利用单端暂态量实现超高压输电线路 全线速动保护新原理研究（一）——故障暂态过程分析及实现单端暂态量保护的可行性

在综述暂态量保护特别是反应是单端暂态量的超高压输电线路全线速动保护的基础上,利用输电线路的波传导方程分析了故障暂态过程是由于故障点行波在输电线路上多次折、反射的叠加而形成。母线的杂散电容和阻波器等的存在,使得区内、外故障产生的暂态分量有差异,这种差异主要表现在暂态电压、电流波形的高频分量部分。利用DSP硬件手段和小波分析的数学工具,可以构成单端暂态量保护,实现全线速动。     

全线相继速动单端保护新原理

在故障分析的基础上,提出一种新的输电线路单端全线故障速动保护判据。该判据利用非故障相上的故障电流分量的变化来判断对侧的保护动作情况,同时和故障相的距离保护相配合,构成全线相继速动保护。该判据在配置单相重合闸的线路和空载的情况发生故障有明显的优点。ATP仿真实验表明该判据灵敏度高、可靠性好。     

全线相继速动保护新原理及其分析

在故障分析的基础上,提出了一种新的利用单端故障信息的输电线路全线故障速动保护判据.该判据利用非故障相上的故障电流分量的变化来判断对侧的保护动作情况,同时和故障相的距离保护相配合,构成全线相继速动保护.该判据在配置单相重合闸的线路和空载的情况发生故障有明显的优点.通过理论分析证明比利用故障电流的第二次突变的判据灵敏度高.通过ATP仿真试验结果证明所提出的保护方案是可行的.     

全线相继速动保护新原理及其分析

在故障分析的基础上,提出了一种新的利用单端故障信息的输电线路全线故障速动保护判据.该判据利用非故障相上的故障电流分量的变化来判断对侧的保护动作情况,同时和故障相的距离保护相配合,构成全线相继速动保护.该判据在配置单相重合闸的线路和空载的情况发生故障有明显的优点,通过理论分析证明比利用故障电流的第二次突变的判据灵敏度高.通过ATP仿真试验结果证明:所提出的保护方案是可行的.     

基于Hilbert能量幅值信息和波形信息的特高压直流输电线路单端保护方法

直流输电系统具有强非线性,采用叠加原理和小波变换算法的直流输电线路行波保护存在适应性问题;仅利用行波暂态量幅值信息的直流输电线路行波保护在线路末端故障时存在保护拒动的问题.针对此问题,提出一种特高压直流输电线路单端保护方法.通过研究特高压直流输电线路两端物理边界特性,推导出Hilbert能量波形信息与电压行波的关系式,得出物理边界对Hilbert能量波形具有平滑作用.分析物理边界元件和直流输电线路频率特性,发现物理边界元件和直流输电线路对暂态高频分量具有衰减作用,据此利用Hilbert能量表征高频分量衰减情况.直流输电线路区内、外故障时,暂态电压5～7kHz高频带Hilbert瞬时能量幅值和波形形状差异明显,利用标准差综合描述高频带Hilbert能量幅值信息和波形信息,构造直流输电线路故障识别判据.利用正、负极标准差之比构造故障选极判据,实现故障极全线速动保护.仿真结果表明,该保护方法能可靠区分直流线路区内、外故障,实现故障选极,保护特高压直流线路全长.     

输电线路无通道保护

针对单端工频电气量保护不能做到输电线路全线速动的缺点,在故障分析的基础上,提出了一种基于阻抗加速圆的瞬时动作判据.瞬时动作判据具有全线速动的优点,同时利用重合闸并根据动作后的信息纠正错误动作的结果.仿真实验验证了所提保护原理和动作判据的正确性.     

