基于分布参数输电线路距离保护及低中高电阻短路故障识别

采用分布参数建模,利用保护安装处测量电压和测量电流,实时计算故障点电压,根据保护安装处到故障点的电压降与故障距离呈双曲正切函数关系,求解故障线路阻抗。该保护方法适用于单相接地和相间故障距离保护。该方法在算法设计中考虑了故障点电压的影响,原理上消除了负荷电流和过渡电阻对保护动作性能的影响,比传统保护具有更好动作性能,同时实现低、中、高电阻短路故障情况有效判别。EMTDC仿真和现场录波数据测试验证了该方法正确性和有效性。     

基于阻抗轨迹估计的自适应相间距离继电器

在双电源系统中，由于对侧系统助增电流的影响，保护测量到的阻抗会偏离故障线路的实际值，从而引起距离保护发生超越或缩短保护距离。正向经过渡电阻故障时，距离保护测量阻抗随着过渡电阻变化的轨迹可以利用故障前保护测量到的电压、电流，经过估算得到。通过对阻抗变化轨迹公式的推导和分析，提出一种基于阻抗轨迹估计的自适应四边形距离继电器的原理及实施方案。该继电器利用故障前系统正常运行时电压和电流的测量值，实时估计出阻抗变化轨迹，并自动调整继电器的动作特性。理论分析和仿真计算表明，提出的自适应距离继电器可应用于相间距离保护，可有效防止区外经过渡电阻故障时发生超越，同时在区内故障时提高耐受过渡电阻能力。     

最小二乘法在距离保护中的应用初探

电压和电流信号中存在的非周期分量和高次谐波分量会影响到距离保护测量阻抗的真实性。通过滤除非工频信号而获得的基波阻抗值,可以确保距离保护动作的正确性。基于最小二乘原理的参数估计是应用相当普及的方法,将最小二乘法应用于距离保护中,构建了基于微分方程的系统模型,提出通过测量电感参数获得测量电抗,为解决基于微分方程测量电阻参数估计模型误差大的问题,提出基于有功功率概念构建的测量电阻参数估计模型,并就所提出方法进行了仿真验证,表明通过最小二乘法进行的测量阻抗参数估计是可以应用于距离保护的。     

最小二乘法在距离保护中的应用初探

电压和电流信号中存在的非周期分量和高次谐波分量会影响到距离保护测量阻抗的真实性.通过滤除非工频信号而获得的基波阻抗值,可以确保距离保护动作的正确性.基于最小二乘原理的参数估计是应用相当普及的方法,将最小二乘法应用于距离保护中,构建了基于微分方程的系统模型,提出通过测量电感参数获得测量电抗,为解决基于微分方程测量电阻参数估计模型误差大的问题,提出基于有功功率概念构建的测量电阻参数估计模型,并就所提出方法进行了仿真验证,表明通过最小二乘法进行的测量阻抗参数估计是可以应用于距离保护的.     

输电线不同故障对距离保护影响的仿真研究

针对输电线路中相间不同短路故障,分析故障对输电线距离保护的影响。根据输电线距离保护原理,计算三相系统中各相电压值,利用PSCAD/EMTDC建立双端电源系统的仿真模型并进行仿真实验。根据计算的测量电压、电流和阻抗,判断故障点距离及保护动作特性。结果表明：双端电源系统中三相线路不同相间故障时,其对应测量阻抗能够正确反映保护处故障点的距离,其阻抗继电器能够准确而快速动作,保证了系统对故障反应的灵敏性,提高了保护的可靠性。     

消除STATCOM对线路距离保护影响方法的研究

从理论上分析了STATCOM对距离保护测量阻抗的影响,STATCOM的装设使测量阻抗中产生了一个附加阻抗,会使阻抗继电器出现欠范围拒动和超越动作的行为。建立了包含STATCOM的双机保护系统模型,并对不同故障类型和不同补偿度时距离保护的误动进行了仿真,结果表明STATCOM的补偿度越高,距离保护发生误动的情况越严重。根据故障时保护安装处电压幅值的大小与故障点的位置远近有关,提出了故障位置识别的判据及消除距离保护误动的方案,通过判断故障回路是否包含STATCOM而自适应的调整测量阻抗,若故障回路中包含STATCOM,则在原测量阻抗的基础上减去附加阻抗,再与定值进行比较,否则将测量阻抗直接与定值进行比较。对各种故障情况进行仿真验证,结果表明所提方法可以有效地消除距离保护的误动,提高保护的可靠性。     

基于阻抗复数平面的自适应距离保护方案

针对传统距离保护方案抗过渡电阻能力差的问题,提出了一种基于阻抗复数平面的自适应距离保护方案。首先,利用保护安装处负序电流与故障点电流间的相位关系,计算过渡电阻引起的故障附加阻抗角;再根据测量阻抗、故障附加阻抗和有效故障阻抗在阻抗复数平面上的几何分布关系,求解故障点到保护安装处的有效故障阻抗;在此基础上,构造了自适应四边形阻抗继电器动作方程。基于实时数字仿真(real time digital simulator,RTDS)平台的仿真结果表明,所提方案适用于阶段式距离保护,且不受故障类型的影响;与传统距离保护方案相比,具备更强的抗过渡电阻能力,可有效解决过渡电阻引起的距离保护超越或拒动问题。     

