利用单端电流的高压直流输电线路全线速动保护

针对传统直流输电线路单端量保护可靠性差、灵敏度不足的问题,提出一种仅利用单端电流实现直流输电线路全线速动的保护原理。通过对换流站的平波电抗器和直流滤波器所构成电网络的阻抗特性分析发现,对于特定频带而言,区内、外故障时它们所表现出的阻抗特性差异巨大,进而得出区内、外故障时特定频带电流差异显著。该方法对采样频率的要求低,而且具有绝对的选择性,易于硬件实现,可靠性高,具有较大的工程实用价值,可取代现有的行波保护作为直流输电线路的主保护。仿真结果表明,在各种工况下,该原理都可以实现故障极选择,并能快速、灵敏、可靠地区分区内、外故障。     

基于高频分量的高压直流输电线路单端保护方法

输电线路是高压直流输电系统中故障率最高的元件。针对现有输电线路行波保护耐过渡电阻能力差,存在难以识别区内高阻故障和远端区外金属性故障的问题,提出了一种高压直流输电线路单端保护方法。基于高压直流输电系统拓扑,分析了高压直流输电线路区内和区外故障电流的特征,从而利用小波变换提取高频分量电流构建保护方法。仿真结果表明,该方法不受过渡电阻、故障距离影响,保护可靠性高。     

特高压直流输电线路单端电流方向暂态保护

提出一种特高压直流输电线路单端电流方向暂态保护方法。来自特高压直流输电线路本侧区外和来自对侧的故障电流在突变方向上具有明显的差异,据此判断故障信号来自对侧还是本侧区外;如故障信号来自对侧,则利用希尔伯特黄变换求出故障信号的第一个固有模态函数(IMF1)瞬时频率,提取瞬时频率最大值从而判断故障位于对侧区内还是区外。给出一种特高压直流输电线路单端电流暂态保护方案。在PSCAD仿真平台上对提出的方法进行仿真验证。     

基于边界特征的高压直流输电长线路故障判别方法

分析了高压直流输电长线路的高频信号衰减作用对目前基于线路边界保护原理的影响。研究了边界的频率特性以及平波电抗器对电流变化率的抑制作用,进而提出了由单端特征频率电流构造的直流线路故障判别方法。在所提出的直流保护方案中,使用特征谐波电流幅值构造启动判据,同时使用特征谐波电流变化量构造保护判据,算法简便且更加充分地利用了基于线路边界的暂态特征。在PSCAD/EMTDC中搭建了双极24脉动直流输电系统模型并进行了仿真分析。结果表明,该判据能准确地区分区内外故障并进行故障选极,受过渡电阻和长线路的影响很小,可以实现全线速动。     

利用单端边界能量的直流输电线路全线速动保护

现有单端边界能量保护，难以区分整流侧区外故障和直流线路末端故障，单端复合式保护解决了此问题，但方法相对复杂。此外，利用边界对故障高频分量衰减作用的单端边界能量保护对装置采样频率要求较高。为解决以上问题，该文根据直流滤波器的分流特性、平波电抗器的分压特性，提出一种新型直流线路单端边界能量全线速动保护方案。整流侧区外故障时，整流侧保护安装处边界能量值小于整流侧平波电抗器阀侧的值；逆变侧区外故障时，整流侧保护安装处边界能量值小于区内故障时的值；区内故障时，整流侧保护安装处边界能量值大于整流侧平波电抗器阀侧的值，且大于逆变侧区外故障时保护安装处检测到的值。根据此特征构造区内外故障识别判据，考虑到利用双端故障信号选极速动性不足，进一步提出一种单端快速选极判据。该方案原理简单，对采样率要求低，易于工程实现。大量仿真结果表明，该方案速动性好，可靠性高，且具备较好的抗过渡电阻能力。     

高压直流输电线路故障特性分析

随着高压直流输电线路的发展,线路的输电能力得到了明显的提高,其中线路中出现的故障极大影响了电能的输送。本文通过分析直流输电系统的主要故障类型,阐述了故障产生的机理和特性,并根据故障类型进行分类讨论,对现有的直流输电线路故障保护类型进行了阐述,在不同类型故障下,选择合适的保护方法能够有效降低故障损失,使线路恢复输电的能力大大提高。     

