基于纵向阻抗的双端量故障测距新算法

针对高压输电线路解耦后的Π型等值电路,以纵向阻抗为基础,提出了一种利用双端量进行故障测距的新算法。该算法能够在线计算出系统阻抗和线路参数,并根据在忽略线路分布电容影响的集中参数线路模型中故障距离的计算值对计算后的线路参数进行修正,克服了传统故障测距算法线路参数和系统阻抗在运行过程中的不确定性问题,也提高了测距精度。该算法原理简单,适用于长线路,也不受故障类型、故障电阻和故障距离的影响。仿真验证结果表明,该算法的平均测距误差小于0.3%,能够满足工程上的要求。     

适用于集中参数单端测距模型的距离修正方法

提出了一种能够有效提高基于集中参数输电线路模型的单端故障测距精度的修正方法。根据集中参数线路模型算法的实测距离,换算成与模型匹配的正序测量阻抗。另外,基于输电线路贝瑞隆模型,推导出金属短路时应测的故障环路正序阻抗与实际距离的对应关系。通过测量阻抗将实测距离和实际距离关联起来,形成修正公式,在理论上消除了线路分布电容带来的误差。该修正算法基于工频量,对采样率要求不高,具有较高的工程实用价值。大量的ATP仿真试验验证了距离修正的有效性。     

基于模量网络分析的接地极线路故障定位新算法

针对直流接地极线路发生远距离、高阻接地故障时,现有故障定位算法精度低的问题,提出了一种基于模量网络分析的接地极线路故障定位新算法。基于线路的分布参数模型,建立了故障后接地极线路故障模量网络,在此基础上利用接地极线路量测端的电压、电流量计算沿线的电压、电流分布,进而得到故障点处的测量阻抗,根据故障点处测量阻抗虚部最小的特点进行故障定位。大量仿真结果表明,该算法可实现接地极线路全长范围内的准确定位,且不受故障位置和分布电容的影响,具有较高的故障定位精度。     

基于分布参数频域模型识别的纵联保护原理

为消除高压长距离输电线路的分布电容电流对线路保护的影响,为此,基于矩阵束能够可靠地提取故障线路特征频点信息的特点以及模型识别的保护理论,提出了一种输电线路纵联保护新原理。该原理首先根据分布参数线路的故障网络分析,建立出区内外故障的故障模型,区外故障模型为分布电容模型,区内故障模型为等效系统阻抗模型。进而定义了2种不平衡电流并将其分别作为2种模型的模型误差来识别故障模型。区外故障时,故障数据符合分布电容模型,其不平衡电流小于等效系统阻抗模型的不平衡电流;区内故障时,故障数据符合等效系统阻抗模型,其不平衡电流小于分布电容模型的不平衡电流,据此可以判断出区内外故障。理论分析及仿真结果表明,新原理能够快速可靠地切除区内故障,且不受电容电流和过渡电阻的影响。     

基于故障可观性的输电线路故障定位方法

广泛研究的基于WAMS的故障定位算法都基于理想化的量测条件,这使得它们在实际应用中受到限制。为了使电网在信息不全条件下(如极端气候、通信故障等)提供可靠的故障定位方案,提出了一种基于故障可观性的输电线路故障定位方法。该方法采用分布参数输电线路模型,可以更准确地考虑分布电容电流对故障定位精度的影响;算法性能优异,且不受故障初始相位角、负荷及故障路径阻抗的影响;仅需要相量测量单元(PMU)的暂态数据信号,无需系统阻抗等其他信息;算法没有迭代过程,计算速度快。诸多仿真分析验证了该方法的有效性和鲁棒性。     

输电线路分布参数测量方法的改进

输电线路参数的精确度对电力系统潮流稳定分析、保护整定、故障定位等至关重要。针对传统的单回输电线路参数测量方法的存在问题,基于线路分布参数模型和等效π电路集中参数模型,推导出输电线路分布参数、等效π电路集中参数、以及短路阻抗与开路阻抗之间的数学关系,实现了线路的分布参数和等值π电路的参数的精确求解,并以算例将所提出的方法与传统方法计算结果进行了对比。     

