高压直流线路纵联行波方向保护

行波保护作为直流线路的主保护其应用比较广泛,但由于它是单侧电气量的保护,保护范围需要通过定值整定来确定,且行波保护不能反应于高阻接地故障。文中在对行波传输原理进行分析的基础上,利用区内故障时线路两侧均有反向行波幅值大于正向行波幅值的特点,构成纵联行波方向保护。若线路两端保护的判断结果均为正向故障,则整流侧将迅速移相重启。RTDS仿真表明,所提出的纵联行波方向保护方案能够快速、可靠地识别线路区内外故障,具有整定方便、保护范围明确、能反应于高阻接地故障等优点,可作为直流线路主保护的有益补充。     

基于反行波幅值比较的高压直流输电线路纵联保护方法

直流线路纵联差动保护作为行波保护的后备保护之一,为了躲避区外交流系统故障的影响,存在延时长、动作速度慢的问题。为提高直流线路后备保护的动作速度,在分析直流线路区内外故障两端反行波的幅值关系的基础上,提出一种新的纵联保护方法。该方法利用故障发生后一段时间内,线路两端反行波幅值积分的比值来识别区内故障。区内故障时,线路两端反行波幅值积分相差不大;区外故障时,线路两端反行波幅值积分差异明显。基于PSCAD/EMTDC的大量仿真结果表明,该保护方法在各种故障情况下均能可靠、快速地识别区内外故障,对高阻故障也有良好的动作性能,可作为行波保护的快速后备保护。     

基于电压折射波幅值正负差异的柔性直流电网两段式行波保护

针对柔性直流电网线路行波保护在长线故障下难以兼顾速动性和耐受过渡电阻能力的问题,提出了一种基于电压折射波幅值正负差异的两段式行波保护方案。首先,通过分析故障行波在线路上的传播过程,推导了各折反射波的表达式,得出了区内外故障下线路端口电压折射波幅值的正负差异特性。然后,基于该特性,提出了两段式行波保护方案,以传统行波保护判据构成保护第Ⅰ段,采用端口电压幅值及回升时间构成行波保护第Ⅱ段。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,验证了该保护方案的有效性。     

基于小波变换的行波幅值比较式方向保护

以小波变换为工具提取故障后的行波信息,并通过小波变换实现行波幅值比较式方向保护。对其在线路结构、故障初始角度、接地电阻等不同影响因素作用下的动作情况进行了详细的分析和仿真。结果表明,利用小波变换后该原理是切实可行的。     

基于电压折射波幅值正负差异的柔性直流电网两段式行波保护

针对柔性直流电网线路行波保护在长线故障下难以兼顾速动性和耐受过渡电阻能力的问题,提出了一种基于电压折射波幅值正负差异的两段式行波保护方案.首先,通过分析故障行波在线路上的传播过程,推导了各折反射波的表达式,得出了区内外故障下线路端口电压折射波幅值的正负差异特性.然后,基于该特性,提出了两段式行波保护方案,以传统行波保护...     

方向行波波形积分式快速母线保护

为提高母线保护的动作速度,根据行波传输理论,提出一种行波波形积分式快速母线保护方法。当母线故障时,在所有出线上检测到的初始行波均来自于线路的背后,是正向行波;而某条出线发生故障时,在所有非故障线路上检测到的初始行波是正向行波,而故障线路上检测到的初始行波是反向行波。在故障后特定时间内对各条出线上的方向行波进行积分运算,根据正反向行波积分值的比值大小识别故障方向。综合分析所有出线的故障方向,可识别母线是否发生故障。利用PSCAD/EMTDC 构建了500 kV 母线模型,仿真结果表明：所提方法鲁棒性强、动作快速、可靠性高,其性能基本不受故障电阻、故障初始角、开关操作等的影响,有望应用于实际的电力工程中。     

高压直流输电线路行波特性与保护定值整定

以基于行波幅值的高压直流输电线路行波保护方案为对象,研究了影响行波特性的几种因素。研究表明:故障位置远、接地过渡电阻大、降压运行以及换流器退出运行等因素均会造成行波幅值降低、变化率减小。结合向家坝—上海±800kV特高压直流输电示范工程(简称向上工程)的行波保护逻辑,分析了行波波形出现瞬时扰动、剧烈振荡时保护逻辑的抗干扰性能,并研究了保护逻辑间的配合、判据判定方式、保护配置方案等因素对定值整定的影响。在此基础上提出了行波保护整定流程。最后,建立了向上工程的PSCAD/EMTDC仿真模型,验证了该整定流程的可行性。     