高压直流输电线路故障行波传播特性研究

高压直流输电线路由于其线路长,发生故障概率较高。研究了高压直流线路故障行波传播特性,对波头畸变、波速变化特性进行详细分析,并在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了基于天广直流参数的直流输电系统模型,通过仿真试验验证了该模型的正确性。高压直流线路故障行波传播特性的研究分析为优化利用暂态行波的高压直流输电线路测距奠定了理论基础。     

基于线模电流故障分量的高压直流输电线路纵联保护方案

针对现有高压直流输电线路纵联保护受分布电容影响大,动作速度慢从而导致系统闭锁这一问题,提出了一种不受分布电容影响的高压直流输电线路方向纵联保护方案。通过分析模电流传输特性得到线模电流具有受分布电容影响小的特点。基于输电线路线模阻抗推导了区内和区外故障下线路两侧测点电流幅值特征,从而利用整流侧和逆变侧测点线模电流故障分量幅值比的差异作为保护判据,构建了区内外故障识别方案,并通过理论分析为保护阈值选取提供了依据。仿真结果表明,所提保护方案能够可靠识别区内外故障,保护动作不受分布电容影响,对采样和通信要求不高,并具有较强的耐过渡电阻能力和抗噪性。     

高压直流输电线路电流差动保护新原理

通过分析直流系统控制特性作用下的输电线路故障特征,提出了一种新的高压直流输电线路电流差动保护原理.在分布参数模型基础上,利用两端换流站电压、电流量分别计算区内某点处两侧电流之和.区内故障时,得到的电流与故障支路电流相关,其值较大;区外故障及正常运行时,计算得到的是误差电流,其值很小.与行波保护相比,该保护能够可靠识别区内、外故障,可以在故障全过程投入,且具有可靠性高、对采样频率要求低、计算简单等优点.与现有的直流线路电流差动保护相比,该保护不受分布电容电流影响,故在暂态过程即可动作而无须等待暂态过程结束,动作速度快.仿真结果表明,在各种工况下,该保护都能灵敏、可靠地区分区内、外故障.     

高压直流输电线路单端智能故障定位方法

针对当前高压直流输电线路故障定位方法中存在的问题，提出一种基于S变换组合特征能量和改进一维卷积神经网络-门控循环单元混合神经网络模型的单端智能故障定位方法。首先，对直流输电线路故障电压、电流数据分别进行S变换，提取特征频率范围内的能量；然后归一化电压、电流特征能量并构成组合能量特征向量；最后将组合能量特征向量形成的数据集输入改进的一维卷积神经网络-门控循环单元模型进行训练和测试，实现故障定位。结果表明，该模型具有较高的定位精度和较好的鲁棒性。     

基于暂态功率的高压直流线路单端量保护

针对传统高压直流单端量保护存在可靠性较低的问题,通过计及直流边界、线路频变等因素影响,研究了高压直流线路暂态功率故障特性,提出了基于暂态功率的单端量保护方案。根据暂态功率在正方向区内外故障的频率段差异性,利用高低频段暂态能量比值,构成边界保护元件;针对利用暂态功率频率衰减特征无法区分正反方向故障的局限性,利用暂态功率极性构造方向辅助判据。结合保护启动元件和故障选极元件构成基于暂态功率的单端量保护方案。仿真结果表明,该保护方案能够快速有效地区分直流线路区内外故障,具有一定的抗过渡电阻性能及抗干扰能力,可靠性较高。     

基于电流突变量比值的高压直流输电线路纵联保护方案

针对现有的高压直流输电(HVDC)线路纵联差动保护可靠性不足且动作延时较长的问题,提出了基于电流突变量比值的HVDC线路纵联保护方案。该方案利用特定频率下直流滤波器组和HVDC线路中的电流突变量比值的大小识别故障发生的位置。当发生区内故障时,整流侧电流突变量的比值和逆变侧电流突变量的比值均在1附近;当发生区外故障时,整流侧电流突变量的比值和逆变侧电流突变量的比值中必有一个远大于1。仿真结果与现场录波数据测试表明,基于电流突变量比值的HVDC线路纵联保护方案能够在各种工况下准确快速地识别区内外故障。     