消除STATCOM对线路距离保护影响方法的研究

从理论上分析了STATCOM对距离保护测量阻抗的影响,STATCOM的装设使测量阻抗中产生了一个附加阻抗,会使阻抗继电器出现欠范围拒动和超越动作的行为.建立了包含STATCOM的双机保护系统模型,并对不同故障类型和不同补偿度时距离保护的误动进行了仿真,结果表明STATCOM的补偿度越高,距离保护发生误动的情况越严重.根据故障时保护安装处电压幅值的大小与故障点的位置远近有关,提出了故障位置识别的判据及消除距离保护误动的方案,通过判断故障回路是否包含STATCOM而自适应的调整测量阻抗,若故障回路中包含STATCOM,则在原测量阻抗的基础上减去附加阻抗,再与定值进行比较,否则将测量阻抗直接与定值进行比较.对各种故障情况进行仿真验证,结果表明所提方法可以有效地消除距离保护的误动,提高保护的可靠性.     

一种耐高阻和抗负荷电流影响线路单相接地距离保护

采用集总参数建模,利用保护安装处测量到的电气量计算保护安装处到接地故障点的电压降,根据线路保护安装处到接地故障点的电压降与故障距离呈线性关系计算接地故障距离和故障线路测量阻抗。该方法原理上消除了过渡电阻和负荷电流对阻抗距离保护动作性能的影响,适用于振荡工况。仿真分析和2套不同电压等级线路的故障录波数据测试表明,所提方法具有很强的耐受过渡电阻和负荷电流影响的能力,具有良好的现场实用价值。     

含风电电网输电线距离保护测量阻抗特性研究

分析了联络线风电侧距离保护测量阻抗随风速、过渡电阻等参数变化时的特性。基于双馈异步(DFIG)、普通异步(IG)机组仿真了线路不同故障下改变风速、过渡电阻等参数时距离保护测量阻抗的变化。结果表明,由于对侧电源的助增和本侧风机风速变化使过渡电阻呈电容性或电感性,可引起距离保护保护范围缩短或使保护装置超范围动作,从而导致保护产生误动或拒动。针对测量阻抗随过渡电阻变化的特性,提出了相应的改进措施。     

距离保护在含分布式电源配电网中的应用研究

由于传统电流保护在含分布式电源配电网中存在缺陷,考虑将距离保护应用到配电网中。通过仿真验证距离保护可以弥补电流保护的不足,但距离保护应用于中低压配电网时其耐受过渡电阻能力很差。为解决此问题,分析了分布式电源接入配电网后形成的双侧电源线路上发生短路故障时过渡电阻对距离保护的影响,利用序分量算法研究出一种不受过渡电阻影响,通过采集线路的电流、电压相量值来正确测量故障阻抗值的算法。建立含风电机组的配电网模型,利用MATLAB进行了仿真验证。仿真结果证明该算法可正确测量故障阻抗值,准确识别保护区内的故障,且其计算精度高,能很好地消除过渡电阻对距离保护的影响。     

（18期已排）一种光伏电站送出线路自适应距离保护方法

针对光伏电站送出线路光伏电站侧距离保护受过渡电阻影响的问题,提出一种自适应距离保护方法。分析比较了过渡电阻对传统双侧电源线路和对光伏电站送出线路距离保护的影响不同原理,根据过渡电阻影响距离保护测量阻抗偏移相量图的几何关系推导出了一种新的自适应保护判据,该判据加入了自适应整定系数,且自适应整定系数仅依赖于附加阻抗倾斜角的获得。通过公式推导获得了倾斜角与故障线路两侧电流幅值比和相位差的函数关系,从而提出一种光伏电站送出线路自适应距离保护方法。最后,在Dig SILENT/Power Factory软件中仿真对比了传统距离保护和改进距离保护下不同故障类型下光伏电站侧距离保护动作情况。仿真分析结果显示,所提方法极大地改善了过渡电阻对光伏电站送出线路距离保护的影响,从而验证了所提方法的可行性。     

基于阻抗复数平面的自适应距离保护方案应用中的正则性问题研究

当双馈风电场送出线发生短路故障时,基于傅里叶算法的传统距离保护受双馈风机频偏特性以及过渡电阻的影响,保护动作性能较差。因此,通过分析保护安装处测量阻抗与故障点阻抗的关系,采用一种抗过渡电阻的新型自适应距离保护。针对该保护中出现的病态化问题,采用正则化处理病态表达式,在线修改自适应系数使保护的动作边界随自适应系数动态调整。最后,基于Matlab/Simulink平台搭建双馈风机电磁暂态仿真模型,考虑不同风电场规模和风速变化,对比分析传统距离保护和自适应距离保护的动作特性。结果表明自适应距离保护的动作性能较好,可靠性更高。     

