串补线路故障特征分析

串联补偿电容器的存在,使得高压输电串补线路阻抗出现非连续性,对目前广泛采用的继电保护原理产生影响。以750kV电压等级的串补输电线路为模型,用EMTP仿真建模,给出了最小二乘矩阵束法分析线路故障后电流信号中的自由分量分布以及衰减情况,得到串补输电线路的故障特征。仿真结果表明,利用最小二乘矩阵束法可以在故障后快速识别出信号频率及相应的衰减时间常数,给出保护安装处实际感受到的谐波变化情况。该方法适合于暂态谐波分析,为分析故障暂态对保护的影响提供一定的指导意义。     

串补线路故障特征分析

串联补偿电容器的存在,使得高压输电串补线路阻抗出现非连续性,对目前广泛采用的继电保护原理产生影响。以750 kV电压等级的串补输电线路为模型,用EMTP仿真建模,给出了最小二乘矩阵束法分析线路故障后电流信号中的自由分量分布以及衰减情况,得到串补输电线路的故障特征。仿真结果表明,利用最小二乘矩阵束法可以在故障后快速识别出信号频率及相应的衰减时间常数,给出保护安装处实际感受到的谐波变化情况。该方法适合于暂态谐波分析,为分析故障暂态对保护的影响提供一定的指导意义。     

基于信号复杂度的串补线路单端暂态保护

随着静态同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)的不断发展及应用,其构成和控制的复杂化对传统超高压输电线路保护提出了挑战,需对含SSSC的输电线路保护原理进行深入的研究。为此,运用串补输电线路的频域模型,分析了串补输电线路故障时故障电流的频率特征。分析结果表明,当串补线路区内、外发生故障时,保护安装处获得的频率分量的含量明显不同。对串补线路区内、外故障时的暂态高频信号频率成分的复杂度进行仿真分析,根据信号复杂度的变化特征,提出一种适应于串补线路的单端暂态量保护新方案。仿真结果表明,该方案性能不受故障类型、故障位置、过渡电阻、故障初始相角和串补度的影响,且具有良好的适应性和灵敏性。     

基于模极大值的高压串补输电线路保护新方法的研究

提出了基于小波变换模极大值的高压串补输电线路保护新方法,该方法利用小波变换对高压串补输电线路两侧的电流信号进行分解,得到突变点的模极大值乘积符号,从而准确地区分内部故障和外部故障.在电力系统实时数字仿真器(RTDS)中搭建含固定串补和可控串补的广西500kV电网仿真系统,利用RTIDS对串补线路的各种内外部故障进行了全...     

基于小波变换的串补输电线路故障选相研究

串补电容及其保护装置MOV的应用给常规的故障定位与选相方法带来了困难.然而,串补输电线路发生故障后以及故障期间MOV导通时将产生高频暂态电流行波,故障相和非故障相的暂态电流信号的大小及所合有的频率成分不同.本文采用小波分析方法,选择适当的小波函数与变换尺度对相电流进行小波变换,根据故障相和非故障相的暂态电流在此尺度上小波系数能量的差别,形成故障选相判据.大量的EMTP仿真结果证实了该方法的有效性.所提出的方法对串补超高压输电线路的故障定位与保护具有实际意义.     

适用于串联电容补偿线路的距离保护新原理

以串补电容安装于线路末端的运行方式为例,定义保护与串补电容之间的线路末端的计算电压为补偿电压,分别分析了在串补电容前和串补电容后故障时补偿电压的不同特征.在串补电容前故障时,补偿电压和保护安装处的电压反向,在串补电容后故障时,补偿电压和保护安装处的电压相位接近.据此提出了串联电容补偿线路故障点位置识别的方法,配合传统的距离保护形成新的适用于串联电容补偿线路的距离保护新原理.串补电容前故障距离保护动作情况完全由阻抗继电器决定,无需考虑串补电容影响.新原理能可靠防止距离保护的超越问题,且灵敏度基本不受串补电容的影响.EMTP仿真验证了新原理的有效性和可靠性.     