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。     

直流输电线路单极故障不平衡电流分析及差动保护改进方案

电流差动保护基于基尔霍夫电流定律,其从原理上具有绝对的选择性.但随着输电距离日益增加、线路分布特征愈加显著,传统电流差动保护需要增长延时、提高门槛以避免故障暂态分布电容电流引起的误动,降低了保护速动性、灵敏度.为了解决上述问题,研究了利用线路补偿点计算电流的差动保护改进判据,对由线路参数耦合特性引入的健全极不平衡电流的...     

高压直流输电线路暂态保护分析与展望

现时高压直流输电线路保护广泛采用ABB或西门子保护方案和配置。通过对ABB和西门子行波保护动作特性仿真结果分析及运行经验表明,二者保护方案无法可靠、灵敏地切除高阻接地故障,且易受噪声等外界信号干扰。同时,对国内外直流线路暂态保护的新思想进行分析总结,提出了提高高压直流输电线路暂态保护抗过渡电阻能力及区内、区外故障暂态分析所必须解决的几个关键性问题,为日后高品质直流线路保护判据的提出提供研究方向。     

基于Hilbert-Huang变换的HVDC突变量方向纵联保护方法

高压直流输电线路的行波保护存在对装置采样率要求高及耐受过渡电阻能力差等问题。作为后备保护的纵联电流差动保护,为了防止线路分布电容等问题导致的误动,失去了速动性的优点,动作时间较长。利用HVDC线路发生区内外故障时,两端保护装置检测的电压和电流突变量的极性差异,提出基于Hilbert-Huang变换的突变量方向纵联保护方法。在分析不同故障时电压和电流突变量相位差别的基础上,采用Hilbert-Huang变换求取突变量相位差,识别两者的极性差异,进而判断故障发生的方向。基于PSCAD/EMTDC搭建了高压直流输电仿真模型,仿真结果表明,所提方法在各种故障情况下都能够实现保护的快速识别,可靠性高,且受过渡电阻的影响较小。     

高压直流输电线路保护的探讨

对高压直流输电线路的故障特征及其线路保护进行了分析与探讨,针对直流线路故障的特点,对各种保护原理进行了简要分析,认为行波保护作为HVDC系统线路保护的主保护符合高压直流输电线路故障特征并具有绝对的优越性,为高压直流输电线路行波保护的分析与研究提供了理论基础。     

基于高压直流输电线路分布参数模型的模态电流差动保护算法

高压直流输电传输线分布电容电流会造成电流差动保护无法立即区分区内外故障,为避免保护误动作需要增加保护时间延迟和阈值,大大降低了电流差动保护的动作速度和灵敏性。为了使电流差动保护不受传输线分布电容电流影响,在基于传输线分布参数模型上考虑了正负极线路耦合特性,提出了适用于高压直流输电线路的模态电流差动保护算法。该算法以共模补偿电流作为故障识别依据,以差模补偿电流作为故障选极依据。该模态电流差动保护算法在故障期间可以进行故障选区和故障判极,且灵敏度高、动作速度快。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了该保护方法的可行性和有效性。     

一种基于虚拟电流制动量的电流差动保护

为了减小负荷电流增加制动量对电流差动保护灵敏度的影响,提出了一种基于虚拟电流制动量的电流差动保护。首先比较线路两侧电流大小,利用两侧电流幅值比与相位关系构造虚拟电流,虚拟电流可以根据线路两侧电流幅值关系自适应调整制动量大小。与利用线路两侧电流相位差的制动量相比:区内故障时,虚拟电流制动量小于电流相位差制动量,提高了电流差动保护灵敏度;区外故障时,虚拟电流制动量等于电流相位差制动量,电流差动保护的可靠性不降低。同时分析了弱馈线路、串补线路电流反相两种情况下虚拟制动电流的适应性。利用RTDS建立仿真模型验证保护的动作性能。仿真结果表明,虚拟电流制动量可以有效提高电流差动保护的灵敏度和可靠性,同时具有良好的适应性。