一种基于简化能量比的直流线路故障区间定位方法

高压直流输电线路及其边界对故障暂态信号高频分量都有明显的衰减作用,这一故障特征被广泛运用于暂态保护,且有研究显示,相较于线路边界,长线路对故障暂态高频分量的衰减作用可能更大,为避免这种情况引起的保护误动,目前常用的故障特征提取方式为利用不同尺度的小波变换获取暂态信号能量比。但基于小波变换的暂态保护存在算法相对复杂,基波选取模式不统一等问题。因此提出一种新的比值算法,针对故障暂态信号中的能量比,用全电流代替低频分量,简化了直流线路故障信息处理过程,由此设计出了新的直流线路故障定位方法,并且利用该判据可直接实现故障极判断。在MATLAB中进行了大量仿真验证,证明该保护算法可以正确反映出故障特征,逻辑简单,并且能够迅速可靠动作。     

基于改进递归小波变换的超高压线路边界保护元件算法

在分析输电线路边界频率特性的基础上,提出了一种基于改进递归小波变换的超高压输电线路边界保护元件算法。采用改进递归小波变换分别提取高频和次高频2个不同中心频率的故障暂态电流分量,利用母线对地杂散电容和阻波器对高频暂态分量的衰减作用,根据2个不同频率分量的暂态能量比值来识别保护区内外的故障。采用PSCAD/ EMTDC对某500 kV超高压输电线路模型进行仿真,结果表明该算法基本不受故障位置、故障过渡电阻、故障类型和故障初始角的影响,能准确识别保护区内外故障。改进递归小波变换算法只采用历史数据信息,实时性好,计算量少,因此基于改进递归小波变换的超高压输电线路边界保护元件算法可提高计算速度,能够满足超高压输电系统高速保护的要求。     

基于CMFB的高压输电线路故障诊断研究

高压输电线路发生故障后产生的暂态电流是一个包含故障信息的宽带信号.为了提取故障信息,先用平行结构的多速率滤波器组,将故障暂态电流信号并行分割为M个窄带信号,然后算出各窄带分量的能量.根据不同频带能量的比值,提出一种基于余弦调制滤波器组(CMFB)的暂态保护判据,进而提出一种故障诊断方案.此外,还对高压输电线路在不同时刻和位置的故障情况进行了仿真,仿真结果表明该诊断方案可行,而且由于对暂态电流信号的不同频带分量并行同步处理,因而实时性好.     

高压输电线路暂态保护的发展与现状

基于故障高频暂态量的高压输电线路保护具有响应快、准确度高、不受工频振荡、过渡电阻等影响的特点，文章介绍了故障高频暂态量的产生原因及特点，综述了基于暂态量的保护发展及现状，分析了目前存在的一些问题，结合新技术在电力系统中的应用，介绍了基于暂态量保护技术的发展前景。     

直流断路器结合暂态行波的HVDC输电线路故障保护算法

针对传统交流系统保护难以适用于目前的多端高压直流输电线路问题,提出直流断路器结合暂态行波的多端高压直流输电线路直流故障保护算法.首先,通过小波变化提取故障时刻高频暂态电压分量,并基于区内、区外故障小波能量值的故障识别方法,提出设计含混合式直流断路器多次重合闸判定方法的直流故障保护算法.最后,在MATLAB/Simulink仿真软件上搭建四端高压直流输电线路模型.仿真试验验证了保护算法的可行性,以及在故障识别成功率和过渡电阻耐受能力方面的优势,对于直流输电线路故障快速判定具有重要的理论指导和实际意义.     

基于单端电气量的多端柔性直流配电系统暂态保护

随着配电系统结构的发展与变化,传统交流配电系统、高压直流输电系统的保护原理无法适用于多端柔性直流配电系统。目前所提直流配电线路的保护方案有2种思路:基于线路两端信息和基于线路单端信息。前者需要通信通道,要求两端数据的同步,动作速度慢;后者需要构造保护边界,增加系统经济成本。基于此,提出了一种基于单端电气量、无需构造保护边界的多端柔性直流配电系统暂态保护方案。首先,分别计算线路一侧的正、负极暂态电压与其正常稳态电压的标准差系数识别故障极。然后,分析发生区内故障时各电气量的时域解析关系,分别推导出单、双极故障时的微分方程以计算故障距离,从而实现区内、外故障的快速、可靠识别。最后在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型。仿真结果表明,所提保护方案在各种故障情况下仅基于本地信息即可有效识别故障极和区内、外故障,有较强的抗过渡电阻及抗干扰能力,满足直流配电网对保护速动性与选择性的需求。     