超高压T接线路高精度故障测距算法研究

提出一种为超高压T接线路进行精确故障定位的算法。该算法利用各端正序电压和电流以及线路正序参数首先进行故障支路的判定,然后对故障支路按照双端线路进行故障定位。算法以π型等值建立线路模型,较为真实地反映出分布电容的存在。算法不需要故障类型的判别,不受故障电阻、系统阻抗及负荷电流的影响。EMTP仿真结果表明,该算法精度高且稳定,定位误差一般不超过0.5%。     

铁氧体材料标准化阻抗的测量方法与原理

阐述了材料标准化阻抗的测量方法与原理。研究分布电容C0对绕线法测量结果的巨大影响,指出C0可能使线圈的等效电感变为本身串联电感的很多倍,也可能使线圈的总等效电感变为负值。提出测量线圈分布电容的方法,给出绕线法测量时修正C0影响的方法。对终端短路同轴腔测量磁谱和材料阻抗的计算公式进行了推导。     

基于希尔伯特-黄变换的输电线路距离保护方案

微分方程算法采用集中参数的电阻和电感串联模型,可以实现快速动作.线路故障后的暂态期间,由于受到电压、电流互感器传变特性和线路分布电容等因素影响,微分方程算法计算出的阻抗会在实际值上下频繁波动,影响保护的可靠动作.针对这一问题,提出采用希尔伯特-黄变换(HHT)处理微分方程算法计算结果的方法.通过经验模态分解将代表高次谐波的固有模态函数分离出来,得到具有单调变化趋势的“残差”,再由此计算出故障线路阻抗.仿真结果表明,该方案能在线路故障后快速估算出具有较高精度的阻抗值.     

特高压长线路单端阻抗法单相接地故障测距

特高压长线路分布电容大,故障后波过程明显,基于集中参数模型的单端阻抗法故障测距无法适用。针对该问题,采用分布参数建模,经分析证明观测点处的负序电流可以很好地模拟故障支路负序电流（故障点电压）的相位信息。基于此,提出了一种新的阻抗法故障测距方法。该方法在故障点电压瞬时值过零点时刻计算测量阻抗,理论上不受过渡电阻的影响;基于分布参数模型,不受分布电容电流的影响。理论分析和仿真结果表明:所提出的算法具有较高的测距精度,能够满足现场应用的要求。     

基于分布参数模型的高压输电线路故障测距算法

输电线路故障定位一直是电力系统亟待解决的难题,快速准确的故障定位对电力系统有极为重要的意义,由于传统的单端法故障测距易受过渡电阻和对端肋增电流的影响,基于集中参数电路模型的故障测距算法又不适用于长线路测距,中提出一种只使用输电线路参数和２端电气量的基于分布参数电路模型的输电线路故障这位方法。并利用相模变化来减少实际线路的不换位和线路参数不平衡的影响,最后在模域求解故障距离。ＥＭＴＰ仿真结果表明,     

T接输电线路故障测距的算法

针对当前多分支输电线路故障测距的不足,结合无分支输电线路的故障测距算法,提出T接输电线路的故障分支识别,并采用集中参数线路模型和分布参数线路模型求解故障距离。     

利用正序故障分量的双端量精确故障测距算法

为消除负荷电流和线路模型不准确给双端量故障测距带来的影响 ,本文提出一种基于分布参数线路模型的精确测距算法。算法以均匀传输线的波动方程 (长线方程 )为基础 ,利用线路两端电压、电流的正序故障分量以及线路正序参数直接计算故障距离。算法无需故障类型判别 ,不受系统阻抗、故障电阻、负荷电流以及分布电容的影响。基于EMTP的数字仿真结果验证了该算法的正确性和高精度     

A generalized method to improve the location accuracy of the single-ended sampled data and lumped parameter model based fault locators

The necessity for very high accuracy in fault location is generally becoming more and more important. In this paper, a new generalized algorithm which can improve the accuracy of all fault location algorithms based on the lumped parameter model and single-ended data is presented. The measured distance resulting from the lumped parameter model can be converted to the positive sequence measured impedance matching with the model. Then, the relation between real distance and positive sequence measured impedance of fault circuit based on Bergeron model can be derived according to the analysis of solid grounded faults. Then the improved algorithm resulting from the relation of real distance and measured distance can be obtained. Theoretically, the proposed algorithm is independent of shunt distributed capacitance of transmission lines. Besides, the algorithm is based on power–frequency voltages and currents, and hence high sampling rate is unnecessary. Therefore, it can be implemented in the existing protection devices easily. This paper presents the theory of the technique and the results of ATP simulation tests to demonstrate its performance.     

