,通过分析变压器中性点零序电流和保护零序电流的相位关系,提出一种基于变压器中性点零序电流的方向元件。该元件以变压器中性点零序电流为参考,与保护零序电流进行比相,进而判断故障方向。经仿真验证,该方向元件动作准确、可靠。     

故障分量分相补偿式方向元件

提出一种用于超高压和特高压输电线路上的分相方向元件.通过比较故障分量补偿电压和故障前电压的相位,从而判断是否正方向故障.该分相方向元件具有极强的方向性,能反应系统全相、非全相和振荡状态下的各种对称和不对称故障,具有很高的承受过渡电阻的能力.通过各种情况下大量仿真试验证明了此原理的优越性.     

基于故障分量正序电抗的方向元件

提出了基于故障分量正序电抗的方向元件。当线路上发生正向故障时,故障分量正序电抗等于背侧的系统电抗,极性为负,小于线路正序电抗;当线路上发生反向故障时,故障分量正序电抗等于线路和对侧系统的正序电抗之和,大于线路电抗。根据这个特点,可以判断故障方向。该方向元件易于实现,灵敏度高,不需要设置电压门槛,即使感受到的故障分量正序电压的幅值较小,仍可以准确地判别方向。     

基于波形系数的自适应方向元件

目前的快速方向元件普遍采用短数据窗算法,针对其动作范围的整定有一定的保守性与盲目性的缺陷,提出了基于波形系数的自适应方向元件。波形系数可以描述非全波数据窗的波形畸变程度,且波形系数与相位计算误差有明确的关系。故障发生后,实时计算波形系数,并根据波形系数与相位计算误差的关系自适应地调整方向元件的动作范围,使方向元件更好地适应系统的故障状况,提高方向元件的性能。用电力系统动态模拟试验的故障录波数据对该方向元件进行验证,结果证明了该方向元件的优越性。     

基于正序电压替代的零序功率方向补充比相方案

输电线路发生接地故障时,可能因零序电压不满足灵敏度要求,导致零序方向元件不能正确动作。针对上述问题,文中系统阐述了各种不对称接地故障下,系统各点故障前后正序电压的相位偏差、过渡电阻对各序分量相位的影响、正序与零序电压间最大相位偏差、送端与受端功角对该相位差的影响等,并据此提出了零压不够时采用正序电压代替零序电压进行比相的补充方案。理论研究及实时数字仿真系统（RTDS）仿真表明,新方案区外故障时不误动,区内故障基本正确动作,从而较大程度地改善了零序方向保护的整体性能。     

接地故障零序方向元件拒动保护改进方案

对于大电源长线路的输电系统,当线路末端发生接地故障时,虽然零序电流达到定值,零(负)序方向元件由于零(负)序电压可能达不到方向元件的门槛值,造成保护拒动.针对这类问题,提出了2种解决方案:一种是当零(负)序方向元件由于零(负)序电压可能达不到方向元件的门槛时,以正序电压代替零(负)序电压作为零序电流方向判别;另一种是采用无方向零序电流反时限过流保护作为接地故障后备保护,并提出了新的电流互感器断线方案,解决了国内保护装置电流互感器断线与反时限零序后备存在的矛盾.     

基于零序电流的单相接地故障定位系统

基于对称分量法对配电网输电线路发生不对称接地故障时零序分量进行分析,提出基于零序电流的配电网故障定位方法.基于零序电流的故障定位方法适用于中性点不接地系统发生单相接地故障时的故障定位,阐述零序分量的原理与特点,介绍零序电流采集系统的基本构成及对于零序电流的滤波放大处理方法,分析零序电流相位的提取与计算,最后总结了零序分量在相位法故障定位的特点及应用前景.     

不受电压互感器二次回路两点接地影响的零序方向元件

电压互感器二次回路出现两点接地情况(简称"两点接地")下再发生单相故障,若引起零序方向元件误判,零序电压和故障相电压之间相位差较小,而正常情况下故障零序电压与故障相电压之间的相位差一般较大,文中据此提出了电压互感器二次回路两点接地的实时识别方法.根据两点接地再故障时附加电压分量对各相电压影响的特点,提出用健全相相间电压替代零序电压的零序方向算法.将两点接地的实时识别和零序方向新算法结合形成一种不受两点接地影响的零序方向元件,可有效防止纵联零序保护不正确动作.现场事故录波数据的分析验证了该方法的有效性.     

基于正序电流故障分量的输电线路故障检测

高压输电系统中传统后备保护定值整定困难,灵敏度易受到高阻接地、潮流转移等影响。文中提出了一种基于正序电流故障分量的输电线路故障检测算法。采用线路两端正序电流故障分量的矢量和幅值与矢量差幅值的比值作为线路的故障判断量,给出严格的公式推导,建立了故障检测的判据。理论分析了线路的故障判断量的分布特性,与本线路阻抗、两端背侧的系统等效阻抗、故障点位置的关系,证明了其与过渡电阻无关。在系统发生振荡时,将求解的故障定位值作为辅助判据。IEEE 39节点系统仿真实验表明,各类故障发生时所提算法均能够正确检测故障线路且不受故障位置、过渡电阻等影响,在非全相运行、负荷潮流转移时也能检测出故障线路,对两端数据的同步性要求不高。     

适用于DFIG并网线路的改进负序方向元件

负序方向元件广泛应用于输电线路的纵联保护。随着风力发电快速发展,双馈感应发电机(DFIG)大规模接入电网使得电源的负序等值阻抗不再固定,传统负序方向元件不再适用。通过推导转子侧变流器不间断控制和撬棒投入两种工况下DFIG的负序等值阻抗解析表达式,得到两种工况下的负序等值阻抗相角的变化规律。发现传统负序方向元件受DFIG接入的影响,存在灵敏度下降甚至不正确动作的问题。为此,提出了一种负序方向元件的改进措施:故障前,利用DFIG参数在线确定不同工况下的最大灵敏角;故障后,根据DFIG运行状态,采用灵敏度和可靠性较高的动作判据。数字仿真结果验证了改进后的负序方向元件具有灵敏度高、自适应DFIG运行状态等优点。