局部耦合双回输电线路故障分析计算方法

受耦合部分线路间互感的影响,现有的针对完全同塔的故障分析方法不再适用。为此,针对局部耦合双回输电线路的故障分析展开研究。根据局部耦合同塔双回输电线路的结构和特点,利用相分量法和端口网络理论建立局部耦合双回输电线路各区段方程,结合故障边界条件方程,实现了一种针对局部耦合双回输电线路的故障计算方法。最后,利用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP构建局部耦合同塔双回输电线路模型并进行仿真验证,结果表明所提方法计算误差小,且不受过渡电阻和故障类型的影响。     

局部同塔输电线路的接地距离保护影响及对策

局部同塔输电线路两回线之间存在零序互感,当输电线路发生接地故障时,可能导致接地距离保护的误动或拒动。本文阐述了同塔双回输电线路的几种典型杆塔结构,计算了同塔双回输电线路线间零序互感大小,基于线间零序互感较严重的杆塔结构搭建了局部同塔双回输电线路的仿真模型,重点研究了局部同塔输电线路不同故障位置对接地距离保护的影响,并提出了相应的改进措施。通过PSCAD仿真软件验证了该方法的正确性与准确性。本文研究对局部同塔双回线路接地距离保护的改进,具有很重要的现实意义和实用价值。     

基于电位系数矩阵的同塔双回直流输电线路故障选线方法

围绕同塔双回直流输电线路的故障分析与故障选线方法,基于麦克斯韦静电耦合理论,根据线路与杆塔的详细参数,考虑架空地线分段接地的特点及近端故障时滤波电容的影响,推算同塔双回直流输电线路的电位系统矩阵,并通过相模变换将线间静电不平衡耦合转换为线路各模量的电压变化量。进一步考虑地模与线模电压行波的传播特性差异,通过定义模电压变化比率以消除过渡电阻的影响,从而提出一种同塔双回直流输电线路的定量故障分析方法。基于所述故障分析方法,根据不同故障的边界条件进行特征分析,提出故障选线判据和定值整定方法。利用PSCAD/EMTDC构建同塔双回直流输电系统模型,通过全面的故障仿真分析,验证了所述方法的正确性,结果表明该故障选线方法不受过渡电阻的影响,能准确、灵敏地判定各种复杂故障类型。     

同塔双回直流输电线路行波时域计算方法

同塔双回直流输电线路作为不平衡线路,行波在传播过程及端口折反射所涉及的频变特性是其故障行波精确计算中需要解决的关键问题。为此,提出了一种适用于同塔双回直流输电线路的暂态行波时域计算方法。该方法利用矢量拟合法和叠加定理,将故障行波在直流线路端口的折反射特性等效为时序波矩阵形式,并利用时域阶跃响应矩阵计及故障行波在直流线路上传播时的频变特性,从而避免了复杂的时频域转换过程。基于PSCAD/EMTDC对实际同塔双回直流线路的仿真测试验证了所提算法的有效性和准确性。     

基于电压突变量的同塔双回直流输电线路故障选线方法

同塔双回直流线路极线间复杂的电磁耦合关系,增加了其故障极线识别的难度。基于平行四线系统解耦理论,对同塔双回直流线路电压量进行解耦分析,提取出相互独立的一个同向量与三个环流量电压。在此基础上详细分析了同塔双回直流输电线路在不同故障类型以及不同极线故障情况下的同向与环流电压突变量的极性和幅值大小特征,进而利用同向与环流电压突变量极性和幅值大小的差异及相互间的关联关系,提出了一种同塔双回直流输电线路故障选线方法。基于实际同塔双回直流输电系统的PSCAD/EMTDC大量仿真结果表明,该方法准确可靠,且不受过渡电阻影响。     

基于单回电气量的同塔双回直流线路故障测距算法

同塔双回直流线路极线间存在复杂的电磁耦合关系,而实际工程中各回直流系统的控制保护仍基于本回电气量信息,必然无法实现其完全解耦分析,从而增加了准确故障定位的难度。首先利用同塔双回直流线路的相模变换对基于单回线路电气量的模量特征进行详细分析,构造了消去地模分量的新差模分量,并对其特点及参数选择进行了分析。然后根据非故障点的线路两端沿线计算电压在故障时刻附近具有最大差值的特点,定义了非故障点最大电压差值区段,进而提出了一种基于单回直流线路电气量的时域故障测距算法。基于PSCAD/EMTDC对实际同塔双回直流系统的大量仿真测试结果表明:所提算法测距精度高,且不受故障极线、故障位置及过渡电阻的影响。     