考虑串补电容的超高压输电线路暂态保护判据研究

超高压输电线路发生故障时，线路上的串补电容及其保护回路都将在故障时产生附加的暂态分量，利用同一时间段内不同频率分量的衰减程度不同区分区内、区外故障或利用高频暂态量电流信号奇异点(突变点)的奇异性区分区内、区外故障的单端暂态量保护判据，并不适用于带有串联补偿电容的输电线路。给出了一种适用于带有串补电容的输电线路暂态保护新判据．并通过理论分析及算例仿真，证明了其可行性。     

基于小波变换的串补输电线路故障选相研究

串补电容及其保护装置MOV的应用给常规的故障定位与选相方法带来了困难。然而,串补输电线路发生故障后以及故障期间MOV导通时将产生高频暂态电流行波,故障相和非故障相的暂态电流信号的大小及所含有的频率成分不同。本文采用小波分析方法,选择适当的小波函数与变换尺度对相电流进行小波变换,根据故障相和非故障相的暂态电流在此尺度上小波系数能量的差别,形成故障选相判据。大量的EMTP仿真结果证实了该方法的有效性。所提出的方法对串补超高压输电线路的故障定位与保护具有实际意义。     

极化电流行波方向继电器在串补线路中的应用

极化电流行波方向继电器利用电流初始行波的高频分量信息和电压行波的工频分量信息构成保护判据,突破了传统电容式电压互感器(CVT)不能有效传变高频电压信号的瓶颈,实现了行波极性比较式方向保护,并成功投入在超、特高压输电线路运行。但在含有串联补偿电容的输电线路中,串补电容的存在将对行波的传播特性产生一定影响。对极化电流行波方向继电器在串补线路应用中所存在的问题进行了分析,通过研究CVT的频率特性,对其算法进行了改进。仿真结果表明,该改进算法在串补线路中具有正确的动作特性,且在各种不同故障下都有良好的动作性能。     

线路故障定位系统的方法

分析了可控串补装置对输电线路行波测距法的影响;研究了故障电流行波通过可控串补装置(TCSC)的暂态过程;提出了利用可控串补装置对端站数据的故障测距方法,避免可控串补装置对测距的影响。     

基于多方向元件的串补线路协同保护新方法

串补线路故障特征的复杂性加大了保护装置可靠动作的难度,为提高串补系统保护可靠性,提出一种多方向元件相互配合的串补线路方向保护方案。该方案利用负序电流值及故障前后的测量电流相位差判断故障类型,针对不对称短路、三相短路及负荷变动分别采用负序、工频方向及突变量电压电流相角差判断保护装置是否动作。PSCAD仿真表明,在系统发生电压反向、电流反向、经过渡电阻接地以及负荷变化等情况下该保护方案均可准确判断故障位置,从而使保护装置正确跳闸。同时,该方案不受MOV不同导通状态的影响,具有较好的保护性能。     

基于小波包变换的暂态电流保护在带固定串补的超高压线路上的应用研究

运用柏德生法则,定性地分析了带固定串补的超高压线路上的波过程及保护安装处反射电流与透射电流的S域表达式,该暂态量保护的性能不受串补电容金属氧化物变阻器（MOV）保护非线性特性的影响。以小波包分解作为分频手段对暂态电流进行分频,利用高低频段能量比作为保护判据。理论推导与仿真结果证明,该原理的保护可应用于带串补的超高压线路。且与串补电容安装位置基本无关,对不同的系统运行方式、故障类型、故障初始角及过渡电阻不敏感。     

A novel fast distance relay for series compensated transmission lines

This paper presents a fast distance relay for series compensated transmission lines based on the R–L differential-equation algorithm using the theory of equal transfer process of transmission lines. The measuring distances based on the proposed algorithm can fast approach the actual value of fault distance when a fault occurs in front of the series capacitor. When a fault occurs behind of the series capacitor, the fault loop, including the series capacitor, does not match the R–L transmission line model, so the measuring distances fluctuate severely. Based on this, the relative position of the fault with respect to the series capacitor can be judged effectively according to the fluctuation range of the measuring distances, and the accurate fault location can be obtained fast. A variety of PSCAD/EMTDC simulation tests show that the new relay has fast operating speed and high accuracy when applied to the long series compensated transmission lines.     