基于故障行波差异性的柔性直流输电线路纵联保护

柔性直流输电对解决大规模新能源的消纳问题具有重要意义,其中行波保护是保障系统安全的关键。然而采用行波幅值比较判据区内外故障的保护对故障前、反行波幅值关系分析并不严谨,行波反射关系式仅在复频域下成立,若将此关系推广到时域中可能影响保护的动作性能,给系统安全埋下隐患。针对这一问题,该文首先从理论上分析行波幅值比较式方向纵联保护的不足,并从区内故障验证出保护失效的边界。为具体揭示故障前、反行波的差异性,该文定量分析电压反行波与电流行波在一定时间内的极性,进而提出一种采用多点均值的电压行波方向识别判据并构成纵联保护。大量仿真结果表明,所提保护能够快速、可靠地识别线路区内外故障,具有较强的耐受过渡电阻能力与抗干扰能力。     

基于MMC的多端柔性直流线路超高速保护关键技术研究

为了满足多端柔性直流电网输电线路超高速保护动作快速需求,在传统直流线路保护的基础上,介绍了柔性直流线路的保护配置和动作策略,根据故障行波的特征,提出了一种行波保护方法。该方法将电压信号经过S变换提取故障行波的特定频带特性,通过对不同时刻故障行波幅值的变化识别接地短路故障,进而构成行波保护出口的判据。最后基于实际工程参数,在RTDS搭建的多端柔性直流仿真模型与控制保护系统构成的闭环系统上进行试验验证,试验结果表明该方法有效、可靠。     

新型直流输电行波电流极性比较式方向保护

为克服现有直流输电线路行波保护原理上存在的缺陷,基于现有行波保护方案的分析和仿真,改进了电流极性比较式方向保护方案。该方案引入了数学形态学梯度技术以提高方向保护的动作性能和准确反映暂态行波信号的突变时刻;且集故障定位与保护于一体。6个具有代表性算例的仿真比较表明,该方案能可靠区分直流输电线路区内、外的各种故障,对近距离故障、高阻接地故障等传统方法中难于准确定位的故障类型给出较准确的结果。     

一种基于行波测距的输电线路接地故障距离保护方案

对于行波测距式距离保护 ,区分正向与反向故障在理论上已经有较完善的方法 ,但区分正方向区内、区外故障的方法理论上还不完善 ,需要进一步的研究。本文在对现有行波测距方法分析的基础上 ,提出了一种零模测距方法和线模测距方法相结合的输电线路接地故障距离保护方案。考虑到零模波速受频率和线路走廊地理环境影响比较严重 ,本文还分析了接地保护对零模波速误差的要求 ,分析表明保护对零模波速要求比较宽松。大量电磁暂态仿真证明了本保护原理的正确性     

基于方向行波的电力线路保护与检测技术

行波保护与检测技术由于具有超高速的动作特性且不受故障点过渡电阻、系统振荡等因素的影响,在某些故障分析过程中,将行波分解为前行波和反行波这两种单一方向行波是很有必要的。总结国内外基于单一方向行波的故障判别和状态检测原理,分析了行波分解在各种电压等级输电线路和配电线路的故障启动、故障选线、故障选相、故障测距和故障方向判别等领域应用的必要性,并指出了单一方向行波的应用前景。     

集成行波测距功能的高压输电线路保护装置的技术探讨

以集成行波测距功能的高压线路保护装置为目标,提出了装置的总体硬件架构设计方案和行波测距软件的整体实现方案,并利用线路保护的判别信息提高了行波测距功能的可靠性,在不影响继电保护性能的基础上实现了行波测距功能与保护功能的整体融合,为提高输电线路保护装置的测距性能提供了技术保证,仿真结果验证了该集成技术的可行性。集成了行波测距的线路保护装置能实时精确定位线路故障点,大大减少人工巡线的工作量,缩短了故障修复时间,提高了供电可靠性。     

Travelling wave pilot protection for LCC-HVDC transmission lines based on electronic transformers’ differential output characteristic

