基于电流相关性的高压直流线路纵联保护新原理

针对传统高压直流输电线路电流差动保护快速性差、耐过渡电阻能力低等问题,提出一种基于电流相关性的纵联保护方案。以直流滤波器阻抗频率特性为基础,对直流输电线路区内、外故障对应的故障附加网络进行理论分析发现:区内故障时,直流线路两端特定频点电流故障分量呈强正相关性;区外故障时,直流线路两端特定频点电流故障分量呈强负相关性。据此,可判别区内、区外故障。大量仿真结果表明,所提出的纵联保护方案原理简单、计算量小,能够快速、可靠识别区内、区外故障,且耐过渡电阻的能力强,不受线路分布电容影响。     

基于对称分量突变量距离保护

用对称分量分析了短路故障序分量突变量与故障点间的关系,根据附加状态序网络,推导出有意义的计算前适用于各种横向故障保护安装处至故障点间的k值的一般表达式;故障点存在过渡电阻时k值虽然存在误差,但不影响测距或距离保护程序应用;提出了对称分量突变量选择故障相原理及相间距离保护程序流程和故障点存在过渡电阻时减小误差的措施。通过双侧、单侧电源系统仿真验证了该方案的有效性。     

输电线路行波测距式距离保护方法研究

主要针对行波测距式距离保护的难点即当对端母线有两回以上进出线时如何正确地区分正向区内区外故障。并且对于相间故障和接地故障提出了不同的方案。对于相间故障,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方法,然后对区内区外故障测得的过渡电阻进行了分析,分析表明区内区外故障测得的过渡电阻有很大的不同,据此提出了一种区分区内区外故障的方法,而且此方法适用于三相故障。对于接地故障,提出了一种零模测距方法和线模测距方法相结合的保护方案,并且分析了接地保护对零模方法测距精度的要求。大量电磁暂态仿真证明了本保护原理的正确性。     

多相补偿阻抗元件的研究与仿真分析

对输电线路距离保护多相补偿阻抗元件的工作原理和工作特点进行详细分析,提出2种多相补偿阻抗元件的判据确定方法.仿真分析结果表明,多相补偿阻抗元件可正确区分保护正向区内、正向区外及反方向故障情况,而且受过渡电阻的影响较小.     

基于综合量的相间故障距离保护新方案

为得到更简单的距离保护方案,以对称分量法为基础推导出和、差两分量和综合量,并分析其应用于电力系统相间距离保护的理论依据,比较了测量元件分别加入和、差分量和综合量时,距离保护反映电力系统相间短路故障位置正确性问题。金属性相间故障时,综合量能正确测量保护安装处至故障点间距离,且发生两相接地故障时测量阻抗与过渡电阻无关。用相和、差量实现的测量元件解决了Y,d11变压器d侧两相短路故障时相间测量元件测量阻抗不能正确反映被保护线路与变压器正序阻抗的问题,且原理简单。     

基于暂态电压的多端柔性直流线路保护方案

多端柔性直流线路故障电流具有上升速度快、峰值大的特点。为了限制故障电流,通常会在直流断路器中串联限流电抗器,形成直流线路的天然边界,但这也导致了故障电压暂态过程变化。区内故障时,线路两端保护安装处的暂态电压高频分量的有效值均大于限流电抗器换流站侧的值;区外故障时,故障端的特性与之相反。基于上述故障特征,提出一种基于暂态电压的多端柔性直流系统保护方案,利用单端线路侧的电压微分率实现区、内外故障快速动作,利用线路双端限流电抗器两侧暂态电压比实现区内、外故障的可靠判别。算例仿真结果表明:所提保护方案动作速度快,受过渡电阻影响小,且线路两端无需数据同步。     

基于纵联支接阻抗的超(特)高压输电线路保护新原理研究

纵联差动保护是目前超高压、特高压输电线路的主保护。随着输电线路电压等级的提高和送电距离的增加,分布电容电流逐渐增加,极大地影响了纵联差动保护的灵敏性和选择性。提出一种基于纵联支接阻抗的保护新原理,当线路无故障或外部故障时,纵联支接阻抗近似等于线路的容抗;当线路内部故障时,故障相纵联支接阻抗近似等于线路容抗和过渡电阻的并联值。该保护新原理无需对电容电流进行补偿,不受负荷电流、系统阻抗的影响,选择性好,具有天然的选相能力,当发生高阻接地故障时,灵敏度高。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了此保护原理的正确性和有效性。     

高压输电线路距离保护克服过渡电阻能力研究

高压输电线路中存在较大的过渡电阻,很容易引起距离保护拒动或误动.分析特高压单侧电源经长线路出口故障和双侧电源长线路出口故障时过渡电阻对距离保护工作的影响,探讨单侧电源助增电流网络、外汲电流网络中过渡电阻对测量阻抗的影响,并给出2种网络结构在不同地点处保护测量阻抗的计算公式.研究能较好躲过渡电阻特性的零序电抗继电器、自适应接地距离继电器、神经网络距离继电器,分析比较不同方法的优缺点及适用场合.     