带串联电容补偿装置的高压输电线路双端故障测距新算法

快速准确地得到输电线路故障距离对电力系统运行有着重要的意义。对于带串联电容补偿装置的输电线路(串补线路)，由于串联电容的存在以及串联电容并联保护元件MOVs的非线性，现有的故障测距算法并不能直接应用到串补线路的故障测距中。因此，提出了一种采用双端电气量的串补线路故障测距新算法，该算法对MOVs采用指数模型模拟，MOVs上的电压降通过拟牛顿法求解，线路采用分布参数模型。EMTP仿真结果表明该算法具有很好的准确性和鲁棒性，且不受过渡电阻、故障类型、故障位置故障发生角等的影响，其算例的测距精度均在0．5％以内。     

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。     

10 kV消弧线圈补偿系统线路耦合谐振分析

通过对城市某110kV站10kV母线设备两次闪络事故分析,得出如果两个非有效接地10kV系统之间通过线路有较强的耦合联系,当一个系统发生单相接地故障时,所产生的零序电压就会通过线路耦合电压,对另一个有自动跟踪补偿消弧线圈的系统产生作用,其作用结果因消弧线圈的补偿方式不同而各异,其中采用过补偿方式就有可能形成串联谐振,产生危险的过电压,是造成设备闪络事故的原因之一。针对形成该类串联谐振的条件,提出采用欠补偿方式避免闪络事故的发生。     

A new accurate fault locating algorithm for series compensatedlines

This paper presents a new, accurate and robust fault locating algorithm for series compensated lines. The algorithm is developed as a one-end fundamental frequency based technique and offsets both the series compensation effect and the reactance effect resulting from the remote end in-feed. The method uses phase coordinates (abc) instead of symmetrical components (012). The basic algorithm is presented for a line compensated by one three-phase bank of series capacitors. The presented fault locating method has been extensively tested using the EMTP model of a 400 kV 300 km transmission line. The enclosed results demonstrate very high accuracy and robustness of the algorithm     

A new PMU-based fault location algorithm for series compensatedlines

This paper presents a new fault location algorithm based on phasor measurement units (PMUs) for series compensated lines. Traditionally, the voltage drop of a series device is computed by the device model in the fault locator of series compensated lines, but when using this approach errors are induced by the inaccuracy of the series device model or the uncertainty operation mode of the series device. The proposed algorithm does not utilize the series device model and knowledge of the operation mode of the series device to compute the voltage drop during the fault period. Instead, the proposed algorithm uses two-step algorithm, prelocation step and correction step, to calculate the voltage drop and fault location. The proposed technique can be easily applied to any series FACTS compensated line. EMTP generated data using a 30-km 34-kV transmission line has been used to test the accuracy of the proposed algorithm. The tested cases include various fault types, fault locations, fault resistances, fault inception angles, etc. The study also considers the effect of various operation modes of the compensated device during the fault period. Simulation results indicate that the proposed algorithm can achieve up to 99.95% accuracy for most tested cases     

超高压串联补偿输电线路潜供电流仿真

相比于无串补的超高压输电线路,串联补偿超高压输电线路的潜供电流中含有低频率振荡分量。由于这些频率的存在,使得潜供电流的过零次数减少,不利于潜供电弧的自熄。建立了一个750kV超高压输电线路串补模型,并在Matlab中进行仿真分析。仿真结果表明,当线路发生单相接地故障,在线路保护启动断路器跳闸时,同时合闸故障相的旁路断路器,以旁路对应的串补电容,将会有效降低潜供电流,有利于提高单相重合闸的成功率。