距离保护在含分布式电源配网中的应用

由于传统电流保护在含分布式电源配网中的缺陷,为此本文考虑将距离保护应用到配电网中,通过仿真验证了距离保护可以弥补原电流保护的不足。但是距离保护应用到中低压配电网中,也会产生一些问题,尤其是过渡电阻对距离保护的影响。本文分析了分布式电源接入配电网后形成的双侧电源线路上发生短路故障时过渡电阻对距离保护的影响,利用序分量算法研究了一种不受过渡电阻影响,通过采集线路的电流电压相量值,就能够正确测量故障阻抗值的算法。并在Matlab平台上搭建了含风机的配电网模型,进行了仿真验证。仿真结果证明该算法能够正确测量故障阻抗值,准确识别保护区内的故障,且计算精度高,能很好地消除过渡电阻对距离保护的影响。     

单端电气量减少过渡电阻对距离保护影响的方法

当短路点存在过渡电阻时,会使得距离继电器的测量阻抗不能准确反应短路点到保护安装处的正序阻抗,可能会导致距离保护不正确动作。本文在研究了过渡电阻对距离保护的影响的基础上提出了一种新的基于单端电气量的保护算法方法,并且推导出了短路点到保护安装处的阻抗的表达式,新的保护算法在理论上不受过渡电阻的影响。最后利用PSCAD仿真试验验证了结论的正确性。     

一种消除过渡电阻影响的阻抗测量方法

双端供电系统当线路发生单相接地故障时,由于过渡电阻的存在会造成阻抗测量不准确,引起距离保护的不正确动作。首先运用相量图的方法,定性分析了保护位于送电侧和受电侧时,过渡电阻引起阻抗测量误差的原因;为了减小过渡电阻引起的测量阻抗误差,基于全周傅氏算法提出了利用保护安装处负序电流相位代替故障点处故障电流相位的方法,并通过传统阻抗测量方法的改进,在高阻接地的情况下也能够比较准确地求得测量电抗值。EMTDC仿真表明,与传统的计算方法相比,该算法能有效地减小过渡电阻对测量阻抗的影响,保证测量阻抗的准确性。     

短路故障时高过渡电阻条件下距离保护的研究

电力系统发生故障时存在过渡电阻是距离保护中的一个难题。为此,应用微分方程对单相接地短路进行了描述,并将其转化为相量方程进行了分析,而且获取了短路电流值。根据短路电流值计算出了测量阻抗,比较接近于真实值。EMTP仿真结果表明,应用这种方法求出的测量阻抗可以保证距离保护正确动作。     

基于PSCAD的过渡电阻对距离保护影响建模与仿真

针对高压线路发生故障时过渡电阻可能会造成测量阻抗不准确而使距离保护拒动或误动情况,分析过渡电阻对距离保护的影响原理,并在PSCAD软件中搭建单侧电源输电线路距离保护仿真模型,通过在不同位置设置不同过渡电阻值,分析过渡电阻对距离保护的影响,最后提出线路距离保护抗过渡电阻影响方法。     

计及直流偏磁的输电线路距离保护动作特性分析

高压直流输电运行于单极大地回路方式或太阳耀斑活动都会引起直流偏磁现象。直流偏磁电流流入交流系统后改变了线路的传统运行环境,当输电线路发生故障时会产生新的故障特征,从而对距离保护的动作特性产生相应的影响。建立了相应的输电线路距离保护的系统模型,推导出了直流偏磁条件下阻抗继电器测量阻抗的表达式,并重点对双端电源系统的线路距离保护Ⅰ段的动作特性进行了分析,同时为了能够直观地衡量直流偏磁电流对测量阻抗的影响,引入直流偏移系数定量分析了偏磁电流对距离保护的影响。从理论上分析、比较了不同直流偏移系数条件下的距离保护动作特性,并利用PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的正确性。     

直流偏磁对输电线路距离保护的影响分析

高压直流输电运行于单极大地回路方式时,太阳耀斑活动产生的地磁感应电流会使变压器或保护用电流互感器产生直流偏磁现象。当直流偏磁电流进入交流系统后,阻抗继电器的测量阻抗中会产生一个附加阻抗,使阻抗继电器的测量阻抗变大,从而导致距离保护出现欠范围拒动作。文章建立了相应的输电线路距离保护系统模型,推导出了直流偏磁条件下阻抗继电器测量阻抗表达式,同时为了直观的衡量直流偏磁电流对测量阻抗的影响,定义出了直流偏移系数,通过分析不同直流偏移系数条件下的距离保护动作特性,并利用PSCAD/EMTDC仿真软件在不同直流偏移系数条件下进行仿真分析,验证了理论分析的正确性。