基于分布参数线路模型的精确故障测距算法

为消除负荷电流和线路模型不准确给双端量故障测距带来的影响,提出一种基于分布参数线路模型的精确测距算法。算法以均匀传输线的波动方程(长线方程)为基础,利用线路两端电压、电流的正序故障分量以及线路正序参数直接计算故障距离。算法无需故障类型判别,不受系统阻抗、故障电阻、负荷电流以及分布电容的影响。基于EMTP的数字仿真结果验证了该算法的正确性和高精度。     

基于分布参数模型的比相式单相故障单端测距算法

高压输电线路故障以单相接地短路为主,针对此类故障开展高精度的故障定位研究具有重要意义。基于集中参数模型的单端测距算法忽略分布电容的影响,在实际故障点距测量点较远时必然带来较大的误差。针对该问题文章提出了一种基于分布参数线路模型的电压、电流比相式单端测距算法,其原理为：通过相模变换与反变换估算出沿线各点故障相电压与相电流的分布,利用线路故障相残压与故障分量电流相位差最小的特征进行定位。该算法基于工频量,对采样率要求不高,大量的ATP仿真试验验证了该算法的有效性。     

基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护

传统工频原理距离保护易受风电系统故障特征的影响,基于集中参数模型的时域距离保护原理较适应于风电系统送出线。但考虑到该原理忽略分布电容的影响,当故障发生在风电系统长距离送出线时,可能造成距离I段保护发生暂态超越现象。因此,提出一种基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护原理。基于分布参数模型,通过保护安装处的电压、电流时域信息求得距离I段整定处的电压、电流时域信息,代入时域故障测距方程中,求得整定点与故障发生处的故障距离。通过与距离I段整定距离求和获得故障测量距离,实现保护动作。仿真结果表明,该原理不受长距离送出线分布电容的影响,具有较强的抗过渡电阻性能,优越于基于集中参数模型时域距离保护。     

特高压交流输电线路接地阻抗继电器动作特性分析

针对特高压交流输电线路分布电容大、故障后渡过程明显的特点,从分布参数线路模型入手,分析了正常运行和接地故障状态下,接地阻抗继电器测量阻抗的变化规律,证实了故障情况下测量阻抗与故障距离呈双曲函数关系,提出了一种新型接地阻抗继电器电流接线方式,并探讨了P值常数化、线性化的相关问题.理论分析和测试结果表明:对于400 km以下的特高压交流输电短线路,接地阻抗继电器可以基于集中参数模型整定;但是对于400 km以上的长线路,在基于分布参数模型整定阻抗继电器和采用新型电流接线方式的基础上,方向性接地阻抗继电器能够正确判别故障发生、检测故障位置.     

Residual Compensation for Ground Impedance Relay With Applications in UHV Transmission Lines

The impedance algorithm in distance protection for high voltage (HV) and extra high voltage (EHV) lines, although neglecting the influence of shunt capacitance, is able to produce satisfactory performance. However, the accuracy of the algorithm is significantly reduced when applying to ultra high voltage (UHV) lines due to the larger P.U. line shunt capacitance and longer transmission radius. Therefore, the distributed parameter model should be adopted, and the relay should be set based on the hyperbola function between measuring impedance and the fault distance. However, how to define and set the indexes in relay ever defined with lumped parameters, such as the residual compensation coefficient, is still unresolved. In response to this question, the paper models the UHV system with distributed parameters and introduces the concept of virtual equivalent line length controlled by zero sequence system impedance, and then proposes a novel residual compensation coefficient. Case studies and RTDS tests show that the relay with proposed coefficient offers good performance for the simulated cases. The results also can be extended into other applications, such as the design of zero sequence reactance relay, fault location, fault phase selection, power swing blocking, and load blocking components.