基于单回线路信息的同塔双回高压直流线路故障选线方法

同塔双回高压直流线路间存在复杂的故障电磁耦合关系,大大增加了各回高压直流线路故障选线的难度。为此,基于同塔双回高压直流线路故障行波的相模变换,分析了基于现有单回线路模量行波计算方法所得到的同塔双回高压直流线路故障回和非故障回的模量行波特点;利用故障回和非故障回地模波和线模波的积分比值以及地模波的极性的差异,提出了1种基于单回线路信息的同塔双回高压直流线路故障选线方法。基于PSCAD/EMTDC的溪洛渡—广东±500 k V同塔双回高压直流输电系统的仿真结果表明,该方法能在行波到达后1 ms时间内快速、可靠地识别出故障极线,且所需采样频率为与实际工程相符的10 k Hz,具有工程实用性。     

同塔双回直流输电线路的感应电压仿真研究

随着对输电能力需求的扩大,同塔双回输电技术不仅在交流输电领域应用广泛,而且在直流输电领域也逐渐得到了应用。针对同塔双回直流输电线路之间电磁耦合带来的感应电压问题,采用雷电流仿真模型、杆塔多波阻抗模型和绝缘子先导闪络模型。并建立雷电绕击故障计算模型和接地故障计算模型,对不同运行电压、导线排列方式、土壤电阻率以及排列间距等对同塔双回直流输电线路感应电压的影响进行分析,以溪洛渡直流工程为参考．研究在不同运行方式、输送功率以及加装线路避雷器情况下,同塔双回线路间的电磁耦合特性。在对溪洛渡工程实例采用ATP—EMTP进行仿真的基础上,分别对雷电绕击和接地故障2种情形下的感应电压进行计算。比较并得出了影响线路间感应电压的主要因素。     

同塔双回直流输电系统过电压特性研究

对于同塔双回直流输电系统,考虑到其线路之间的电磁耦合,一极发生故障将同时在健全极线感应出过电压,对正常运行极的换流站设备和线路造成影响,因此笔者认为对同塔双回直流输电系统换流站的过电压特性的研究是同塔双回直流输电工程设计的核心技术环节。为了进行具体的研究分析,笔者以溪洛渡±500 kV同塔双回直流输电工程为例,结合此工程主回路设计方案,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,对±500 kV同塔双回直流输电工程的各种过电压特性进行系统研究。通过系统模拟仿真,综合分析避雷器限压作用的影响,这些研究对于防范类似故障的发生以及处理等具有一定的借鉴意义。     

同塔双回高压直流输电线路故障行波特性研究

受输电走廊的制约,同塔双回直流线路已成为直流输电工程建设的发展趋势之一,然而由于同塔双回直流线路极线间的电磁耦合关系导致了其故障暂态特性极为复杂。行波保护作为直流线路主保护,故障行波特性的研究对其动作性能的分析至关重要。为此,基于无畸变线路模型研究了同塔双回直流线路故障电压电流的相模变换方法和模量求解方法;系统地分析了极线故障行波的特性及其与单回直流线路的差异性,以及实际同塔双回直流线路不对称换位和参数频变等影响因素;基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件进行了分析验证。研究成果有助于对目前基于单极线电气量的直流线路行波保护动作性能的分析以及其在同塔双回直流线路上的适应性研究。     

Fault location of untransposed double-circuit transmission lines based on an improved Karrenbauer matrix and the QPSO algorithm

Some double-circuit transmission lines are untransposed, which results in complex coupling relations between the parameters of the transmission lines. If the traditional modal transformation matrix is directly used to decouple the parameters, it can lead to large errors in the decoupled modal parameter, errors which will be amplifed in the fault location equation. Consequently, it makes the fault location results of the untransposed double-circuit transmission lines less accurate. Therefore, a new modal transformation method is needed to decouple the parameter matrix of untransposed double-circuit transmission lines and realize the fault location according to the decoupled modal parameter. By improving the basis of the Karrenbauer matrix, a modal transformation matrix suitable for decoupling parameters of untransposed double-circuit transmission lines is obtained. To address the diffculties in solving the fault location equation of untransposed double-circuit transmission lines, a new fault location method based on an improved Karrenbauer matrix and the quantum-behaved particle swarm optimization (QPSO) algorithm is proposed. Firstly, the line parameter matrix is decomposed into identical and inverse sequence components using the identical-inverse sequence component transformation. The Karrenbauer matrix is then transformed to obtain the improved Karrenbauer matrix for untransposed double-circuit transmission lines and applied to identical and inverse sequence components to solve the decoupled modal parameter. Secondly, based on the principle that voltage magnitudes at both ends are equal, the fault location equation is expressed using sequence components at each end, and the QPSO algorithm is introduced to solve the equation. Finally, the feasibility and accuracy of the proposed method are verifed by PSCAD simulation. The simulation results fully demonstrate that the innovative improvement on the basis of the traditional modal transformation matrix in this paper can realize the modal transformation of the complex coupling parameters of the untransposed double-circuit transmission lines. It causes almost no errors in the decoupling process. The QPSO algorithm can also solve the fault location equation more accurately. The new fault location method can realize the accurate fault location of untransposed double-circuit transmission lines.     