基于多频带能量的高压直流输电线路单端暂态电流保护

分析高压直流输电(High Voltage Direct Current,HVDC)线路边界和线路的频率特性,直流线路边界和直流线路对故障暂态电流信号高频分量都具有衰减作用。一些文献据此利用高频分量作为单端暂态保护的判据,但是对于长线路来说,直流线路对于高频分量的衰减可能会大于直流线路边界对高频分量的衰减作用,这样可能会造成保护误动作。进一步分析发现,直流线路边界对于低频分量具有放大作用,直流线路对于低频分量具有衰减作用。因此提出一种基于多频带能量的HVDC线路单端暂态电流保护新原理。利用0~1.25 kHz低频带能量、高频带和低频带能量比来区分区内、区外短路故障,故障性雷击和非故障性雷击,利用正极和负极的能量比判别故障极。     

基于小波变换的HVDC输电系统故障诊断研究

利用PSCAD/EMTDC工具,搭建了完整的高压直流输电系统的电磁暂态模型,对直流输电系统的各种典型故障进行仿真。经小波变换后,提取了多种典型故障信息特征波形。分析了直流线路保护区内与区外故障的暂态电流信号极性和过渡电阻等因素对电流暂态信号极性识别的影响。研究了在双极系统中,故障时两极之间电压耦合关系状态下,由电压变化量来判定故障极。由此提出了一种基于暂态信息的直流输电线路保护判据。仿真结果表明,该保护判据能准确识别故障位置,具有较高的耐过渡电阻能力,并且对通信通道的可靠性要求较低。     

1000kV特高压输电线路保护的现状及发展

1000kV特高压输电系统由于其分布电容引起的故障暂态分量与500kV系统有本质的区别,因此研究1000kV特高压输电线路保护首先必须要研究1000kV特高压系统的暂态特性以及与500kV线路保护的区别。文章介绍了目前关于1000kV特高压输电线路保护研制过程中所关注的一些主要问题,如1000kV特高压系统暂态过程,特高压保护的关键技术问题等,对1000kV特高压输电线路保护提出了基于分布式模型的电流差动保护和距离保护测量原理。经过大量的动模试验验证：目前1000kV特高压输电线路保护完全能满足特高压电网安全稳定运行的要求。     

边界保护的理论基础 第一部分 故障暂态分析

近年来 ,基于单端暂态量的输电线路保护新原理不断涌现出来 ,这种利用故障产生的暂态分量是否透过线路边界的特征构成的具有全线速动的保护称为边界保护 ,边界保护成立的条件有两个 ,其一是区内外故障时 ,暂态分量存在差异 ;其二是该差异有规律性 ,可以被提取并且很明显 ,足以构成保护判据。基于这个目的 ,对输电线路区内外故障时的暂态分量的频谱进行了分析 ,发现并提取该差异 ,为边界保护的研究提供理论基础。全文共分为三个部分 ,第一部分是故障暂态分析 ;第二部分是线路边界折反射系数的频谱分析 ;第三部分是区内外故障暂态分量频谱差异的提取和EMTP仿真。本文是第一部分 ,利用网格法对输电线路在区内、正方向区外和反方向三个典型位置故障时的暂态分量进行分析和比较 ,并发现了不同故障方向时暂态分量的差异和正方向区内外故障的差异 ,前者的差异主要体现在线路边界的反射系数的频谱特征中 ,后者主要体现在线路边界的透射系数的频谱特征中     

仅利用零序电流的谐振接地系统接地故障方向算法

由于多数终端难以获得零序电压或三相电压信号,限制了暂态功率方向法在小电流接地故障定位、多级保护、分界技术的应用。分析了谐振接地系统单相接地时故障点上游与下游的零序电流工频分量、暂态主谐振分量以及衰减直流分量与故障初相角的关系,发现可利用零序电流工频分量作为零序电压的极化相量,进一步识别故障方向。当零序电流工频分量初相位分别在(-45°,75°)或(135°,255°)以内,暂态主谐振分量初相位分别在(-30°,30°)或(150°,210°)以内时,或者衰减直流分量与工频分量幅值之比大于预设门槛时,故障方向为正,否则故障方向为负。仿真和现场实际故障数据验证了算法的正确性。     

T接电路暂态保护分析

由于T接线路与二端口线路相比,具有良好的经济性与环保优势,因而在超高压输电系统中将会有非常广泛的应用。然而使用传统的保护方法,很难对其进行有效的保护。将基于故障暂态电流的单端量无通信保护用于T接线路,并且根据故障暂态电流的特点,利用Daubechies小波计算暂态保护判据。通过在不同的故障位置、不同的过渡电阻、不同的故障时间以及各种故障类型的情况下,对实际T接线路进行的详细仿真,证明了暂态保护应用于T接线路的可行性。     

