基于电流行波的母线保护研究

在研究电流行波的基础上 ,提出了电流行波母线保护的基本原理。小波变换作为新的数学分支 ,在这里用来提取电流行波信号中的故障信息 ,实现母线行波保护。大量仿真结果表明 ,所提母线行波保护方案具有原理简单、易于实现、不受CT饱和影响、动作速度快等特点 ,能够满足电力系统母线保护的要求 ,具有实际可行性     

基于电流行波的母线保护研究

在研究电流行波的基础上,提出了电流行波母线保护的基本原理.小波变换作为新的数学分支,在这里用来提取电流行波信号中的故障信息,实现母线行波保护.大量仿真结果表明,所提母线行波保护方案具有原理简单、易于实现、不受CT饱和影响、动作速度快等特点,能够满足电力系统母线保护的要求,具有实际可行性.     

基于小波变换的电流行波母线保护的研究(二)--保护方案与仿真试验

在行波母线保护的基本原理和动作判据的基础上,给出了对应一个半开关接线方式的原理方案.小波变换作为新的数学分支,在这里用来提取电流行波信号中的故障信息,实现原理方案.大量仿真结果表明,所提行波母线保护方案具有原理简单,易于实现,动作速度快等特点,能够满足电力系统母线保护的要求,具有实际可行性.     

电流行波差动式母线保护的研究

为避免电流互感器暂态饱和的影响,研究了一种基于暂态电流行波的新型母线保护。在对母线上线路各相电流行波差动量的故障特征进行分析的基础上,为提高判别母线区内外故障的灵敏度,又引入各相电流行波的制动量,提出一种具有比率制动特性的电流行波差动式母线保护,及其基于小波变换的实用比率判据。理论分析和EMTP仿真表明该母线保护快速、灵敏、可靠,基本不受故障类型、故障过渡电阻、故障距离和故障初始角的影响。     

极化电流行波方向继电器

电容式电压互感器不能有效传变宽频带的电压故障行波信号,使得传统利用电压故障行波构成行波方向继电器的保护算法不能应用于实际电力系统保护中,为此提出了一种极化电流行波方向继电器。该方向继电器以电压故障行波中工频分量初始极性与电流故障初始行波的波头极性相比较判定故障方向,解决了传统行波方向继电器因不能有效获取宽频带电压故障行...     

极化电流行波方向继电器的实现方案

根据极化电流行波方向继电器（PCTDR）的基本原理和特点,给出了PCTDR的整体设计方案。并设计了以复杂可编程器件（CPLD）、高速数字信号处理器（DSP）和高性能微处理器（MPU）为核心的基于三CPU结构的超高速行波保护板,给出了其硬件设计方案及主要软件流程框图。同时给出了行波方向纵联保护的构成方案和动模实验室测试结...     

基于改进电流相差保护的微电网保护方案

针对微电网在并网运行和独立运行时不同故障特性以及微电网潮流的双向特性,引入了一种基于改进电流相差保护的微电网保护方案,该方案以IIDG输出端电压为起动判据,结合母线两端电流相位差判据,保证微电网在两种运行状态下都可以准确的区分区内外故障并切除故障线路。在PSCAD/EMTDC仿真软件上进行了算例仿真,验证了基于改进电流相差保护方案的有效性和可靠性。     

10kV配电线路单相接地故障暂态电流行波选线研究

研究了基于暂态电流行波理论在10kV配电线路单相接地故障选线中的应用.介绍了B样条小波变换理论、行波的产生,以及电流行波模量分析.通过B样条函数小波变换提取故障时配电线路各支路出线的初始电流行波模量信号的故障特征,构成新的故障选线选相判据.利用Matlab建立了一个10kV配电系统模型,从动态仿真模型中采集大量针对不同故障模式的测试样本,仿真实验结果表明该方法能够准确、可靠的实现选线.     