输电线路单端暂态量保护在全数字变电站中的应用

根据超高压线路发生区内、外故障时的暂态电流行波中高频分量的含量的差异,利用多分辨形态梯度来检测、放大这一差异,构成了一种全数字变电站中利用单端故障暂态电流的超高速保护新原理。仿真试验证明:该原理能在线路发生不同位置、不同过渡电阻、不同初始角等情况下的故障时准确、快速地放大并提取这种差异。     

超高压长线路故障测距研究

提出了一种适用于超高压长线路的故障测距方法。该方法基于线路分布参数模型,根据正序故障分量电压沿线分布规律,通过搜索迭代将故障点界定在一段短线路上,从而将分布参数长线测距转化为集中参数短线测距。该方法理论上不受故障过渡电阻的影响,不要求双端数据同步采样。采用反映各种故障的正序分量,不需事先确定故障相别。ATP仿真显示该方法有较高的精度。     

超高压线路差动保护的高阻接地故障拒动分析及改进措施

500kV超高压线路高阻接地时,初始阶段故障电流突变量很小,主保护有可能拒动．随着接地故障电阻变小,故障电流增大后由后备保护动作切除,而后备保护较长时间切除故障可能影响电网稳定．介绍“7·10”500kV花博甲线高阻接地故障差动保护拒动事件,分析不同运行方式对两侧故障电气量的影响,总结现有差动保护启动判据的缺陷,并提出采用近故障侧保护装置启动判据、负序电压启动判据等改进措施,有效提高了高阻接地时差动保护的动作可靠性．     

基于测量波阻抗的同杆双回输电线路故障识别

为提高行波保护在同杆双回输电线路上的灵敏性与可靠性,提出一种基于S变换的测量波阻抗比率制动故障识别算法. 利用S变换获取母线电压与线路电流的初始行波相量,据此计算线路测量波阻抗,给出和波阻抗与差波阻抗概念,引入综合和波阻抗和综合差波阻抗. 理论分析表明：当发生区内故障时,综合和波阻抗小于综合差波阻抗;当发生区外故障时,综合和波阻抗远大于综合差波阻抗. 引入比率制动系数,将综合和波阻抗作为制动量,综合差波阻抗作为动作量,建立比率制动保护判据进行区内、外故障识别. 大量仿真结果表明,该算法判据简单,性能可靠,动作灵敏、迅速,基本不受故障初始角、故障类型、过渡电阻、噪声干扰等因素影响.     

一种智能变电站集成保护算法

提出了一种智能变电站集成保护算法。利用故障时元件两端的正序故障分量电流相位相差不大,而外部故障时其相位几乎相反的特点,构成故障元件判别原则,结合智能电子设备(Intelligent Electric Device,IED)采集的相位信息判别故障元件。当IED采集的相位信息缺失时,根据容错策略,仍能准确地判别故障元件。该保护算法简单可靠,有一定的容错能力,并通过仿真验证了该算法的有效性。     

暂态故障分量电流的计算分析

当利用故障分量实现辅电线路电流差动保护时,故障(特别是外部故障)暂态情况下线路两侧故障分量电流的相对关系是一个重要的参考依据．为此,采用运算法对超高压输电线路发生外部故障的暂态过程进行定性计算分析．计算过程中应用叠加原理求出线路两侧的故障分量电流,然后进行比较,最后得出有用结论．     

使用输电线双端数据的故障测距研究

以分布参数做为高压输电线路的模型,对双端输电系统提出了解了一次方程故障测距方法。该方法将线路两端电压电流基频分量分解成正序、负序和零序分量,首先根据不对称故障故障点处电流各序分量之间的关系,求出两端数据采样不同步角,进注解一次方程出故障集团。     

双回线故障精确测距法

将M.S.Sachdcv等人提出的单回线测距法应用到具有零序互阻抗的双回线路上。它利用故障线路两端的数字式阻抗继电器所测量的电压和电流的基频分量进行测距,具有公式不迭代、精度与故障点电阻和电源阻抗无关、两端测量不必同步、以及利用阻抗继电器的计算结果简化测距计算等优点。     

基于压缩感知的电网传输线故障定位方法

文中提出了一种基于压缩感知稀疏重构技术的广域故障定位方法,用于准确定位传输网络中的单故障和双故障位置.与早期传统的故障定位方法不同,该方法只需要通过相量测量单元(PMU)在数量有限的节点中测量即可实现故障定位.测量得到的电压相量和电网的阻抗矩阵产生一个欠定方程组,可以通过压缩感知稀疏重构的方法求解.重构得到了一个稀疏故障电流矢量,通过其中的非零元素判断可能的故障区域.对于没有故障的区域,可以由PMU测量到的电流相量计算相邻节点的电压,然后用新计算的电压和PMU测量值确定故障线路.利用替代定理和最小二乘法计算发生故障前后的节点电压变化量和故障线路两端的电流变化量.文中针对几种典型的故障类型,基于压缩感知和改进的传输线方程精确估计故障位置,消除了复杂的数学迭代过程,进一步提高了故障定位精度.应用PSCAD仿真软件在IEEE39节点系统上进行算例仿真,对故障定位算法进行了测试研究,验证该算法可以实现常见故障的精确定位.