一种提高单端暂态量保护内部故障正确判别率的方法

鉴于实际的输电系统和故障情况较复杂,现有的输电线路单端暂态量保护方案都难以全线速动.在阐述单端暂态量保护原理的基础上,根据相同类型故障产生的行渡在线路上传播模式相似的特征,从整定原则的角度提出了以正向外部故障可靠不动作、按故障类型分别整定的方法来提高单端暂态量保护对于内部故障的正确判别率.进行了 500 kV 超高压输电系统的 ATP 仿真测试,结果表明该方法能够有效提高单端暂态量保护的内部故障正确判别率.     

一种提高单端暂态量保护内部故障正确判别率的方法

鉴于实际的输电系统和故障情况较复杂,现有的输电线路单端暂态量保护方案都难以全线速动。在阐述单端暂态量保护原理的基础上,根据相同类型故障产生的行波在线路上传播模式相似的特征,从整定原则的角度提出了以正向外部故障可靠不动作、按故障类型分别整定的方法来提高单端暂态量保护对于内部故障的正确判别率。进行了500 kV超高压输电系统的ATP仿真测试,结果表明该方法能够有效提高单端暂态量保护的内部故障正确判别率。     

输电线路无通道保护

针对单端工频电气量保护不能做到输电线路全线速动的缺点,在故障分析的基础上,提出了一种基于阻抗加速圆的瞬时动作判据。瞬时动作判据具有全线速动的优点,同时利用重合闸并根据动作后的信息纠正错误动作的结果。仿真实验验证了所提保护原理和动作判据的正确性。     

基于突变量能量波形特征的特高压直流输电线路单端保护方法

从提高特高压直流输电线路保护可靠性的角度出发,提出一种基于突变量能量波形特征的特高压直流输电线路单端保护方法。利用叠加原理分析故障后突变量能量,发现系统正常运行时,突变量能量为零。直流输电线路发生故障后,突变量能量具有明显变化,据此构造直流输电线路保护启动判据。进一步分析直流滤波器和平波电抗器对突变量能量波形的影响,发现二者的平滑作用使能量分散造成波形变缓,利用标准差系数刻画突变量能量波形的波动特性,据此构造直流输电线路区内、外故障识别判据。利用正、负极标准差系数之比构造故障选极判据,进而实现故障极全线速动保护。仿真结果表明,该保护方法能可靠地区分直流线路区内、外故障,实现故障选极,保护特高压直流线路全长。     

基于母线关联出线暂态频谱信息的UPFC线路纵联保护

统一潮流控制器(UPFC)作为新一代柔性交流输电系统元件在输电线路中逐渐应用,需要对含UPFC线路的保护原理进行深入研究。通过分析UPFC对线路故障暂态影响,得出高频分量经其串联侧时发生严重衰减,使仅利用单端暂态量的保护可靠性下降。分析母线关联出线的故障暂态特征可知,同一母线的故障侧线路与非故障侧线路的电流频谱分布存在明显差异。通过采用小波能量熵提取母线各出线暂态信息,提出一种适用于含UPFC线路的方向纵联保护方案。仿真结果表明,该方案可准确识别区内、外故障及母线故障,在不同过渡电阻、故障初始角等故障情况下,均具有较好的灵敏性和可靠性。     

利用小波分析实现EHV输电线路单端量暂态保护的研究

介绍了连续小波变换定义,基于多分辨分析的Mallat快速小波分解算法,基于超高压（EHV）输电线路故障暂态电流的特点和暂态保护的基本原理,充分利用小波分析的时频局部化特点,建立了基于小波分析的暂态保护启动判据和跳闸判据,借助EMTDC仿真分析软件,研究了一实际电网EHV输电线路故障电弧特点和在不同故障条件下保护判据的有效性,结果表明,基于小波分析的暂态保护方案是可行的。     