基于HHT的微电网差分能量保护策略

针对微电网双向潮流和并网/孤岛运行时故障电流差异大的特点,在微电网差动保护的基础上,提出了基于HHT变换的差分能量保护新方法。对故障线路两端电流进行时-频变换(HHT变换)获得Hilbert谱,并计算谱能量,利用差分能量是否超出阈值判断是区内故障还是区外故障,且不同故障类型阈值无需改变。在PSCAD中搭建10 kV微电网模型并在Matlab中进行算例验证。大量仿真表明此方法能够可靠检测出并网和孤岛两种运行状态下的各种故障,而且有效解决了高阻抗故障(HIF)保护失效问题。     

基于故障分量的孤岛微电网保护

微电网孤岛运行时的故障特性与并网情况有所区别,且与微电源的控制策略紧密联系,因而需要对孤岛微电网的保护进行具体的研究。根据U/f控制及PQ控制微电源在故障穿越下的故障模型,分析了不同故障类型时的输出电流特性,并对微电网中不同线路故障时各母线及馈线的相位特征进行分析,提出利用母线正序电压故障分量和各馈线正序电流故障分量的相位特征实现故障定位的孤岛微电网保护方案。最后,在PSCAD/EMTDC中建立了仿真模型,结果验证了该保护原理的正确性。     

特高压带并联电抗器线路的行波差动保护

由于并联电抗器两侧的电流发生变化,传统的行波差动保护无法应用于带并联电抗器的输电线路。针对这个问题,文中将基于小波变换的行波差动保护应用于带并联电抗器的线路,深入分析了带并联电抗器线路上的波过程和并联电抗器对基于小波变换的波头提取算法的影响,结果表明并联电抗器不影响行波波头大小,对波头的提取造成的误差极小,因而基于小波变换的行波差动保护能够适用于带并联电抗器的输电线路。EMTP仿真验证了该保护在带并联电抗器的输电线路上具有优艮性能。     

高压直流输电线路行波保护判据的研究

目前 ,国内外投运的行波保护普遍存在着可靠性差的问题。针对该问题 ,简要分析了实际工程中行波保护存在的缺陷。同时 ,在使用 EMTDC暂态仿真软件对各种直流线路故障进行仿真计算的基础上 ,对目前国际上具有代表性的两种行波保护判据进行了对比性分析与研究 ;并提出了基于小波变换的行波方向保护新原理 ,提高了行波保护的可靠性     

基于小波变换的行波差动保护

行波差动保护在原理上具有灵敏可靠及良好的选择性等优点,而且不受分布电容电流、母线结构、过渡电阻、电流互感器饱和等因素的影响.但传统的行波差动保护要求实时传送所有高速采样数据,目前的通信手段难以胜任;若降低采样频率,则保护的灵敏度和可靠性将会降低.文中在对行波的小波分析的基础上,提出了基于小波变换的行波差动保护原理和算法.新的保护仅利用行波故障信息中的关键信息--行波波头信息,显著减少了数据通信量,使之能够适应现有的通信手段,同时提高了保护的灵敏度和可靠性.分析和仿真表明该保护动作快速、灵敏、可靠,可作为超(特)高压输电线路主保护.     

基于小波变换的HVDC输电线路电压行波保护新方案

分析了高压直流输电线路故障电压行波的特点,提出了一种基于小波变换的新型电压行波保护.利用小波变换对电压行波作多尺度分解,将分解后较高尺度的模极大值及其附近若干个小波分解系数的平方相加,结果与整定值比较构成保护判据.一方面,高尺度的小波变换能够降低噪声的干扰;另一方面,由于平方和的作用有利于保护对经高阻接地故障的准确判断.大量仿真及理论分析表明该方案具有较高的灵敏度和可靠性.     