Considering travelling wave’s bandwidth which varies from several kilohertz to hundreds of kilohertz, traditional current and voltage transformers cannot transfer whole bandwidth of travelling wave. However, electronic transformers, including Rogowski coil based electronic current transformer and capacitance divided electronic voltage transformer, have much wider bandwidth (up to 500 kHz) which could transfer almost whole bandwidth of travelling wave without distortion. Besides, secondary side’s output of electronic transformer is the differential signal of primary side. So, the integration circuit can be omitted when using differential travelling wave signal directly in protection principle. Traditional travelling protection for high voltage direct current (HVDC) lines is highly affected by grounding resistance. And the backup protection, such as current differential protection, has long operation time. So the paper proposes a novel travelling wave pilot protection based on the differential output signal of electronic transformers. Differential voltage and current travelling wave have axisymmetric relationship when the fault occurs at forward direction. Conversely, differential voltage and current travelling wave almost overlap when the fault occurs at reverse direction. Considering fault direction identification results of two ends, fault section can be determined. Besides, according to amplitude ratio of fault line and normal line, fault line can be selected correctly. The simulation results in PSCAD/EMTDC prove the correctness, sensitivity and reliability.     

一种新的相间行波距离保护方法

当对端母线上仅有1回进出线时，行波保护确定故障为正方向就可以动作；当对端母线上有2回进出线时，区外故障的行波测距结果大于被保护线路长度，根据测距结果，行波保护可以容易地区分区内、区外故障。当对端母线上有3回及以上进出线时，行波测距结果在某些情况下不反应故障点到保护安装处的距离，不能用测距结果区分区内、区外故障。对于这种情况，文中首先给出了根据行波测距结果和行波波头计算故障过渡电阻的方法，然后对区内、区外故障测得的过渡电阻进行分析，表明区内、区外故障测得的过渡电阻有很大不同，据此提出了一种区分区内、区外两相故障的方法。大量电磁暂态仿真表明，该保护原理正确而且适用于三相故障。     

基于小波变换的新型暂态行波方向保护

以往的行波方向保护只对电压或电流中的一种行波波头进行信号处理,因此失去了另一电气量的信息,有时会引起方向保护的误判.为此作者提出了一种新型线路保护方案,利用小波变换提取线路故障时保护测量点的暂态电压、电流的特征量,并对二者的波形进行比较,根据其相似程度对线路的区内、区外故障作出准确、快速的判断.采用ATP(Alternative Transients Program)对各种类型故障所做的仿真计算验证了所提出的保护原理的正确性和有效性.     

考虑断路器非同期合闸的行波数据采集方案及保护算法研究

现有行波数据采集方案中采集数据的长度为定长,不能很好地适应高压及超高压系统中三相断路器非同期合闸的情况。文章提出了一种数据长度可变的行波数据采集方案,数据长度可根据断路器的闭合自动延长。考虑到大多数行波保护或暂态保护原理在断路器非同期合闸时可能失效,文章提出了一种合闸到故障的检测方法。其原理为:线路无故障时合闸引起的电流波形表现为围绕时间轴卜下交变;而线路存在故障时电流波形总体表现为单调变化的趋势。大量仿真计算证明了该检测方法的可靠性。     

海上风电柔性直流送出线路的纵联保护方法

海上风电柔性直流送出系统常采用伪双极接线.当发生单极接地故障时,电流纵联保护不能可靠地区分区内、外故障.针对该问题,提出了一种适用于海上风电柔性直流送出线路的行波方向纵联保护方案.分析了伪双极直流系统的单极接地故障特征,提出了电流纵联保护在海上风电柔直送出线路的问题.基于行波原理,提出了不受暂态分布电容电流影响的保护方...     

一种应用于线路保护装置的嵌入式行波测距方法

在分析阻抗法测距技术与行波测距技术优缺点的基础上,提出一种新的嵌入式行波测距方法。通过将行波测距模块化,并以独立插件方式集成到线路保护装置中,既实现了完整的线路保护功能,还实现了完整的行波测距功能。并且行波测距模块复用线路保护装置的电流采样通道、光纤通信通道,共享线路保护故障数据与行波测距数据,提高了行波测距的准确性。     

基于小波变换的超高速行波保护和故障定位算法

提出了利用故障后产生的电流行波实现输电线路超高速保护和高精度故障定位的算法。借助于小波分析工具,将电流行波信号进行小波变换,通过分析线路两端电流行波初始波头模极大值的极性来判别区、内外故障;同时利用模极大值对应的时间差来实现故障距离的测定。论文详细分析了影响行波保护和故障定位的各种因素,提出了相应的应对措施。大量的PSCAD/EMTDC仿真结果表明,算法能够实现线路超高速保护和高精度故障定位双重功能。