超高压输电线路新单端暂态量保护元件的实用算法

在线路边界频率特性的分析基础上，深入地分析了区内外故障时的特征差异：就某一类故障而言，区外故障时反行波中(阻塞频带内的)高频分量与(1~10kHz内的)低频分量的比值显著小于区内故障时的比值。据此提出利用反行波构造新型的单端暂态量保护原理，即反行波法边界元件，并形成基于小波变换的实用算法。大量ATP仿真表明，该边界元件的算法可行，动作超高速，且性能优于利用电流波的单端暂态量保护方案。文中还指出：对于实际的输电系统，现有的单端暂态量保护方案都难以保护线路全长，因此该方法可以作为全线速动保护的一种超高速保护元件。     

一种超高压输电线路暂态电压保护算法的研究

提出了一种基于单端电压暂态信号小波变换的超高压输电线路单端量保护算法。通过检测单端电压暂态信号小波变换模极大值,运用最小二乘法对电压暂态信号的李氏指数进行估计,从而可以区分故障线路和非故障线路。仿真表明,故障线路和非故障线路的暂态电压李氏指数有明显区别,在各种情况下该保护算法都能可靠、准确的判别。     

基于小波分析的超高压输电线路保护新方法

暂态信号分析是电力系统故障诊断和暂态保护的基础和依据,小波变换为暂态信号分析提供了强有力的数学工具.应用小波变换对超高压输电线路的暂态电压、电流分量进行分析和处理,提出了一种利用经小波滤波后综合电压量确定故障方向和相别.在电压增量中提取行波信号来快速计算故障距离的新方法.ATP-EMTP和Matlab/Wavelet Tool- box仿真结果表明,提出的保护方案具有很好的快速性和可靠性.     

分布式电源多点接入配电系统的集成保护

针对分布式电源多点接入的配电系统,提出了一种基于暂态极性保护原理的集成保护新方案。暂态极性比较保护是运用小波变换提取故障暂态高频信号的某一频段信息作为故障判断的依据,通过比较暂态高频信号的极性,迅速准确判断出故障位置。将暂态极性比较保护原理应用于配电网集成保护方案中,以母线作为载体构建集成保护单元,利用本地故障信息和相邻保护单元故障信息对母线各出线以及线路两端信号的极性进行比较,从而对母线故障和线路故障进行判断。与此同时,集成网络保护单元提取多点信息,对整体区域暂态信号极性进行综合比较,实现对故障的快速定位与隔离,为本地保护提供后备保护。最后,利用MATLAB软件对其进行了仿真分析,仿真结果验证了此保护方案的正确性和可行性。     

基于OVT的EHV输电线路暂态电压保护的研究

主要介绍基于光学电压互感器（OVT）的EHV输电线路暂态电压保护的研究方法。介绍了光学电压互感器OVT的结构和原理,分析了EHV输电线路故障高频暂态分量产生的原因,并根据OVT能够正确传变高频暂态分量的特点,分析了基于故障电压分量的单端暂态电压保护的原理,最后分析了光学电压互感器与继电保护的接口问题。     

超高压线路单端暂态量保护的研究现状与展望

基于单端暂态量的超高压输电线路保护具有超高速动作、不受工频现象和TA保护的影响等特点.在总结单端暂态量保护发展历程的基础上,介绍了统一于"单端暂态量保护"这一框架下的各种保护元件,综述了核心元件(距离保护元件、边界保护元件)和辅助元件(启动元件、选相元件、雷电识别元件、刀闸防误动元件)的研究现状,展望了单端暂态量保护发展前景,并指出了今后尚待解决的关键问题和研究思路.     

电力系统暂态信号的小波分析方法及其应用(三)基于小波分析的EHV输电线路单端量暂态保护

利用故障产生的单端暂态分量实现输电缄路故障切除的暂态保护具有响应快，不受通道影响，成本低等优点。研究发现，为解决其原理和实现技术上存在的诸多问题，小波分析的引入具有重要意义。对现有单端量暂态保护存在的问题进行了探讨，综述了基于小波分析的单端量暂态保护的研究现状，提出了进一步研究的内容和设想。