特高压半波长交流输电线路的行波保护

中国的能源基地和负荷中心呈现逆向分布,负荷需求不断增加,能源输送问题成为关系国计民生的关键问题。特高压输电是解决中国能源输送问题的一种有效方案,因此研究特高压半波长交流输电具有重大意义。行波保护对于长线路、远距离输电具有其得天独厚的优势,根据半波长交流输电线路上的行波传播特征,提出适用于半波长交流输电线路的行波保护判据。针对半波长交流输电线路全线的保护,基于小波变换理论,选择3阶B样条函数构成小波函数的二进小波并作为主要小波方法,同时利用Mallat塔式分解算法构成保护的算法主体。在分析半波长交流输电线路模量频带空间特性以及小波函数系数序列幅频特性的基础上,确定保护的采样频率、小波变换尺度以及目标频带,并提出适用于半波长交流输电线路的纵联行波保护策略。利用PSCAD/EMTDC和MATLAB进行仿真和编程,由此得到的仿真结果验证了所提保护方案能够在各种故障类型以及故障条件下保护半波长交流输电线路全长和实现较为准确的故障测距,且具有良好的抗过渡电阻的能力。     

微网保护分析

对微网特性以及影响保护的因素进行了分析,提出了微网的保护机制并进行了仿真。微网系统内部的保护须考虑逆变式电源的限流作用和微网双向潮流特性,还须综合考虑通信的应用,保护在不同运行方式下的适应性,与控制方式的协调性以及动作时间的合理设置等问题。在对这些因素进行分析的基础上,提出了微网的保护机制:对于线路故障,采用纵联保护;对于负荷故障,采用各相电流矢量和作为故障判据。研究中利用下垂控制原理在PSCAD中搭建了微网的模型,并对微网孤岛运行模式下各种负荷故障情况进行了仿真,仿真结果表明了所提负荷故障保护方法在孤岛运行方式下的有效性。     

基于小波变换的HVDC线路行波电流极性比较式方向保护

首先分析了高压直流输电线路行波保护的特点,然后对目前工程上普遍采用的行波保护方案进行了具体分析和仿真。通过对仿真结果的分析,指出了现有的保护原理产生误动的具体原因是由于保护原理采用了微分等运算易受噪声的影响以及判据选取的数据均为瞬时值,在计算时选择的计算点的数值直接影响了判据的结果。在极性比较式保护方案分析的基础上,充分考虑到直流线路自身的特点,提出利用直流输电工程中现有的保护通道,来构成基于小波变换的电流行波极性比较式方向保护的方案,用以解决直流线路保护的问题。仿真结果表明这种基于小波变换的保护方案能够快速可靠地区分直流线路区内和区外故障,为构造新的直流线路高速保护提供了理论依据。     

雷击对行波故障测距的影响及识别

雷击是影响行波测距装置精度的主要因素之一,雷击故障的识别是解决输电线路雷击干扰的基础。通过对雷击故障和短路故障电流行波的暂态特性分析可知,雷击故障电流具有以下特点:雷击故障电流具有更大的陡度;非故障相的电流行波也具有更大的暂态能量。据此,提出利用小波变换提取故障电流陡度和利用相电流行波暂态能量进行雷击故障识别的新方法,以及相应的识别判据。EMTDC仿真及实例验证证明了文中所述雷击识别方法的正确性。     

小波变换的二抽取环节对行波测距精度的影响

在利用小波变换模极大值表征行波波头到达时刻方法的基础上,详细分析了带有二抽取环节的小波变换行波测距算法引起的测距误差,由于二抽取环节在某些条件下会把代表行波波头到达时刻的小波变换模极大值抽取掉,导致提取的行波波头到达时刻偏移,从而引入测距误差。并进一步提出了通过平滑处理故障首尾数据的优化方法提高行波波头提取的可靠性。理论分析和EMTP结果表明,无二抽取环节的小波变换行波测距算法能够有效提高测距精度。     

基于小波变换的HVDC线路行波距离保护

对高压直流(HVDC)线路故障特性进行了具体分析,研究了行波在直流线路中传播的特殊性,详细介绍了行波测距式距离保护的原理及应用于直流线路的优势,并对直流线路行波保护提出了具体的要求。利用小波变换对行波保护的动作性能进行了深入分析,提出了具体保护判据。EMTDC仿真结果证明了分析结果的正确性和解决方法的可行性。