基于单端暂态电压的含限流电抗器直流配电网保护方法

直流配电网故障特性复杂,故障的可靠识别和快速切除是保护面临的主要难点之一.针对含限流电抗器的多端柔性直流配电网,文中利用限流电抗器的故障暂态电压特性,提出一种单端暂态电压的直流线路保护方法.根据限流电抗器故障暂态初始电压的差异识别区内外故障,利用正、负极限流电抗器故障电压构成的电压比值系数区分故障类型,并据此提出故障识别判据和故障选极判据.在Simulink中建立多端柔性直流配电网仿真模型,结果表明所提保护方法可在0.5 ms内快速判别故障位置和故障类型,仅利用单端数据即可实现全线速动,具有良好的区内外故障识别区分能力,且无须考虑通信和双端数据同步问题,具有良好的抗过渡电阻和抗噪声干扰能力.     

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。     

核电站控制棒电源系统相复励发电机短路故障的解析计算

针对核电站控制棒电源系统,现有保护仅采用以额定电流为定值的定时限过流保护作为短路后备保护,导致该系统已发生多起过流保护抢先动作与失磁保护失配的事件。解决保护失配问题的关键在于对控制棒电源系统发电机短路故障电流的准确解析,解析重点在于考虑发电机实际采用的相复励无刷励磁方式对故障电流的影响,而相复励励磁电流由并励电压对应的励磁分量和复励电流对应的励磁分量合成产生。经过合理的假设与模型简化,结合发电机基本方程和励磁系统数学模型,推导得到了并励电压分量作用下的三相短路电流。引入复励电流分量作用,根据励磁电流变化对短路电流进行修正,得到了包含暂态分量和稳态分量的相复励发电机三相短路电流时域解析表达式。由正序等效定则扩展得到两相短路电流的时域解析表达式。基于PSCAD/EMTDC平台建立了控制棒电源系统电磁暂态模型,对理论分析结果进行了验证,进一步对保护优化方法进行了讨论。     

平行双回线电流平衡保护的仿真研究

平行双回线路电流平衡保护具有不需要通道、不需要PT输入的优点。文章提出了适用于高压平行双回线的电流平衡保护方案,首先仿真分析了基于全量、故障分量、零序分量的电流平衡保护的优缺点,在此基础上提出了利用全量电流和零序电流构成综合启动判据、由故障分量构成选线判据的电流平衡保护方案,该方案较基于全量的电流平衡保护灵敏度高、相继动作区小,而且具有选相功能。     

基于暂态能量的超高压串补线路故障选相

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。为此,分析了串补线路故障时暂态电流特征,在得出串补对高频暂态电流影响较小的结论后,利用改进递归小波对故障时各相的高频电流能量进行分析,通过比较能量来识别故障类型和判别故障相别。大量ATP(thea lternative trans ien ts program)仿真实验以及实际录波数据验证表明,该算法在不同故障条件下(不同故障位置和初始角等)都能正确选出故障相。     

超高压输电线路新型单端超高速保护研究

提出了一种基于小波框架理论的新型暂态量保护原理,利用单端暂态民汉的能量突变,检测故障发生作为保护的启动元件,利用一个时间段内不同频率分量的衰减程度来区分区内和区外故障,大大提高了暂态量保护的可靠性;为了解电压接近零点故障时灵敏度下降问题,利用暂态电流信号奇异点（突变点）的奇异性不同作为区分区内、区外故障的辅助判据。使得保护动作速度和可靠性都有很大提高。     

送电线路对架空及埋地通信光缆的危险影响

为避免高压送电线路故障时的短路电流对通信架空及埋地光缆金属构件感应较大的电动势及险电压,造成构件绝缘击穿,引起通信设备故障及通信事故发生,通过分析送电线路对架空及埋地通信光缆的危险影响允许值,提出送电线路发生单相地故障时对架空及埋地光缆的危险影响计算及对通信光缆的保护措施。     

基于多速率滤波器组的高压输电线暂态电流保护新方法

高压输电线路保护直接影响电力系统的安全经济运行.传统保护不能满足超高压电网发展的要求,探索新的保护原理和可行的实现方法提高输电线路保护的性能,是继电保护研究领域中的一个重要课题.多速率滤波器组应用于高压输电线路单端保护,具有对故障高频信号处理分辨率高、处理速度快等优点性能.分析暂态电流特征,利用多速率滤波器组抽取暂态电流和电压信号并计算能量比,根据能量比来判定故障类型.