局部同塔双回直流线路故障行波传播特性及其对行波保护的影响研究

局部同塔双回直流线路分界点各侧的线路段具有不同的耦合特性,结合分界点各侧线路段的相模变换,得到了不同线路段入射分界点时各电压模量行波的交叉折射系数。在此基础上,对局部同塔双回线路不同线路区段发生单极接地故障时的故障行波传播特性及其行波保护动作量进行了定量分析,并比较了其与单回线路及完全同塔双回线路的差异。结果表明:同塔双回线路段的线模1分量与单回线路段的地模分量之间的交叉折射是造成局部同塔双回线路的故障行波传播特性与单回线路及完全同塔双回线路不同的主要原因;就基于模量的行波保护判据而言,局部同塔双回线路行波特性的影响主要体现在线模波变化率,其大小介于完全同塔双回线路和单回线路之间,且与单回线路段的总长度有关。     

基于线路分段参数的非全程同塔双回线故障定位算法

对非全程同塔双回输电线路故障定位问题进行研究。首先,对非全程同塔双回线的特点进行分析,并针对传统伪根识别法无法适用于非全程同塔双回线故障定位的问题,在分析伪根存在与否的基础上,提出一种换模量伪根识别算法,该算法可以有效识别故障支路与非故障支路的伪根情况。进而,提出一种基于非全程同塔双回线路分段参数的双端工频量故障定位算法,该算法将故障支路辨识与故障点定位相结合,在线路全程内均可完成故障定位,不受故障类型、各端数据不同步和过渡电阻等因素影响。ATP-EMTP仿真结果表明,所提算法可行、有效。     

同杆双回线路行波故障测距的关键问题研究

为了提高同杆双回线路行波故障测距的准确度,针对故障行波选取和行波检测,提出了一种新的故障行波选取方法和行波检测方法。同杆双回线路各相线间耦合复杂,经传统相模变换后的多模分量传播特性差异较大,采用一种新的相模变换,找出多模分量传播规律,解决了故障行波选取困难的问题。当前行波检测方法存在一些技术缺陷,将参数优化的变分模态分解和Teager能量算子相结合应用于行波检测,实现了行波检测方法的自适应性,具有较好的检测效果。采用双端行波测距算法计算故障位置,大量的仿真结果验证了所提方法的可行性和测距结果的准确性。     

A novel fault classification technique for double-circuit linesbased on a combined unsupervised/supervised neural network

The work described in this paper addresses the problems encountered by conventional techniques in fault type classification in double-circuit transmission lines; these arise principally due to the mutual coupling between the two circuits under fault conditions, and this mutual coupling is highly variable in nature. It is shown that a neural network based on combined unsupervised/supervised training methodology provides the ability to accurately classify the fault type by identifying different patterns of the associated voltages and currents. The technique is compared with that based solely on a supervised training algorithm (i.e. backpropagation network classifier). It is then tested under different fault types, location, resistance and inception angle; different source capacities and load angles are also considered. All the test results show that the proposed fault classifier is very well suited for classifying fault types in double-circuit lines     

同杆平行双回线的故障测距综述

输电线路发生故障时,快速准确地确定故障地点并排除故障,对及时恢复供电,提高供电可靠性具有重要意义。该文总结了平行双回线故障测距算法的研究状况,根据测距所需信息来源、测距原理及采用线路模型的不同对平行双回线的测距算法进行了分类,并详细介绍了六序故障分量法的基本原理,最后结合近几年的研究现状对双回线故障测距算法的发展趋势进行了展望。     

A Novel Fault Location Algorithm for Double-Circuit Transmission Lines based on Distributed Parameter

1 IntroductionWith the development of the power system,thedouble circuit transmission lines have been widely used.The increased complexities of power transmission systemmake the transmission line fault location studies morecomplicated and important.The fault location for thesemore complex lines has raised great attentions.Differentfault location algorithms can be developed depending onthe extracted data from one or both ends of thetransmission lines.The method using one end data isaffected by…